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1、中国石油大学渗流力学实验报告实验日期：20141211 成绩： _班级：石工（实验）1202学号： 姓名： 教师: 付帅师同组者：实验二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
2、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。Z6li20 7 -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进水阀；26供水阀。四、实验步骤1、记录填砂模型半径、填砂模型厚度，模拟井半径、测压管
3、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，再关闭供水阀26。五、实验要求及数据处理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
4、组的3个流量求平 均值，并计算测压管高度；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。（2）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。（3）写出填砂模型流量与总压差的关系表达式，并绘出流量与总压差的关系 曲线。2、数据处理流量与总压差的关系表达式：小2nKh(P - PQ =一(2-1)(2-2)l R卩ln eRw任意半径范围的渗透率计算公式:rQpln 1rK 2nh(P - P )1式中：Pe 模型外边缘压力，10-iMPa；Pw 模型出口端面压力,10-iMPa；Re 供给边缘半径，cm；Rw 一井筒半径
5、，cm；h 一地层厚度，cm；卩流体粘度，mPa s ；P、P2 一任意半径1、r2处的压力，10-1MPa。3、平面径向流实验数据记录表实验设备编号：径5井表1 测压管液面基准读数记录表测压管编号1234567891011121314151617测压管基准读数，cm00.20.30.10.20.10.10.10.30.10.20.20.20.30.10.10.2填砂模型（内）半径=18.0cm,填砂厚度=2.5cm,中心孔（内）半径=0.3cm,相邻两测压管中心间距二4.44cm, 水的粘度=丄mPa s表2测压管液面读数记录表序号测压管液面读数，cm体积cm3时间s123456789101
6、1121314151617167.670.770.870.770.770.870.970.8717170.770.87171.570.971.171.215884.012063.713867.9227.456.456.556.356.357.257.357.157.457.757.457.35858.958.858.95935436.437039.339040.431.447.147.346.946.948.248.448.248.549.148.848.749.550.750.750.950.941231.740531.343533.3取流量一下1管为例计算：测压管水柱高度为：67.6+2.
7、5三2-0=68.85cm, 同理可得其余各组数据，填入表3中。表3流量一下压力随位置的变化数据表序测压管水柱高度，cm流量平均流量cm3/s号cm3/s12345678910111213141516171.880168.871.71.71.71.71.72.71.71.72.71.71.72.72.72.72.72.1.8831.9325757585759505959515758505450525352.0329.725228.657.57.57.57.58.58.58.58.58.58.58.59.59.59.60.60.9.4149.597545454535354525358545350
8、5859505159.65312.9948.48.48.47.49.49.49.49.50.49.49.50.51.51.52.52.32.6512.93913.0001525059535553545258575556585050513.063根据表3,由P= gh,计算得下表。表4流量一、二、三下压力随位置的变化数据表008测管压力/ P3 nonZUUU1 Ann/I-1-1-1-0I -1-1-1-1-20-15-10-505101520a测压管标 号1713951371115流动距离-17.76-13.32-8. 88-4.4404.448.8813.3217.76流量一7090.37
9、060.97051.17031.56747.37031.57060.97031.57060.9流量二5894.75786.95718.35620.32807.75630.15728.15728.15875.1流量三5100.94953.94846.14699.1259.74728.54855.94885.35081.3流动距离/cmP 一 P R分析：由压力公式P = P -In，压力是表示能量大小的物理量。eRrln eRw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。
10、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。算模型平均渗透率:Q p ln 竺i Rw181.932 x 1 x ln 0. 32兀h(Pe Pw )1 12兀 x 2.5 x (7075. 6 - 6747. 3) / 100000=153. 50凹2Q p ln 兰2 Rw189. 597 x 1 x ln 0.32兀h(Pe Pw )2 2x 2.5 x (5884. 9 一 2807. 7) / 100000=81
11、. 33凹2q3 p lnRw所以K2兀h(Pe Pw )331813. 000 x 1 x ln 0.3x 2. 5 x (5091. 1 259. 7) / 100000=70. 17叫153. 50 + 81. 33 + 70. 17101. 67叫r4 44cm 时,K112兀h(P P )1 21. 932 x 1 x ln0. 32兀 x 2. 5 x (7031.5 6747. 3) / 100000116. 68pm 2K12crQ p ln 2 r29. 597 x 1 x ln 4. 440. 3K2兀h(P P )1 2crQ p ln 3 r2兀h(P P )1 22兀 x 2. 5 x (5625. 2 2807. 7) / 100000 58.13. 000 x 1 x ln 4. 440. 32兀 x 2. 5 x (4713. 8 一 259. 7) / 100000 50.09凹则平均渗透率为:“ K + K + K 116.68 + 58.46 + 50.09” 甘K =+2
