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1、中国石油大学中国石油大学 渗流力学渗流力学 实验报告实验报告实验日期：实验日期： 2014.5.142014.5.14 成绩：成绩： 班级：班级： 石工石工 11-111-1 班班 学号：学号： 1102100211021002 姓名：姓名： 武诗琪武诗琪 教师：教师： 同组者：同组者： 周璇周璇 徐睿智徐睿智 李悦静李悦静 李康康李康康 姚静怡姚静怡 实验三实验三 水电模拟渗流实验水电模拟渗流实验一、实验目的一、实验目的1. 掌握水电模拟的实验原理、实验方法，学会计算相似系数。2. 测定圆形定压边界中心一口直井生产时产量与压差的关系，并与理论曲线进行对比，加深对达西定律的理解。3. 测定生产
2、井周围的压降漏斗曲线，加深对压力场的分布的认识。二、实验流程及原理二、实验流程及原理实验电路如图 3-7 所示。图 3-4 中拔下电流表与可变电阻相连的一端，使其与测量电源的低压端连接，电流表另一端与带铜丝的导线 2 连接，如图 3-7所示。改变调压器，由测量电压表读出供给边缘与生产井 2 之间的电压值，由电流表读出电流值。图图 3-73-7 圆形恒压边界中心一口直井电路图圆形恒压边界中心一口直井电路图1 1 - - 电解槽电解槽 2 2 - - 铜丝（模拟井）铜丝（模拟井） 3 3 - - 供给边界供给边界三、计算原理三、计算原理圆形恒压边界中心一口直井（完善井）稳定生产时产量计算公式：(3
3、-17)2lnefwKh PPQrR r地层中任一点压力分布公式：(3-18)lnln lnW ewwPrPPABrrr r由相似原理可知，模拟模型中电压与电流同样满足上述关系式：完善“井” “产量”公式：(3-19)2lnmemmwmhUUIrR r改变电压值，并测得相应的电流值I。由此可得到-I关系曲线（理UU论上应为直线） 。任一点电压分布公式：(3-20)lnln lnm wmmmm emwmwmrUUUABrrr r固定值,测得不同处的电位值U，由此可得“压降”漏斗曲线。Umr由“完善井” 电压与电流的关系及相似系数Cp、Cq，可以求出完善井压差（）与流量的关系：wePP 流量： ；
4、 压差： (3-21)qCIQ pweCUPP由模拟条件下任意半径处的电位值，可求得实际地层中任意半径 出mrUr的压力，即可求得地层中的压力分布：P压力：； 对应半径： (3-22)pCUP Lm Crr 式(3-18)的压力及半径均用式（3-22）处理，可求得实际地层中任意点的压力分布。四、实验步骤四、实验步骤1. 确定并计算实验参数a、首先确定模拟油藏的参数的大小：渗透率、供给半径、井半径、Kerwr油层厚度、流体粘度、生产压差（） ，计算油井产量；确定模拟系hwePP Q统的有关参数的大小：模拟油藏供给半径、最大电流 I、最大电压。emrUb、计算相似系数：，计算，eme LrrC Q
5、ICqPUCpCqCpCr/，CCCrl1c、由，计算 CuSO4溶液的电导率，溶液厚度，具体方kC hChLm法见示例。2. 根据电导率值，从 CuSO4溶液浓度与电导率关系曲线（图 3-2）中查出CuSO4与蒸馏水配制比例，然后进行配制。3. 配制完毕，测定溶液实际电导率值，计算相似系数。C4. 将调压器旋钮旋至“0”位置，按图 3-7 所示连接好电路。5. 打开电源，顺时针旋转变压器旋钮，将电源电压调到所需值（注意：不要高于 36 伏） 。6. 顺时针慢慢旋动调压器的旋钮，使电压值从低到高变化（最高测量电压10 伏） ，并测定各个电压值下生产井的电流值，由(3-21)计算相应的压差及流量
6、。 7. 压降漏斗曲线的测定：连接好图 3-5 所示电路，旋动调压器的旋钮，使测量电压为一固定值（如 5 伏） ，通过滑轨计录生产井的坐标（xO,yO） ，改变电流表测针的位置（x,y） ，调整可变电阻 R1或 R2，使电流表读数为零，记录此时R1、R2读数。计算不同位置的电压，由式(3-22)计算相应的位置及压力或将一外接电压表一端与测针相连，另一端接零线。从生产井位置（xO,yO)开始，沿某一半径方向移动测针，隔一定距离记录一个电压值和相应点坐标值(x,y)，式(3-22)转换，就可测出压降漏斗曲线。注意：井附近数据点密一些，/往外疏一些。 （该法的确定是电压表指针摆动，压力值不易读准）
