多孔介质中流动产生的电场效应,也称“流动电位”效应,是一种伴随流动过程的自然电场现象。该效应的产生与油藏中的真实流动过程有关,因而可以用来预测地层性质、监测注入水流动、评价人工压裂缝的生产效果,具有成为新型动态监测手段的潜力。本文首先论述了渗流产生耦合电场的基本原理,从固体表面的带电现象、双电层结构到电位的测量方法和计算方法,并对影响电位变化的各种参数进行了分析,对渗流场和电流场的耦合数学模型进行了讨论,得到了一定条件下的简化计算方法;然后根据不同条件建立了相应的模拟流动产生电场效应的模型,其中包括一维单相、油水两相流动的数值模型、三维油水两相流动的数值模型,计算了油藏位置所产生的电位信号在不同性质地层中的传播过程,该模型不仅包含了完整的生储盖结构,还包括了从深部地层一直到地表风化层的各种地层,分析了不同深度位置电位的递减规律,以油田生产为对象建立了数值模型,计算了一注一采生产过程中储层位置的电位变化,得到了井底电位随含水率、油水前缘位置的变化规律,并在该模型上进一步分析了注采压差、地层渗透率、流动电位耦合系数三个参数对电位信号强度的影响规律;设计并制作了实验室条件下测量伴随流动过程的耦合电场效应的实验装置,测量了不同浓度Na Cl溶液通过各种颗粒直径填砂时的流动电位耦合系数,将其结果与参考文献对比验证了设备的稳定性及数据的可靠性;应用一维填砂模型对油、水单相流动及水驱油过程的电场效应进行了测量,应用二维平面胶结模型对五点井网水驱油过程的电位进行了测量,并将测量结果与数值模拟结果进行了对比分析。最后,结合油田生产实际设计了三种条件下的应用方案,其中包括:注水开发过程中因地层垂向非均质性及隔夹层分布引起的注入水非均匀推进时的电位测量方法,人工压裂裂缝生产动态监测方法,CO₂埋存过程中的电场效应监测方法,以上结果对如何将该方法与矿场生产相结合具有指导意义。