裂缝导流能力实验

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1、中国石油大学裂缝导流能力实验报告实验日期：2011.11.21成绩：班级：石工11-12班学号：11021580姓名：李云浩教师：战永平同组者：一、实验目的1、了解岩石被支撑裂缝的导流能力随闭合压力变化的关系、以及在相同闭合压力条件下铺有不同层数的支撑剂的裂缝导流能力的差异；2、分析说明达西公式与二项式公式计算出的结果不同的原因；3、熟悉压力试验机的操作及实验流程。二、实验原理裂缝的渗透率可由气体渗流的流量来反映，测量气体在不同入口和出口压力下的流量后，可通过气体径向渗流的达西公式来确定裂缝的导流能力。三、实验仪器和材料1、仪器：NYL—200D型压力试验机或NYL—2000D型压

2、力试验机，空气压缩机—供气源，定值器—气源开关，精密压力表，浮子流量计，岩心（钢板）模，游标卡尺，放大镜。2、材料：不同产地的压裂砂、陶粒。四、实验步骤（一）实验准备1、在附表1中记录使用的砂子产地、粒径、名称及某温度下的气体粘度；2、用游标卡尺量出岩心模的外径ro及孔眼的内径re记录附表1中，用作计算岩心模面积；3、称一定重量的支撑剂均匀地铺在缠有铜网的岩心面上，要保持单层。按下式计算出支撑剂的浓度：将此浓度值记入表1中。4、将上岩心片（孔眼向下）放于下岩心片的上方，然后上下岩心片放在试验机下承压板中心位置。5、认真记录试验机载荷刻度盘上读出加载值。（二）岩心加压法1、岩心放在下

3、承压板上，用手旋转螺杆将上承压板合并，压住岩心模型，准备加载。2、旋紧回油阀，按绿钮开机器，用送油阀慢慢加压，通过控制送油阀开启程度控制加压速度，当主动指针（黑针）转到1.5吨（或1KN）时,将送油阀放慢关闭维持此点上，将定值器打开使气体进入浮子流量计中，同时浮子上升，调节定值器旋钮,使浮子指示到流量计刻度的最高度值。3、送油阀继续开动，当指针加到所规定的吨数时，保持指针示数不变。同时读出流量数Q和对应的压力P（精密压力表示数）,记录在附表3中。4、需要载荷分别依次加到30KN50KN（70KN）100KN（120KN）150KN（180KN）200KN250KN300KN读出相应

4、的P，Q值，用达西公式计算。注意：在测点7、12、18吨（或70、120、180KN）处，保持载荷不变，改变P（调定值器阀），读出Q,每测点共记5组数据于表2中，用于二项式公式计算。5、实验结束后，关送油阀，按红钮关电源，慢慢打开回油阀卸载，将岩心取出，观察支撑剂破碎情况。6、双层支撑剂测定：将重量为岩心上铺设单层时支撑剂重量二倍浓度分量的支撑剂铺于岩心表面，依次按步骤（二）进行操作，测出不同载荷下的P及Q值记入表3、表2中。五、实验结果计算（1）实测数据表1基本参数岩心外半径ro（cm）岩心孔眼半径re（cm）岩心面积（cm2）支撑剂浓度（g/cm2）空气粘度（mPa·s）支撑剂

5、单层双层目数产地4.5000.50062.8320.3180.6370.01718920，40胜利油田表2变载荷下的流量与压力关系数据载荷（kN）单层双层入口压力（MPa）出口压力（MPa）浮子流量(m3/h)入口压力（MPa）出口压力（MPa）浮子流量(m3/h)500.08600.920.09000.921000.08600.920.09000.921200.08600.920.09000.921500.08600.920.09000.922000.08600.920.09000.922500.08600.920.09000.92（2）数据计算①计算闭合压力（以30kN载荷为例

6、）同理可以求出其他测点的闭合压力，如下表3所示②用达西公式计算裂缝导流能力KfW（以30kN载荷单层支撑剂为例）同理可求出其他测点的闭合压力和裂缝导流能力，如表3。表3不同载荷下的闭合压力和裂缝导流能力载荷（kN）P闭（kg/cm2）KfW（μm2⋅cm）单层双层5081.201311691.8101.692100162.40262341.8101.692120194.88314811.8101.692150243.60393511.8101.692200324.80524681.8101.692250406.00655851.8101.692图一闭合压力和导流能力的曲线由图一看出

7、，在一定范围之内，岩石被支撑裂缝的导流能力不随闭合压力变化而变化。③用二项式公式计算裂缝导流能力载荷为120kN表4定载荷下的流量与压力关系数据载荷（kN）单层双层入口压力（MPa）出口压力（MPa）浮子流量(m3/h)入口压力（MPa）出口压力（MPa）浮子流量(m3/h)1200.08600.920.0900.920.07200.840.07400.840.06000.760.06000.760.04600.680.04800.680.02400.600.0360