不可壓縮流體單向穩(wěn)定滲流實驗

中國石油大學(xué)不可壓縮流體單向穩(wěn)定滲流實驗實驗報告實驗日期：成績：—班級：學(xué)號：姓名：教師：同組者： 實驗一不可壓縮流體單向穩(wěn)定滲流實驗一、 實驗?zāi)康?、 本實驗采用的是變截面兩段均質(zhì)模型，通過實驗觀察不同段的不同壓力降落情況。2、 進一步加深對達西定律的深入理解，并了解它的適用范圍及其局限性。二、 實驗原理一維單相滲流實驗以穩(wěn)定滲流理論為基礎(chǔ)，采用變直徑填砂管模型，以流體在模型中的流動模擬水平均質(zhì)地層中不可壓縮流體單向穩(wěn)定滲流過程。保持填砂管兩端恒定壓力，改變出口端流量，在穩(wěn)定條件下測量填砂管不同位置處的壓力值，可繪制壓力隨位置的變化曲線；根據(jù)一維單相穩(wěn)定滲流方程的解并計算兩段填砂管的滲透率。三、 實驗流程圖1-1 一維單相穩(wěn)定滲流實驗流程圖1?10一測壓管11—供液閥 12—供液筒13一溢流管 14-供液控制閥15-水平單向滲流管（粗）16—支架17—水平單向滲流管（細(xì)）18—出口控制閥19—量筒四、 實驗步驟1、 記錄滲流管長度、滲流管直徑、測壓管間距等相關(guān)數(shù)據(jù)。2、 關(guān)閉出口閥控制“18”，打開供液閥“11”，打開管道泵電源，向供液筒注水。3、 打開并調(diào)節(jié)供液控制閥“14”，使各測壓管液面與供液筒內(nèi)的液面保持在同一水平面上。4、 稍微打開出口閥控制“18”，待滲流穩(wěn)定后，記錄各測壓管的液面高度，用量筒、秒表測量滲流液體流量，重復(fù)三次。5、 調(diào)節(jié)出口控制閥“18”，適當(dāng)放大流量，重復(fù)步驟4；測量不同流量下各測壓管高度，共測三組流量。6、 關(guān)閉出口控制閥“18”，關(guān)閉供液控制閥“14”，結(jié)束實驗。注：待學(xué)生全部完成實驗后，先關(guān)閉管道泵電源，再關(guān)閉供液閥“11”。五、 實驗要求與數(shù)據(jù)處理1、實驗要求（1）根據(jù)表1-1，記錄取全所需數(shù)據(jù)，計算三個不同流量下的測壓管水柱高度（舉例）。表1-1 測壓管液面基準(zhǔn)讀數(shù)記錄表測壓管序號填砂管粗端填砂管細(xì)端12345678910測壓管基準(zhǔn)讀數(shù)cm1.11.11.10.41.11.11.51.01.00.6答：一流量下1管水柱高度58.45+9.0-2+3-1.1=64.85cm二流量下6管水柱高度52.15+4.5-2+3-1.1=56.30cm三流量下，10管水柱高度4.77+4.5-2+3-0.6=9.42cm（2）繪制三個流量下，測壓管壓力與流動距離的關(guān)系曲線，說明曲線斜率變化原因。答：①以流量一為例測壓管壓/Pa6355.36340.66338.66360.26225.06200.55581.14902.04100.32780.3流動壓力/cm012.52537.55053.165.678.190.6103.1

圖1-2測壓管壓力與流動距離的關(guān)系曲線圖測壓管壓/Pa斜率變化原因：v=Q=-K-半，水流從粗管流進細(xì)管，dp/dx的絕對值變大，所A pidx以斜率增大。（3）繪制滲流截面不同的兩段地層流量與巖石兩端壓差的關(guān)系曲線，觀察線性或非線性流動規(guī)律。答：由表1-4繪制滲流截面不同的兩段地層流量與巖石兩端壓差的關(guān)系曲線如下圖。表1-4滲透率計算數(shù)據(jù)表數(shù)序據(jù)流量cm3/sAP=P-P510-iMPaAP=[-P010-iMPa滲透率Pm2K1K213.2781.33x10-33.42x10-21938.08301.4124.1971.59x10-34.41x10-22075.66299.2834.3531.87x10-34.55x10-21830.46300.85圖1-3不同滲流截面流量與巖石兩端壓差的關(guān)系曲線由圖知兩段地層流量與巖石兩端壓差的關(guān)系曲線基本成線性規(guī)律根據(jù)達西定律，分別計算兩段地層的平均滲透率。答：以一流量下數(shù)據(jù)(表1-4)為例，由達西定律K=些，得AAP粗砂管滲透率K=Q"L= 3,278*1*50 =1938.08四m2ii AAP63.585x1.33x10-3細(xì)砂管滲透率K=Q^L=3.278*1x50=301.41pm221 AAP15.9x3.42x10-2同理可得第二、三個流量下的滲透率依次為孔=2075.66pm2，K13=1830.46pm2， K22=299.28pm2，K23=300.85pm2，因而，可得粗砂管平均滲透率為：K1K11+K12+K3_1938.08+2075.66+1830.46_1498皈心K1TOC\o"1-5"\h\z3 ."血細(xì)砂管平均滲透率為:\o"CurrentDocument"K_K21+K疽K23_301.41+299.28+皿85_300 ”22 3 3

附錄：單向流實驗數(shù)據(jù)記錄表實驗儀器編號： 單2井表1-1測壓管液面基準(zhǔn)讀數(shù)記錄表測壓管序號填砂管粗端填砂管細(xì)端12345678910測壓管基準(zhǔn)讀數(shù)cm1.11.11.10.41.11.11.51.01.00.6表1-2 測壓管液面讀數(shù)記錄表\數(shù)'、據(jù)次''\數(shù)\\測壓管液面讀數(shù)cm體積cm3時間s流量cm3/s平均流量cm3/s填砂管粗端填砂管細(xì)端12345678910158.4558.3058.2857.8057.1259.1253.2045.7737.5923.72335103.03.253.27829891.03.2729087.53.31252.9052.6052.3051.4551.2852.1544.8034.9523.806.6028869.64.144.19727164.14.2326061.64.22352.8052.4552.0551.2750.8951.7243.8034.3022.614.7722576.54.314.35318767.84.3518264.54.40填砂管粗端直徑= 9.0cm,長度=52.3 cm；填砂管細(xì)端直徑= 4.5cm,長度= 50.8 cm；填砂管粗端截面積*=63.585cm2，填砂管細(xì)端截面積A2=15.90cm2；填砂管上部接頭厚度3.0cm，相鄰兩測壓管中心間距=12.5cm；流體粘度=1mPa?s。

表1-3流壓測量數(shù)據(jù)記錄表序號測壓管水柱高度，cm平均流量cm3/s12345678910164.8564.7064.6864.9063.5263.2756.9550.0241.8428.373.278259.3059.0058.7058.5557.6856.3048.5539.2028.0511.254.197359.2058.8558.4558.3757.2955.8747.5538.5526.869.424.453表1-4 滲透率計算數(shù)據(jù)表、數(shù)序據(jù)流量cm3/sAP=P