基本介紹
- 中文名：有效壓力
- 外文名：effective pressure
- 學科：工程地質學、土力學
- 又稱：有效應力
定義,泵氣平均有效壓力變化規律,泵氣平均有效壓力,試驗結果分析,有效壓力對低滲透變形介質油藏物性的影響,岩石滲流特徵,岩石變形特徵,
定義
去掉土體空隙中的超靜水壓力後得到的通過土粒接觸點傳遞的粒間應力，又稱有效應力。
物理表達式：
σ1——有效壓力（kPa）；
u——孔隙水壓力（kPa）。
泵氣平均有效壓力變化規律
在不同的負荷特性下，泵氣平均有效壓力分布情況有三種：全部為正值；隨負荷增加由負值過渡至正值；全部為負值。在不同轉速下，相同扭矩測試點的泵氣平均有效壓力進行橫向對比時，變化規律是相同的，從低速到高速，泵氣平均有效壓力都是由正值逐漸變為負值。
泵氣平均有效壓力
泵氣平均有效壓力的數值分布可看出，當縱向對比時：在轉速為800r/min和1000r/min的負荷特性上，泵氣平均有效壓力值全部為正值，隨著扭矩的增加，泵氣平均有效壓力增加，即泵氣正功的值相應增加；在轉速為1400r/min的負荷特性上，泵氣平均有效壓力開始為負值，隨著扭矩的增加，泵氣平均有效壓力變為正值，而且正值逐漸變大；在轉速為1800r/min的負荷特性上，泵氣平均有效壓力全部為負值，且隨著扭矩的增加，此負值逐漸增加，即泵氣負功逐漸減小；在轉速為2200r/min的負荷特性上，泵氣平均有效壓力全部為負值，且隨著扭矩的增加，此負值逐漸減小，即泵氣負功逐漸增加，在標定點泵氣負功達到最大值。當橫向對比時，扭矩從200N·m至外特性點，泵氣平均有效壓力隨轉速的變化規律是相同的，隨轉速的增加而逐漸減小，由正值變為負值後繼續減小，即由泵氣正功逐漸減小到泵氣負功後，泵氣負功再逐漸增加。
試驗結果分析
對某一特定車用發動機來 說，泵氣平均有效壓力的變化規律和進排氣壓力的變化規律有關，一般情況下，當增壓壓力大於排氣壓力波平均壓力時，泵氣平均有效壓力為正值；當增壓壓力小於排氣壓力波平均壓力時，泵氣平均有效壓力為負值。而增壓壓力與排氣壓力波平均壓力之間的差值主要是和增壓器的匹配有關。當匹配點選擇小負荷時，則負荷較大時，渦輪流通面積相對較小，使泵氣負功較大；當匹配點選擇大負荷時，則負荷較小時，渦輪流通面積相對較大，脈衝能量不能充分利用。對於車用發動機，與增壓器的匹配點一般選擇在最大扭矩點，以保證有足夠的扭矩係數；但是此時在標定工況點，渦輪流通面積仍相對較小，造成泵氣負功較大。
有效壓力對低滲透變形介質油藏物性的影響
有效壓力高低、施加壓速度快慢和加壓方式等對該油藏滲流和變形產生顯著影響。常規 “滲透率” 在此油藏中不是一個常量，而是一個與有效壓力和驅動壓差相關的變數。壓力初始變化大小和幅度嚴重影響儲層變形程度，也對滲流特性產生影響，因此開採初期合理控制壓差對油藏最終採收率的提高至關重要。
岩石滲流特徵
由於氣體滑脫效應的存在，低滲透油藏滲透性的表征必須進行克氏校正。在5個不同上流壓力下，測試氮氣滲透率，求得克氏滲透率。6個層位60塊岩心克氏滲透率為6.5×10-3μm2～45.6×10-3μm2，表明該油藏屬於典型的低滲透油藏。
在3個有效壓力為1.5、20、40MPa下，進行了6塊岩心滲流曲線測試，由文204 (2-2) 岩心實驗可以看出視滲透率是一個變數，隨壓力梯度的增大而增大，同時也隨有效壓力的增大而減小。可見低滲透變形介質油藏的滲透率是一個與驅動壓力梯度和有效壓力同時相關的變數，隨不同的動力學條件而發生變化。因此以往常用的 “滲透率 ” 恆定值無法準確表征該類儲層物性的動態變化規律。
岩石變形特徵
(1) 隨孔隙壓力降低，有效壓力增大，岩石體積應變明顯，變形程度加大。通過3組9塊岩心在60、30、0MPa不同孔隙壓力下岩樣體積應變 —圍壓關係的測試，發現隨孔隙壓力降低，岩樣體積應變逐漸增大。當圍壓 75 MPa時，孔隙壓力分別為60、30、0MPa，隨孔隙壓力降低，體積應變為0.009、0.013、0.016。
(2) 儲層滲透率隨有效壓力的增 大呈非線性遞減。通過14塊樣品實驗，發現隨有效應力增大，滲透率都有一定程度下降。在有效壓力20MPa之前下降較快，之後趨向穩定。與初始壓力時相比，有效壓力20MPa時，滲 透率值減少6.7%～18.4%，40MPa時滲透率損失8.5%～22.4%。
(3) 儲層原始滲透率越低，滲透率的壓 力敏感性越強，恢復程度越差。
11塊岩心氣測滲透率壓敏實驗結果，克氏滲透率1×10-3～15×10-3μm2的樣品，加壓後滲透率損失率10.3%～22.4%，恢復到初始狀態後，滲透率恢復值與原來差值3.7%～11.8%。而15×10-3～53.8×10-3μm2的樣品，滲透率損失率8.5%～14.7%，滲透率恢復值與原來差值1.8%～7.5%。說明滲透率越低，加壓後滲透率損失越大，滲透率恢復越差。
(4) 有效壓力增加速度越快，岩心滲透率損失越大。採用文13-281井同一深度2塊岩心，進行快慢速加壓實驗。加壓40MPa後，快速與慢速滲透率損失率分別為13.3%和12.2%，可逆實驗滲透率損失為7.7%和4.6%。可見有效壓力增加速度越快，岩心視滲透率損失越大。
