徑向滲流模擬實(shí)驗(yàn)-精華

中石大滲力實(shí)報(bào)實(shí)驗(yàn)二一實(shí)目

不可壓縮流平面徑向穩(wěn)滲流實(shí)驗(yàn)1、平面徑向滲流實(shí)驗(yàn)是達(dá)西定律在徑向滲流方式下的體現(xiàn)，通過本實(shí)驗(yàn)加深對達(dá)西定律的理解；2、要求熟悉平面徑向滲流方式下的壓力降落規(guī)律，并深刻理解該滲流規(guī)律與單向滲流規(guī)律的不同進(jìn)而對滲透率突變地層非均質(zhì)地層等復(fù)雜情況下的滲流問題及其規(guī)律深入分析和理解。二實(shí)原平面徑向滲流實(shí)驗(yàn)以穩(wěn)定滲流理論為基礎(chǔ)采用圓形填砂模型以流體在模型中的流動(dòng)模擬水平均質(zhì)地層中不可壓縮流體平面徑向穩(wěn)定滲流過程持填砂模型內(nèi)外邊緣壓力恒定改變出口端流量在穩(wěn)定條件下測量填砂模型不同位置處的水頭高度可繪制水頭高度或壓力隨位置的變化曲線壓降漏斗曲線)根據(jù)平面徑向穩(wěn)定滲流方程的解計(jì)算填砂模型的流動(dòng)系數(shù)及滲透率。三實(shí)流實(shí)驗(yàn)流程見圖2-1，圓形填砂模型18上部均勻測壓管，供液筒內(nèi)通過溢流管保持液面高度穩(wěn)定，以保持填砂模型外邊緣壓力穩(wěn)定。－測壓管（模擬井～16－測壓管（共根―圓形邊界（填模型－排液管（生產(chǎn)井筒量筒；—進(jìn)水管—供液筒；－溢流管；—排水閥25進(jìn)水閥—供水閥。

rr圖2-1平面向?qū)嵙鲌D四實(shí)步1、記錄填砂模型半徑、填砂模型厚度，模擬井半徑、測壓管間距等數(shù)據(jù)。2、打開供水閥“26”，打開管道泵電源，向供液筒注水，通過溢流管使供液筒內(nèi)液面保持恒定。3、關(guān)閉排水閥“24”，打開進(jìn)水閥“25”向填砂模型注水。4、當(dāng)液面平穩(wěn)后，打開排水閥“24”，控制一較小流量。5、待液面穩(wěn)定后，測試一段時(shí)間內(nèi)流入量筒的水量，重復(fù)三次6、記錄液面穩(wěn)定時(shí)各測壓管內(nèi)水柱高度。7、調(diào)節(jié)排水閥，適當(dāng)放大流量，重復(fù)步5、6；在不同流量下測量流量及各測壓管高度，共測三組流量。8、關(guān)閉排水閥、進(jìn)水閥25，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。注：待學(xué)生全部完成實(shí)驗(yàn)后，先關(guān)閉管道泵電源，再關(guān)閉供水閥。五實(shí)要及據(jù)理1實(shí)驗(yàn)要求(1)將原始數(shù)據(jù)記錄于測試數(shù)據(jù)表中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)將每組的個(gè)流量求平均值并計(jì)算測壓管高度繪制三個(gè)流量下壓力隨位置的變化曲（壓降漏斗曲線說明曲線形狀及其原因。(2)根據(jù)平面徑向穩(wěn)定滲流方程，計(jì)算填砂模型平均滲透率、不同半徑范圍的滲透率，評價(jià)砂體的均勻性。(3)寫出填砂模型流量與總壓差的關(guān)系表達(dá)式，并繪出流量與總壓差的關(guān)系曲線。2數(shù)據(jù)處理流量與總壓差的關(guān)系表達(dá)式：

