地下原油渗流理论是油田开发的基础,试井分析技术可为油藏合理高效开发提供技术支持。因考虑二次压力梯度影响的非线性渗流模型比传统的线性渗流力学模型更能准确地模拟地层原油的渗流特征,而考虑二次压力梯度影响的非线性渗流理论体系极不完善,开展二次压力梯度非线性渗流理论研究,揭示原油的非线性渗流规律,为油藏合理高效开发奠定坚实的理论基础,具有十分重要的意义。本学位论文针对均质油藏、多重介质油藏、非均质复合油藏以及多层油藏,开展了受二次压力梯度影响的非线性渗流理论模型与试井分析方法研究。完成的主要工作有:(1)分别建立并求解了均质油藏定产量生产的直井、压裂直井、水平井及多段压裂水平井二次压力梯度非线性渗流模型,通过无因次二次压力梯度项系数等参数对现代试井分析样版曲线的敏感性特征分析,论述了原油受二次压力梯度控制的非线性渗流特性;(2)分别建立并求解了裂缝性双重介质油藏和缝洞性三重介质油藏定产量生产的直井、压裂直井、水平井及多段压裂水平井二次压力梯度非线性渗流模型,研究了原油受二次压力梯度控制的非线性渗流特性;(3)分别建立并求解了非均质N区复合油藏定产量生产的直井、压裂直井、水平井及多段压裂水平井二次压力梯度非线性渗流模型,研究了典型的非线性渗流特性;(4)分别建立并求解了多层油藏定产量生产的直井与压裂直井二次压力梯度非线性渗流模型,研究了典型的非线性渗流特性。在模型的其它参数都相同条件下,给定二次压力梯度系数,定量研究了非线性渗流模型样版曲线与传统线性渗流模型样版曲线之间的绝对偏差值与相对偏差值。研究发现:仅在纯井筒储集效应阶段,非线性渗流模型样版曲线与传统线性渗流模型样版曲线完全重合;二次压力梯度系数越大,非线性渗流模型样版曲线偏差越大;生产时间越长,非线性渗流模型样版曲线偏差越大;在相同的时刻下,压力导数曲线的相对偏差值大于压力曲线的相对偏差值。最后,对不同储层类型、不同井型的现场实例压力恢复测试井,同时利用线性渗流模型与非线性渗流模型进行试井拟合解释,对比解释结果发现解释的渗透率和表皮系数存在明显的差异。因二次压力梯度非线性渗流代表真实渗流物理过程,故利用二次压力梯度非线性渗流模型开展试井解释,可获得更为准确的解释结果参数。研究成果还可为国内外其它复杂介质储层的非线性渗流理论与应用研究提供参考和指导。