不可压缩流体单向稳定流、平面径向流

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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：实验一不可压缩流体单向稳定渗流实验一、实验目的1.本实验采用的是变截面两段均质模型，通过实验观察不同段的不同压力降落情况。2.进一步加深对达西定律的深入理解，并了解它的适用范围及其局限性。二、实验原理一维单相渗流实验以稳定渗流理论为基础，采用变直径填砂管模型，以流体在模型中的流动模拟水平均质地层中不可压缩流体单向稳定渗流过程。保持填砂管两端恒定压力，改变出口端流量，在稳定条件下测量填砂管不同位置处的压力值，可绘制压力随位置的变化曲线；根据一维单相稳定渗流方程的解并计算两段填砂管的渗透率。三、实验流程1～10

2、－测压管11－供液阀12－供液筒13－溢流管14－供液控制阀15－水平单向渗流管（粗）16－支架17－水平单向渗流管（细）18－出口控制阀19－量筒图1一维单相稳定渗流实验流程图四、实验步骤1.记录渗流管长度、渗流管直径、测压管间距等相关数据。2.关闭出口阀控制“18”，打开供液阀“11”，打开管道泵电源，向供液筒注水。3.打开并调节供液控制阀“14”，使各测压管液面与供液筒内的液面保持在同一水平面上。4.稍微打开出口阀控制“18”，待渗流稳定后，记录各测压管的液面高度，用量筒、秒表测量渗流液体流量，重复三次。5.调节出口控制阀“18”，适当放大流量，重复步骤4；测量不同流量下各测

3、压管高度，共测三组流量。6.关闭出口控制阀“18”，关闭供液控制阀“14”，结束实验。~10~五、数据处理1.根据表1，记录取全所需数据，计算三个不同流量下的测压管水柱高度。表1测压管液面基准读数记录表测压管序号填砂管粗端填砂管细端12345678910测压管基准读数cm0.41.11.10.90.71.21.11.11.00.8以填砂管的中心线为基准面，则在平均流量Q1=0.327cm3/s时，1#管的水柱高度为：6#管的水柱高度为：其余各组计算同上，将所有各组计算结果总结如表2。表2三个不同平均流量下的各编号测压管对应的水柱高度平均流量（cm3/s）各编号测压管对应的水柱高度（

4、cm）123456789100.32781.481.180.880.680.480.2579.4578.6577.5576.551.13442.942.542.442.241.741.2538.9536.9534.5532.151.23632.43231.931.631.230.5527.8525.2522.4519.752.绘制三个流量下，测压管压力与流动距离的关系曲线，说明曲线斜率变化原因。以平均流量Q1=0.327cm3/s时的1#管为例计算：其余各组计算同上，将其余各组计算结果总结如表3。表3三个不同平均流量下的各编号测压管对应的测压管压力流动距离cm测压管压力Pa平均流量

5、cm3/s12345678910012.52537.55053.165.678.190.6103.10.3277977.27947.87918.47898.87879.27864.57786.17707.77599.97501.91.1344204.241654155.24135.64086.64042.53817.13621.13385.93150.71.2363175.231363126.23096.83057.62993.92729.32474.52200.11935.5由表3的数据绘制三个流量下，测压管压力与流动距离的关系曲线如图2。图2三个流量下，测压管压力与流动距离的关

6、系曲线~10~流体随着流入的距离的增大阻力也逐渐的变大，因此1-5号管和6-10管中的流体，由于流动阻力的线性增加，致使流动动力也随着线性减少，因此各段曲线的斜率几乎不变化。而各个序号中5、6管则由于管径的变化以及两者渗透率的不同而使压力发生变化，导致曲线斜率也突变。3.绘制渗流截面不同的两段地层流量与岩石两端压差的关系曲线，观察线性或非线性流动规律。三个不同的平均流量与岩石两端压差的相关数据记录如表4。表4三个不同的平均流量与岩石两端压差数据记录表数据序号流量（cm3/s）ΔP1=P1－P5（10－1MPa）ΔP2=P6－P10（10－1MPa）10.3279.8×10－436.

7、26×10－421.13411.77×10－489.18×10－431.23614.76×10－4105.84×10－4由表4数据，绘制渗流截面不同的两段地层流量与岩石两端压差的关系曲线如图3所示。图3渗流截面不同的两段地层流量与岩石两端压差的关系曲线由图可知，两段地层流量与岩石两端压差的关系曲线基本成线性规律。4.根据达西定律，分别计算两段地层的平均渗透率。以平均流量Q1=0.327cm3/s的数据为例，由达西定律，可得：粗砂管的渗透率：细砂管的渗透率：同理，可以求