中国石油大学华东-渗流力学径向流实验报告

1、 4/4中国石油大学华东 渗流力学径向流实验报告中国石油大学渗流力学实验报告 实验日期： 2014/12/11 成绩： 班级：石工（理科）1202学号： 12090413 姓名： 李佳 教师： 同组者： 史家明 不可压缩流体平面径向稳定渗流实验 一、实验目的 1、平面径向渗流实验是达西定律在径向渗流方式下的体现，通过本实验加深对达西定律的理解； 2、要求熟悉平面径向渗流方式下的压力降落规律，并深刻理解该渗流规律与单向渗流规律的不同，进而对渗透率突变地层、非均质地层等复杂情况下的渗流问题及其规律深入分析和理解。 二、实验原理 平面径向渗流实验以稳定渗流理论为基础，采用圆形填砂模型，以流体在模型中

2、的流动模拟水平均质地层中不可压缩流体平面径向稳定渗流过程。保持填砂模型内、外边缘压力恒定，改变出口端流量，在稳定条件下测量填砂模型不同位置处的水头高度，可绘制水头高度或压力随位置的变化曲线(压降漏斗曲线)；根据平面径向稳定渗流方程的解计算填砂模型的流动系数及渗透率。 三、实验流程 实验流程见图2-1，圆形填砂模型18上部均匀测压管，供液筒内通过溢流管保持液面高度稳定，以保持填砂模型外边缘压力稳定。 图2-1 平面径向流实验流程图 1测压管（模拟井）；216测压管（共16根）；18圆形边界（填砂模型）；19排液管（生产井筒）；20量筒； 21进水管线；22供液筒；23溢流管；24排水阀；25进水

3、阀；26供水阀。 四、实验操作步骤 1、记录填砂模型半径、填砂模型厚度，模拟井半径、测压管间距等数据。 2、打开供水阀“26”，打开管道泵电源，向供液筒注水，通过溢流管使供液筒内液面保持恒定。 3、关闭排水阀“24”，打开进水阀“25”向填砂模型注水。 4、当液面平稳后，打开排水阀“24”，控制一较小流量。 5、待液面稳定后，测试一段时间内流入量筒的水量，重复三次。； 6、记录液面稳定时各测压管内水柱高度。 7、调节排水阀，适当放大流量，重复步骤5、6；在不同流量下测量流量及各测压管高度，共测三组流量。 8、关闭排水阀24、进水阀25，结束实验。 注：待学生全部完成实验后，先关闭管道泵电源，再

4、关闭供水阀26。 五、实验数据处理 1、实验要求 （1）将原始数据记录于测试数据表中，根据记录数据将每组的3个流量求平均值，并计算测压管高度； （2）绘制三个流量下压力随位置的变化曲线（压降漏斗曲线），说明曲线形状及其原因。 实验仪器编号：径2 填砂模型（内）半径 18.0 cm， 填砂厚度 2.5 cm， 中心孔（内）半径 0.3 cm，相邻两测压管中心间距 4.44 cm， 水的粘度 1 mPas。 表2-1 测压管液面基准读数记录表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 测压管编号 测压管基准读数，cm 0.1 0.2 0 0.1 0.3 0

5、.3 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.8 0.1 0.1 表2-2 基准液面修正后的测试数据表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 测压管水柱高度，cm 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 38.55 66.55 66.5 66.45 66.45 67.2 67.3 67.4 67.35 67.55 67.85 67.7 67.75 68.4 38.55 66.55 66.5 2 41.5 66.9 67 67.1 67 67.6 67.7 67.8 67.75 68 68.2 68.1 68.1 68.7 41.5 66.9 67

6、3 29 64.7 64.8 64.7 64.7 65.8 65.85 65.8 65.8 66 66.4 66.2 66.3 67.15 29 64.7 64.8 表2-3 测压管压力与位置统计表 序 号 1 2 3 4 5 6 测压管压力P，Pa 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 38666666666667676767676767686868681 90.24.39.24.05.78.08.17.03.22.52.37.42.15.06.25.15.6 8 5 8 2 7 1 9 2 8 2 5 4 9 1 7 9 41666666666767676767676

7、767686868682 79.59.88.88.59.17.47.57.42.66.86.76.76.45.35.74.55.7 1 5 5 1 9 3 1 4 9 5 7 7 3 5 7 1 2964646464653 54.43.72.53.33.41.7 5 9 3 7 5 距离0 cm 656565666566666666676561.51.70.10.90.00.93.78.98.08.66 1 3 9 1 5 3 4 7 3 1 4.44 4.44 4.44 4.44 8.88 8.88 8.88 8.88 13.13.13.13.17.17.17.17.32 32 32 32

8、76 76 76 76 表2-4 流量记录表 流速 1 次数 1 2 3 体积/cm3 117 123 122 159 153 155 163 162 175 时间/s 17.2 18.2 17.9 25.3 24.2 24.4 20.5 20.3 21.5 流量/ 平均流量/ (cm3/s) 6.79207 (cm3/s) 6.802326 6.758242 6.815642 6.284585 6.322314 6.352459 7.95122 7.980296 8.139535 6.319786 2 1 2 3 8.023683 3 1 2 3 以第一流速为例，计算平均流量： Q1?V11

9、17?6.802cm3/s t117.2V2123?6.758cm3/s t218.2Q2? Q3?Q?V3122?6.816cm3/s t317.9Q1?Q2?Q36.802?6.758?6.816?6.792cm3/s 33以1号测压管在流量1下的高度为例，计算折算压力： 2.5?38.55?0.1?2?=3890.6Pa P1=?h1?9800?1002.5?41.5?0.1?2?=4179.7PaP1=?h2?9800?1002.5?P3=?h3?9800?29?0.1?=2954.7Pa 2? 取17、13、9、5、1、3、7、11、15测压管所在截面绘制压力随位置变化曲线： 图2-

10、2 三个流量下压降漏斗曲线 图像分析：由压力公式，压力是表示能量大小的物理量。 由压力分布可知，当距离r成等比级数变化时，压力p成等差级数变化。因此，压力在供给边缘附近下降缓慢，而在井底附近变陡，说明液体从边缘流到井底其能量大部分消耗在井底附近。这是因为平面径向渗流时，从边缘到井底渗流断面逐渐减小。由于稳定渗流时从边缘到井底各断面通过的流量相等，所以断面越小渗流速度越大，渗流阻力越大，因此能量大部分消耗在井底附近，所以曲线大体呈中间低,周围高的漏斗形状。 (3)根据平面径向稳定渗流方程，计算填砂模型平均渗透率、不同半径范围的渗透率，评价砂体的均匀性。 答：计算模型平均渗透率 第一流量下，即Q=6.792cm3/s 6815.9?6806.1?6825.7?6815.9P