有效压力

工程地质学、土力学术语

有效压力，系土骨架所承担的压力，使颗粒彼此靠拢，导致土发生压缩变形并提高土的抗剪强度。它是土中两种压力形态之一。

定义

去掉土体空隙中的超静水压力后得到的通过土粒接触点传递的粒间应力，又称有效应力。

物理表达式：

式中：σ——总应力（kPa）；

σ1——有效压力（kPa）；

u——孔隙水压力（kPa）。

泵气平均有效压力变化规律

在不同的负荷特性下，泵气平均有效压力分布情况有三种：全部为正值；随负荷增加由负值过渡至正值；全部为负值。在不同转速下，相同扭矩测试点的泵气平均有效压力进行横向对比时，变化规律是相同的，从低速到高速，泵气平均有效压力都是由正值逐渐变为负值。

泵气平均有效压力

泵气平均有效压力的数值分布可看出，当纵向对比时：在转速为800r/min和1000r/min的负荷特性上，泵气平均有效压力值全部为正值，随着扭矩的增加，泵气平均有效压力增加，即泵气正功的值相应增加；在转速为1400r/min的负荷特性上，泵气平均有效压力开始为负值，随着扭矩的增加，泵气平均有效压力变为正值，而且正值逐渐变大；在转速为1800r/min的负荷特性上，泵气平均有效压力全部为负值，且随着扭矩的增加，此负值逐渐增加，即泵气负功逐渐减小；在转速为2200r/min的负荷特性上，泵气平均有效压力全部为负值，且随着扭矩的增加，此负值逐渐减小，即泵气负功逐渐增加，在标定点泵气负功达到最大值。当横向对比时，扭矩从200N·m至外特性点，泵气平均有效压力随转速的变化规律是相同的，随转速的增加而逐渐减小，由正值变为负值后继续减小，即由泵气正功逐渐减小到泵气负功后，泵气负功再逐渐增加。

试验结果分析

对某一特定车用发动机来说，泵气平均有效压力的变化规律和进排气压力的变化规律有关，一般情况下，当增压压力大于排气压力波平均压力时，泵气平均有效压力为正值；当增压压力小于排气压力波平均压力时，泵气平均有效压力为负值。而增压压力与排气压力波平均压力之间的差值主要是和增压器的匹配有关。当匹配点选择小负荷时，则负荷较大时，涡轮流通面积相对较小，使泵气负功较大；当匹配点选择大负荷时，则负荷较小时，涡轮流通面积相对较大，脉冲能量不能充分利用。对于车用发动机，与增压器的匹配点一般选择在最大扭矩点，以保证有足够的扭矩系数；但是此时在标定工况点，涡轮流通面积仍相对较小，造成泵气负功较大。

有效压力对低渗透变形介质油藏物性的影响

有效压力高低、施加压速度快慢和加压方式等对该油藏渗流和变形产生显著影响。常规 “渗透率” 在此油藏中不是一个常量，而是一个与有效压力和驱动压差相关的变量。压力初始变化大小和幅度严重影响储层变形程度，也对渗流特性产生影响，因此开采初期合理控制压差对油藏最终采收率的提高至关重要。

岩石渗流特征

由于气体滑脱效应的存在，低渗透油藏渗透性的表征必须进行克氏校正。在5个不同上流压力下，测试氮气渗透率，求得克氏渗透率。6个层位60块岩心克氏渗透率为6.5×10-3μm2～45.6×10-3μm2，表明该油藏属于典型的低渗透油藏。

在3个有效压力为1.5、20、40MPa下，进行了6块岩心渗流曲线测试，由文204 (2-2) 岩心实验可以看出视渗透率是一个变量，随压力梯度的增大而增大，同时也随有效压力的增大而减小。可见低渗透变形介质油藏的渗透率是一个与驱动压力梯度和有效压力同时相关的变量，随不同的动力学条件而发生变化。因此以往常用的 “渗透率 ” 恒定值无法准确表征该类储层物性的动态变化规律。

岩石变形特征

(1) 随孔隙压力降低，有效压力增大，岩石体积应变明显，变形程度加大。通过3组9块岩心在60、30、0MPa不同孔隙压力下岩样体积应变 —围压关系的测试，发现随孔隙压力降低，岩样体积应变逐渐增大。当围压 75 MPa时，孔隙压力分别为60、30、0MPa，随孔隙压力降低，体积应变为0.009、0.013、0.016。

(2) 储层渗透率随有效压力的增大呈非线性递减。通过14块样品实验，发现随有效应力增大，渗透率都有一定程度下降。在有效压力20MPa之前下降较快，之后趋向稳定。与初始压力时相比，有效压力20MPa时，渗透率值减少6.7%～18.4%，40MPa时渗透率损失8.5%～22.4%。

(3) 储层原始渗透率越低，渗透率的压力敏感性越强，恢复程度越差。

11块岩心气测渗透率压敏实验结果，克氏渗透率1×10-3～15×10-3μm2的样品，加压后渗透率损失率10.3%～22.4%，恢复到初始状态后，渗透率恢复值与原来差值3.7%～11.8%。而15×10-3～53.8×10-3μm2的样品，渗透率损失率8.5%～14.7%，渗透率恢复值与原来差值1.8%～7.5%。说明渗透率越低，加压后渗透率损失越大，渗透率恢复越差。

(4) 有效压力增加速度越快，岩心渗透率损失越大。采用文13-281井同一深度2块岩心，进行快慢速加压实验。加压40MPa后，快速与慢速渗透率损失率分别为13.3%和12.2%，可逆实验渗透率损失为7.7%和4.6%。可见有效压力增加速度越快，岩心视渗透率损失越大。

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