水电模拟渗流实验

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1、中国石油大学渗流力学实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：实验三水电模拟渗流实验一、实验目的1.掌握水电模拟的实验原理、实验方法，学会计算相似系数。2.测定圆形定压边界中心一口直井生产时产量与压差的关系，并与理论曲线进行对比，加深对达西定律的理解。3.测定生产井周围的压降漏斗曲线，加深对压力场的分布的认识。二、实验流程及原理实验电路如图1所示。图1中拔下电流表与可变电阻相连的一端，使其与测量电源的低压端连接，电流表另一端与带铜丝的导线2连接，如图1所示。改变调压器，由测量电压表读出供给边缘与生产井2之间的电压值，由电流表读出电流值。1

2、-电解槽2-铜丝（模拟井）3-供给边界图1圆形恒压边界中心一口直井电路图三、计算原理圆形恒压边界中心一口直井（完善井）稳定生产时产量计算公式：（1）地层中任一点压力分布公式：（2）由相似原理可知，模拟模型中电压与电流同样满足上述关系式：完“井”“产量”公式：（3）改变电压ΔU，并测得相应的电流值I。由此可得到ΔU-I关系曲线（理论上应为直线）。任一点电压分布公式：6（4）固定ΔU值，测得rm处的电位值U，由此可得“压降”漏斗曲线。由“完善井”电压与电流的关系及相似系数Cp、Cq，可以求出完善井压差（Pe－Pw）与流量的关系：流量：；压差：（5）由模拟条

3、件下任意半径rm处的电位值U，可求得实际地层中任意半径r处的压力P，即可求得地层中的压力分布：压力：；对应半径：（6）式（2）的压力及半径均用式（6）处理，可求得实际地层中任意点的压力分布。四、实验步骤1.确定并计算实验参数a、首先确定模拟油藏的参数的大小：渗透率K、供给半径re、井半径rw、油层厚度h、流体粘度μ、生产压差（Pe－Pw），计算油井产量Q；确定模拟系统的有关参数的大小：模拟油藏供给半径rem、最大电流I、最大电压ΔU。b、计算相似系数：，，，计算，。c、由，计算CuSO4溶液的电导率ρ，溶液厚度hm=Clh，具体方法见示例。2.根据电导

4、率值，从CuSO4溶液浓度与电导率关系曲线中查出CuSO4与蒸馏水配制比例，然后进行配制。3.配制完毕，测定溶液实际电导率值，计算相似系数。4.将调压器旋钮旋至“0”位置，按图1所示连接好电路。5.打开电源，顺时针旋转变压器旋钮，将电源电压调到所需值（注意：不要高于36V）。6.顺时针慢慢旋动调压器的旋钮，使电压值从低到高变化（最高测量电压<10V），并测定各个电压值下生产井的电流值，由（5）计算相应的压差及流量。7.压降漏斗曲线的测定：连接好图示电路，旋动调压器的旋钮，使测量电压为一固定值（如5V），通过滑轨计录生产井的坐标(x0,y0)，改变电流表

5、测针的位置(x,y)，调整可变电阻R1或R2，使电流表读数为零，记录此时R1、R2读数。计算不同位置的电压，由式（6）计算相应的位置及压力。或将一外接电压表一端与测针相连，另一端接零线。从生产井位置(x0,y0)开始，沿某一半径方向移动测针，隔一定距离记录一个电压值和相应点坐标值(x,y)，式（6）转换，就可测出压降漏斗曲线。注意：井附近数据点密一些，往外疏一些。（该法的确定是电压表指针摆动，压力值不易读准）。6五、实验数据处理1.产量与压差关系的计算1）计算相似系数（1）几何相似系数Cl：同理计算可得，rwm=0.0875cm，hm=5.83cm。（

6、2）压力相似系数Cp：由此可以求得不同的电压降ΔU下所对应的压力降ΔP：其他各组计算同理。将结果填入原始数据记录表中。（3）流动相似系数Cρ：（4）流量相似系数Cq：又因为，所以可求得流量的实验值：其他各组计算同理。将结果填入原始数据记录表中。（5）阻力相似系数Cr：2）根据达西定律，求出生产井的理论产量：同理，可以求得其它的压力降下的理论产量，将结果填入原始数据记录表。则有，其他各组计算同理。将结果填入原始数据记录表中。则，Q、Qt与ΔP的相关数据如表1记录。6表1Q、Qt与ΔP关系数据记录表ΔP（0.1MPa）45678910Q（m3/d）4.49

7、5.596.818.319.6311.0312.65Qt（m3/d）7.259.0610.8712.6914.4916.3118.12由表1所示数据，绘制流量—压差关系曲线，如图2所示。实际流量Q理论流量Qt图2流量—压差关系曲线2.压降漏斗的计算（1）离生产井距离rm：其他各组计算同理，将结果填入原始记录表。（2）油藏中距井半径r：其他各组计算同理，将结果填入原始记录表。（3）与井底压力间的差值ΔP：其他各组计算同理，将结果填入原始记录表。（4）根据之前的计算，将井底压力间的差值ΔP与油藏中距井半径r关系相关数据整理如表2。表2压差ΔP与距井半径r数

8、据记录表油藏中距井半径r（m）0.170.691.373.4315.4332.0649.03与