2wRlneRw

（2-1）任意半徑范圍的滲透率計(jì)算公式：rQr2P

（2-2）式中：

—模型外邊緣壓力，10

-1

MPa；w—模型出口端面壓力，10

-1

MPa；R

—供給邊緣半徑，cm；

w

—井筒半徑，；

—地層厚度，；

—流體粘度、—任意半徑1、處的壓力，10-1MPa。

3平面徑向流驗(yàn)數(shù)據(jù)錄表實(shí)驗(yàn)設(shè)備編號：徑井表2-1

測管面準(zhǔn)數(shù)錄測壓管編

12345678910

1112

1314151617號測壓管基準(zhǔn)讀數(shù)，cm

00.10.1-0.1-0.20.20.200.10.10.1-0.10.30.100.10.2表2-2壓液讀記錄流速

測壓管液面高度H（）和壓力（Pa1H

162.95

269.80

369.90

469.80

569.60

670.30

770.30

870.20

970.20

1070.40

1170.602H3H

6953.16962.96972.76962.96992.36992.37002.16992.340.8064.9065.2064.9064.6064.9066.1065.9065.7066.4066.706472.96502.36492.56472.96463.16580.76580.76551.357.7057.5057.1059.2059.3059.2058.9058.9560.305919.85

流速

測壓管液面高度H（cm）和壓力（）1H

1270.30

1370.45

1470.90

1570.80

1670.75

1770.602H3H

6997.27060.97060.97046.27021.766.3066.3067.7067.7063.7067.406590.56747.36757.16355.36708.159.9059.9062.0562.0061.9061.806230.125填砂模型（內(nèi)）半徑cm

填砂厚度＝2.5cm，中心內(nèi)徑＝0.3cm，

相鄰兩測壓管中心間距＝4.44cm，

水的粘度＝m。流速

次數(shù)1

體積（cm）

時(shí)間（s）

流量（/s）

平均流量（/s）1287.534.631

100.0170.2

27.22

2

2150.223.763160.125.601108.0

3

23

115.0150.0

10.20

（1）取流量一下1管為例計(jì)算：測壓管水柱高度為：÷2-0=64.2同理可得其余各組數(shù)據(jù)，填入表2-3中。表2-3

定邊測數(shù)表序

測壓管水柱高度cm號

64.42.10.

70.66.58.

71.66.58.

71.66.58.

71.66.58.

71.65.60.

71.67.60.

71.67.60.

71.66.60.

71.67.60.

71.67.61.

71.67.61.

71.67.60.

72.68.63.

72.68.63.

71.64.63.

71.68.62.根據(jù)表2-3，由P=，計(jì)算得下表。表2-4流一下力位的化據(jù)測壓管標(biāo)號測壓管水柱高度/

17

13

9

5

1

3

7

11

15流動(dòng)距離cm

-17.76

-13.32

-8.88

-4.44

04.448.8813.3217.76測壓管壓力Pa

6962.96992.3

同理可得其余兩個(gè)流量下的相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制三個(gè)流量下壓力隨位置的變化曲線圖，如圖所示。

rQln1r1K211ln12ln13rQln1r1K211ln12ln13圖2-2壓降漏斗曲線圖分析：由壓力公PP

wlneRrlnRw

，壓力是表示能量大小的物理量。由壓力分布可知，當(dāng)距離r成等比級數(shù)變化時(shí)，壓力成等差級數(shù)變化。因此，壓力在供給邊緣附近下降緩慢，而在井底附近變陡，說明液體從邊緣流到井底其能量大部分消耗在井底附近。這是因?yàn)槠矫鎻较驖B流時(shí)，從邊緣到井底滲流斷面逐漸減小。由于穩(wěn)定滲流時(shí)從邊緣到井底各斷面通過的流量相等，所以斷面越小滲流速度越大，滲流阻力越大，因此能量大部分消耗在井底附近，所以曲線大體呈中間低,周圍高的漏斗形狀。（2）r=4.44cm，P)2.56291.6)/12

64.4

2)2.5(6487.6/12ln2P)2.5(5752.61063.3)/10000012

45.4則平均滲透率為：K1

K

11

123

13

64.445.437.23

49.0

同理可以求出r時(shí)的滲透率，如表所示。表2-5不同徑圍滲透不同半徑r/cm

4.44

8.88

13.32

17.76滲透率K/

2

49.0

344.7

292.2

124.4由表2-5，砂體的均勻性不好。（3）填砂模型流量與總壓差的關(guān)系表達(dá)式為：

wRlneRw

，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：總壓差Pa流量/(cm

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