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时间:2020-09-11
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1、中国石油大学(华东)渗流力学实验报告实验日期:2015.5.6成绩:班级:石工12-7学号:姓名:善人教师:付帅师同组者: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
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-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:(4)固定ΔU值,测得rm处的电位值U
3、,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
4、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
5、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
6、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。五、实验数据处理1.产量与压差关系①计算相似系数几何相似系数Cl:,则可计算得:压力相似系数,则各组数据对应压力可据此算出,将所得结果填入表中。流动相似系流量相似系数:,且由于Cq=IQ,可求出各组流量实验值,以第一组为例Q1=I1Cq=0.0153.115×10-4=48.796cm3/s=4.216m3/d同理可得其他组数据,将其填入表1。阻力相似系数由达西公式可求得各组理论流量,以第一组为例Q1=2πKh∆P1
7、μlnre/rw=2π×0.1×1000×35×ln(65.625÷0.15)=61.99cm3/s=5.35m3/d同理可得其他组数据,将其填入表1。偏差以第一组为例同理可得其他组数据,将其填入表1。表1产量与压差关系数据序号12345678△U(V)345678910I(mA)15.0018.2224.731.236.842.046.650.6△P(0.1MPa)345678910Q(m3/d)4.2165.0546.8518.65410.2111.6412.7514.03Qt(m3/d)5.3
8、57.148.9210.7112.4914.2816.0617.85e(%)21.2029.2223.2019.2018.2518.4920.6121.40根据表1,绘制流量与压差关系曲线2.压降漏斗以第一组数据为例进行计算:离生产井距离:rm1=y1-y0=42.9-42.8=0.1cm;油藏中实际距离:与井底压差:∆P1=∆UCp=3.89×1=3.89(0.1MPa);其他组数据见表2表2压降漏斗数据序号1234567rm/cm0.10.515102030r/m
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