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时间:2020-09-11
《渗流力学-水电模拟渗流实验-中国石油大学.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、中国石油大学渗流物理实验报告实验日期:2014.12.25成绩:班级:石工学号:姓名:教师:付帅师同组者: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:(1-1)地层中任一点压力分布公式:(1-2)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
2、:完善“井”“产量”公式:(1-3)改变电压值,并测得相应的电流值I。由此可得到-I关系曲线(理论上应为直线)。任一点电压分布公式:(1-4)固定值,测得不同处的电位值U,由此可得压降漏斗曲线。由“完善井”电压与电流的关系及及相似系数Cp、Cq,可以求出完善井压差(Pe-Pw)与流量的关系:(1-5)由模拟条件下任意半径处的电位值U,可求得实际地层中任意半径r出的压力P,即可求得地层中的压力分布:(1-6)式(1-2)的压力及半径均用式(1-6)处理,可求得实际地层中任意点的压力分布。三、实验流程图1圆形恒压边界中
3、心一口直井电路图1-电解槽2-铜丝(模拟井)3-供给边界图2电压法测定压降曲线电路图1-电解槽2-铜丝(模拟井)3-供给边界四、实验操作步骤1.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、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。2.计算相似系数:,,,计算,;3.由,计算溶液的电导率,溶液厚度,具体方法见示例。4.根据电导率值,从溶液浓度与电导率关系曲线中查出与蒸馏水配制比例,然后进行配制。5.配
4、制完毕,测定溶液实际电导率值,计算相似系数。6.将调压器旋钮旋至“0”位置,按图1所示连接好电路。7.打开电源,顺时针旋转变压器旋钮,将电源电压调到所需值(不要高于36V)。8.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10伏),并测定各个电压值下生产井的电流值,由(1-5)计算相应的压差及流量。9.压降漏斗曲线的测定(测电压法):连接好图2所示电路,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
5、),式(1-6)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(将所测数据记录到表2中)。五、实验数据处理(一)产量与压差关系数据表设圆形供给边界中心一口生产井,油层参数如下:供给半径;井筒半径;油层厚度;油相渗透率;地层油粘度;生产压差;实验温度15℃模型参数:rem=35cm;rwm=0.08cm;hm=5.333cm;ρ=888μm/cm1)溶液的配制(1)根据达西定律,求出生产井的理论产量:(2)估算电导率电路中最大电流不超过0.1A,令I=0.1A,则流量相似系数为:设,由相似关系式可求
6、得:由得:模型供给边界半径为rem=35cm,则:得:溶液电导率:从图3曲线中查得所对应的蒸馏水体积与重量比值为750(mg/L)。图3溶液浓度与电导率的关系曲线(3)计算所需重量和蒸馏水体积根据几何相似系数,求出溶液厚度hm:溶液体积:设需要蒸馏水的体积为V水,则:重量:在电解槽中加入蒸馏水56.63L,再将42.47g用电解槽中的蒸馏水溶解后加入其中,并将溶液搅拌均匀。2)计算相似系数几何相似系数:由此可求得压力相似系数:由此可以求得不同的电压降下所对应的压力降,如表1所示。流动相似系数:流量相似系数:由,得到
7、:由可以计算出流量的实验值Q,如表1所示。模型参数:rem=35cm;rwm=0.08cm;hm=5.333cm;ρ=888μm/cm;T=15℃地层参数:re=65.625m;Rw=0.15m;h=10m;K=0.1μm2;μ=5mPa•s表1产量与压差关系数据表序号12345678ΔU(V)345678910I(mA)7.410.3214.3119.222.826.43033.9(atm)3456789102.6983.7625.2176.7008.3129.6210.9412.365.3567.1428.92
8、710.71312.49814.28316.06917.854e(%)49.6347.3241.5634.6633.4932.6231.9430.78表中Q为实验值,Qt为理论计算值,e为二者之间的偏差。现举例说明上述数据的处理过程:1.压差的处理过程:由压力相似系数:得到:其余压差同理可求得。2.实验值Q的处理过程:由流量相似系数:得到:,其余流量同理可求
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