中國石油大學(xué)(華東)單向滲流模擬實驗

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1、實驗一單向滲流模擬實驗一、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，改變擊口端流量，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—測壓管11—供液閥12—供液筒13—溢流管14—供液控制閥

2、15—水平單向滲流管（粗）16—支架17—水平單向滲流管（細）18-111口控制閥19一量筒四、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(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(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)閉岀口控制閥“18”，關(guān)閉供液控制閥“14”，結(jié)束實驗。注：待

3、學(xué)牛全部完成實驗后，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)。(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。(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。(4)根據(jù)達西定律，分別計算兩段地層的平均滲透率。2、實驗數(shù)據(jù)處理測壓管壓力計算公式AP=pgh(1-1)式中：P-測壓管中水柱高度力對應(yīng)的壓力(表壓)，Pa；力一測壓管中水柱高度，ni；P—水的密度，kg/m3；g一重力加速度，g=9.8m/s2o地

4、層屮任一點的壓力(1-2)滲透率公式為(1-3)AKP式中：人一滲流截面積，cm2；厶一兩個橫截面之間距離，cm；'一入口端面壓力,10]MPa；巴一出口端面壓力,10_IMPa；"—流體粘度，mPa-5O3、單向流實驗數(shù)據(jù)記錄表實驗儀器編號：單8井表1-1測壓管液面基準讀數(shù)記錄表測壓管序號填砂管粗端填砂管細端1231567910測圧管基準讀數(shù)cm1.41.11.00.81.31.01.11.21.00.9表1-2測壓管液面讀數(shù)記錄表流速測壓管液面讀數(shù)cm體時流平均填砂管粗端砂管細端積間流量12345678910cm3Scm3/scms/s14039.939.338.9539.240.1

5、38.6734.830.7525.8712856.32.272.299842.92.281114&12.31236.236.0535.5635.235.536.3834.530.3126.0120.811546.82.462.4711044.42.4811345.72.47335.8535.4635.134.734.9835.834.5130.42620.716267.12.412.4216467.62.4316066.22.42填砂管粗端直徑=9.Ocm,長度=52.3cm；填砂管細端直徑=4.5cm,長度=50.8cm；填砂管粗端截面積A1=63.62cm2,填砂管細端截面積A2=1

6、5.90cm2；流體粘度=[mPa?s；填砂管上部發(fā)頭厚度3.0cm,相鄰兩測壓管中心間距=12.5cni。(1)舉例如下：1流速下，1管水柱高度為：40+9.04-2+3-1.4=46.lcm；Pi=pghi=1000*9.8*0.461=4518Pa;2流速下,6管水柱高度為：36.38+4.54-2+3-1.0=40.63cm；P2=pgh2=1000*9.8*0.4063=3982Pa;3流速下，10管水柱高度為:20.7+4.54-2+3-0.9=25.05cm;P3=pgh3=1000*9.8*0.2505=2455Pa.表1-3測壓管水柱高度及壓力表流速測壓管水柱高度h(c

7、m)和壓力P(Pa)平均填砂管粗端填砂管細端流量12345678910cm3/s1h46.146.345.845.6545.444.3542.8238.853530.222.29P45184537448844744449434641963807343029622h42.342.4542.0641.941.740.6338.6534.3630.2625.152.47P4145416041224106408739823788336729