中国石油大学渗流力学实验-单向流及平面径向流.docVIP

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。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。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。 图1-1 一维单相稳定渗流实验流程图 1～10－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 16－支架 17－水平单向渗流管 18－出口控制阀 19－量筒1、记录渗流管长度、渗流管径、测压管间距等相关数据。 2、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。 注：全部完成实验后，管道泵电源关闭供液阀“11”。测压管高度 填砂管粗端 填砂管细端 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测压管基准读数cm 0.5 0.6 1.3 1.1 1.3 0.9 1.4 0.7 1.2 1.1 表1-2 测压管水柱高度统计（单位：cm） 管号 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均流量cm3/s 1 72.9 72.9 72.6 72.1 71.5 71.55 69.95 68.75 67.15 64.45 0.651 2 59.5 58.9 58.5 58.2 57.3 56.85 54.45 52.35 50.05 46.05 1.027 3 43.0 42.4 41.9 41.7 40.6 39.75 36.55 33.45 30.15 24.35 1.477 举例说明计算过程：一流量下1管水柱高度cm 二流量下5管水柱高度cm 三流量下10管水柱高度cm (2)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。 表1-3 测压管压力与流动距离数据统计表 管号 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 7144.2 7144.2 7114.8 7065.8 7007.0 7011.9 6855.1 6737.5 6580.7 6316.1 2 5831 5772.2 5733 5703.6 5615.4 5571.3 5336.1 5130.3 4904.9 4512.9 3 4214 4155.2 4106.2 4086.6 3978.8 3895.5 3581.9 3278.1 2954.7 2386.3 流动距离/cm 0 12.5 25.0 37.5 50.0 62.5 75.0 87.5 100.0 112.5 图1-2 测压管压力与流动距离的关系曲线图 斜率变化原因：，水流从粗管流进细管，dp/dx的绝对值变大，所以斜率增大。 （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。 表1-4 渗透率计算数据表 数据 序号 流量 cm3/s 10-1MPa 10-1MPa 渗透率 K1 K2 1 0.651 1.372×10-3 6.958×10-3 390.06 298.93 2 1.027 2.156×10-3 1.058×10-2 391.59 310.14 3 1.477 2.352×10-3 1.509×10-2 516.24 312.72 图1-3 不同渗流截面流量与岩石两端压差的关系曲线 由图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。 答：以一流量下数据（