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中国石油大学渗流力学实验报告
实验日期：
2013.11.13
成绩：
班级：
石工
11-13
学号：
11088888
姓名：
李华
教师：
霸天虎
同组者：
小明
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。
< br>
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。
1
－测压管（模拟井）
；
2
～
16
－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；
2
4
—排水阀；
25
—进水阀；
26
—供水阀。
图
2-1
平面径向流实验流程图
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。
< p>
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。
< p>；
6
、记录液面稳定时各测压管内水柱高度。
< p>
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
< br>曲线。
2
、数据处理
流量与总压差的关系表达式：
Q
?
2
?
Kh
?
P
e
?
P
w
?<
/p>
R
?
ln
e
R
w
（
2-1
）
任意半径范围的渗透率计算公式：
r
1
r
2
K
?
2
?
h
?
P
1
?
P
2
?
（
2-2
）
Q
?
ln
式中：
P
e
R
e
—模型外边缘
压力，
10
-1
MPa
；
—供给边缘半径，
cm
；
P
w
—模型出口端面压力，
-1
MPa
；
—井筒半径，
cm
；
< br>R
w
h
—地层厚度，
；
?
—流体粘度，
mPa
?
s
；
P
1
、
P
2
—任意半径
r
1
、
r
2
处的压力，
10
-1
MPa
。
3
、平面径向流实验数据记录表
实验设备编号：径
2
井
表
2-1
测压管液面基准读数记录表
测压管编号
测压管基准
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.7
0.2
读数，
cm
0
0.1
0.3
0.3
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
测压管液面读数和流量数据记录表
测压管液面读数，
cm
体积
时间
cm
3
11
12
13
14
15
16
17
s
流速
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
100
53.38
1
64.9
71.6
71.5
71.6
71.6
71.8
71.7
71.8 71.9 71.8
72
71.9
71.9
71.9
72.6
72
71.9
89.5 47.28
102
54.72