随着常规原油储量的逐渐减少，稠油资源越来越受到人们的重视。目前稠油开采规模的逐步扩大，人们对它的研究也越来越多，国家已将部分稠油油藏列为重点开发项目，稠油开采将日益显示出重要的战略地位。但稠油由于其自身的特点，在地下渗流时表现出与常规原油不同的渗流特征，它对油藏的开发、工艺技术的选择及开发指标等都有影响，所以正确认识稠油的渗流规律是有效开发稠油油藏的必要条件。
　　稠油是一种复杂的、多组分的有机混合物，由于稠油是由一系列较大分子组成、存在某种形式的超分子结构，这使得稠油具有高粘度、高密度以及非牛顿流体的特点。稠油的非牛顿流体特点主要体现在其具有启动压力梯度，即当驱替压力梯度小于启动压力梯度时稠油不流动，当驱替压力梯度大于启动压力梯度后稠油按拟线性渗流段流动。稠油的启动压力梯度目前主要从多孔介质孔道的复杂性、流体的非牛顿性、流体边界层性质异常进行解释。
　　大量实践证明，达西规律所描述的仅仅是整个渗流过程的一小部分，许多渗流过程都不符合达西定律，通常将这些渗流称为非牛顿、非线性流体渗流。非线性渗流大致包括以下几种:(1)非牛顿流体渗流，这时流体粘度为剪切速率的函数;(2)高速下的非线性紊流，这时惯性力作用不可忽视，紊流附加阻力对流动产生明显影响;(3)变形多孔介质渗流，这时多孔介质渗流参数为渗流条件的函数;(4)非等温渗流;(5)低速渗流，这时多孔介质物性参数为渗流条件的函数。对于水驱稠油油藏，就是一个典型的非线性渗流的例子。
　　目前，数值模拟技术已成为人们认识和描述油气藏开发生产规律的有力工具。但非牛顿流体非线性渗流的数值模拟研究尚处于初级阶段，截止目前，国内外尚无比较系统的方法、技术和模拟系统。目前关于非线性渗流的研究大多数都是针对单相流，形成共识的有如下三个方面:(1)原油性质对渗流的影响:在稠油油藏中，原油粘度很高，使原油呈现非牛顿流体特性，主要表现为粘弹性或拟塑性;(2)介质的渗透性对渗流的影响:介质与流体相互作用，严重阻碍流体流动，使流体渗流具有启动压力梯度;(3)介质的非弹性:在开发过程中，储层孔隙度与渗透率随地层压力变化而变化，并且这个过程往往是不可逆的。这三个方面都会使原油在油藏中的渗流呈现非线性流。
　　本文首先对稠油启动压力梯度形成机理、启动压力梯度的研究历程、稠油启动压力梯度测量方法、非线性渗流数学模型与数值模拟方法研究现状等方面进行广泛调研。然后依据SZ36-1油田与QHD32-6油罔原油的非线性渗流实验规律，从渗流曲线形态、启动压力梯度形成机理、流度与启动压力梯度关系这3方面考虑，建立了变启动压力梯度的运动方程。随后详细推导了变启动压力梯度下的数学模型，用IMPES方法建立其数值模型，并编制了非线性渗流模拟器。通过大量测试在保证模拟器可靠的前提下，应用非线性渗流模拟器对反5点、反9点机理模型与QHD32.6油田典型井组模型进行了非线性渗流计算。
　　模拟结果表明，启动压力梯度对油田开发产生了3个方面的影响:(A)加快最小渗流阻力通道的形成，此后注入水便会大部分或全部的沿该通道前进，使波及范围大大减少;(B)加剧水油流度差异与指进现象，致使非活塞现象愈加严重，驱油效率大大降低;(C)加剧层间渗流阻力差异与层间矛盾。通过对这些规律的深入挖掘，将为稠油水驱的合理开发提供理论与技术支撑。