7、。五、数据记录及数据处理五、数据记录及数据处理1. 产量与压差关系的计算1）计算相似系数（1）相应几何参数 可求得= m loLCLlCeem rr4-1033. 56562535同理可求得=0.08cm wmrcm33. 510101033. 5h33 mhCl（2）压力相似系数=PUCpMPaV1 . 0/1由此可以求得不同的电压降 U 下所对应的压力降 MPaMPaVCUPp1 . 03)1 . 0/( 1311同理可以求得其它相应的压降，可填入表 3-1.（3）流动相似系数=KC094. 01 . 0 5001124. 0VcmMPasA3/ )1 . 0(（4）阻力相似系数lrCCC
8、1由公式，可得CqCpCr/4 l100 . 5094. 0100533. 0C =CCpCq)( /3scmA（5）流量相似系数,由此公式可以求得流量的实验值QICq=23.24=2.01QqCI4-100 . 501162. 0scm3md3同理可以求得其它的电压降下的流量的实验值，填入表 3-1理论流量的计算值可根据公式求得we rrPKhQ ln2t=61.99=5.36。同理可以we rrPKhQ ln2t115. 0625.65ln3 510001 . 02scm3md3求得其它的压力降下的流量的理论计算值，填入表 3-1.二者之间的偏差 e=*100，由此公式可以求得 ett Q
9、QQ 以=5.36，Q=2.01为例，有tQdm /3dm /3%5 .62%10036. 501. 236. 5%100tt QQQe填入表 3-1。由以上计算可以完善表3-1 产量与压差关系数据表表表3-13-1 产量与压差关系数据表产量与压差关系数据表模型参数：rem =35cm ；rwm =0.0875cm ；hm =5.33cm ；=1124us/cm地层参数：re =65.625m ；rw=0.15m ；h=10m ；K=0.1um2 ；=5mPas序号12345678U(V)345678910I(mA)11.6217.0922.629.033.338.843.348.8()PMP
10、a1 . 0345678910Q()md32.012.953.915.015.756.707.488.43Q mdt()35.367.188.9310.7112.5014.2816.0717.85e(%)62.5158.6556.2553.2253.9653.0653.4452.77表中Q为实验值，Qt为理论计算值，e 为二者之间的偏差。可以做出Q与的关系曲线。P图图 2 2 流量流量压差关系曲线压差关系曲线2. 与生产井间的电压U(V)可由公式求得1 21RRR测量VVcU1=3.51v，同理可以求得其它位置的1 21RRR测量V9900942400990095电压降。填入表3-2.油藏中距
11、井半径r , , 则=0.17m，同理可以求出其它Lm Crr Lm Crr1 1005833. 0001. 0的油藏中距井半径r，填入表3-2.同样，设，以 U=3.51V 为例，有MPaVp1 . 0/1C）1.0（25.025.01MPaUCPp同理可以求得其它的与井底压力间的差值P，填入表3-2表表3-23-2 压降漏斗曲线数据记录表压降漏斗曲线数据记录表井的位置：x0= 44.9cm, y0=56.10cm序号1234567位置(x,y)(cm)（44.9，56.00）（44.9，55.80）（44.9，55.30）（44.9，55.10）（44.9，48.10）（44.9，30.1
12、0）（44.9，22.10）离生产井 0.1 0.30.81.082634距离(cm)mr与生产井间的电压U(V)1.982.202.562.65 3.774.424.55油藏中距井半径r（m）0.170.511.371.7113.7244.5758.29与井底压力间的差值P(atm)1.982.202.562.653.774.424.55可以做出 P-r 的关系曲线。六六. .实验总结实验总结通过本次实验我掌握了水电模拟的实验原理、实验方法，学会了计算相似系数并加深了我对达西定律的理解和对压力场的分布的认识。在第二个实验中一定要注意四种使电路短路的情况：1，移动探针与模拟生产井接触时不能通电压；2，移动过程中螺丝不能与模拟生产井接触；3，探针与边界也不能接触；4，从中心到边界都不能接触边界。
