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《石油大學滲流力學實驗報告單向滲流模擬實驗.doc》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
1、中國石油大學滲流力學實驗報告實驗一不可壓縮流體單向穩(wěn)定滲流實驗一、實驗目的1、本實驗采用的是變截面兩段均質模型,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,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
2、維單相穩(wěn)定滲流實驗流程圖1~10-測壓管11-供液閥12-供液筒13-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)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、測壓管間距等相關數據。2、關閉出口控制閥“18”,打開供液閥“11”,打開管道泵電源,向供液筒注水。3、打開并調節(jié)供液控制閥“14”,使各測壓管液面與供液筒內的液面保持在同一水平面上。4、稍微打開出口控制閥“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,重復三次。5、調節(jié)出口控制閥“18
3、”,適當放大流量,重復步驟4;測量不同流量下各測壓管高度,共測三組流量。6、關閉出口控制閥“18”,關閉供液控制閥“14”,結束實驗。注:待學生全部完成實驗后,先關閉管道泵電源,再關閉供液閥“11”。五、實驗要求與數據處理1、實驗要求(1)根據表1-1,記錄取全所需數據,計算三個不同流量下的測壓管水柱高度(舉例)。(2)繪制三個流量下,測壓管壓力與流動距離的關系曲線,說明曲線斜率變化原因。(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系曲線,觀察線性或非線性流動規(guī)律。(4)根據達西定律,分別計算兩段地層的平均滲透率。2、實驗數據
4、處理測壓管壓力計算公式(1-1)式中:—測壓管中水柱高度對應的壓力(表壓),Pa;—測壓管中水柱高度,m;—水的密度,kg/m3;g—重力加速度,g=9.8m/s2。地層中任一點的壓力(1-2)滲透率公式為(1-3)式中:—滲流截面積,cm2;—兩個橫截面之間距離,cm;—入口端面壓力,10-1MPa;—出口端面壓力,10-1MPa;—流體粘度,。3、單向流實驗數據記錄表實驗儀器編號:單10井表1-1測壓管液面基準讀數記錄表測壓管序號填砂管粗端填砂管細端12345678910測壓管基準讀數cm1.11.11.10.31.11.11.40
5、.81.00.6表1-2測壓管液面讀數記錄表流速測壓管液面高度H(cm)和壓力P(Pa)填砂管粗端填砂管細端123456789101H43.64343.742.843.445.845.644.242.1539.4P49004841.24909.849004880.44895.14846.14767.74547.24316.92H10.39.510.49.510.212.612.310.27.83P1636.61558.21646.41636.61626.81641.51582.71435.71180.9749.73H12.912.151
6、312.0512.815.214.912.910.66.1P1891.41817.91901.21886.51881.61896.31837.51700.31455.31053.5流速次數體積(cm3)時間(s)流量(cm3/s)平均流量(cm3/s)1125.521.21.201.2024436.51.2135142.81.19214322.81.881.8525027.11.85355301.83314525.41.771.7524022.71.7634727.11.73填砂管粗端直徑=9.0cm,長度=52.3cm;填砂管細端直徑
7、=4.5cm,長度=50.8cm;流體粘度=1mPa·s。填砂管粗端截面積A1=63.617cm2,填砂管細端截面積A2=15.904cm2;填砂管上部接頭厚度3.0cm,相鄰兩測壓管中心間距=12.5cm;(1)舉例計算如下:1流量下,1管水柱高度為:43.6+9.0÷2+3-1.1=50.00cm2流量下,6管水柱高度為:12.6+4.5÷2+3-1.1=16.75cm;(2)計算流量及平均流量填入表中,如表1-2所示,得到表1-3。表1-3流壓測量數據記錄表序號測壓管水柱真實高度(cm)平均流量cm3/s1234567891015
8、049.450.15049.849.9549.4548.6546.444.051.20216.715.916.816.716.616.7516.1514.6512.057.651.85319.318.551