水电模拟渗流实验1111

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-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：efw2πlnKhPPQrRr（1）地层中任一点压力分布公式：wewwlnlnlnPrPPABrrrr（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：memmwm2πlnhUUIrRr（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：2mwmmmmemwmwmlnlnlnrUUUABrrrr（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：qIQC；压差：ewpUPPC（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：pUPC；对应半径：mlrrC（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：elemrCr，qICQ，pUCP，计算prqCCC，ρrl1CCC。c、由ρCk，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）。3五、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：3emle355.833106000rCr同理计算可得，rwm=0.0875cm，hm=5.83cm。（2）压力相似系数Cp：p1V1(V/0.1MPa)10.1MPaUCP由此可以求得不同的电压降ΔU下所对应的压力降ΔP：114V40.1MPa1(V/0.1MPa)pUPC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：31ρ0.00080650.0403(As0.1MPacmV)0.1CK（4）流量相似系数Cq：43qlpρ0.00583310.04032.3510AscmCCCC又因为qICQ，所以可求得流量的实验值：33114p0.012251.91cm/s=4.49m/d2.3510IQC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：p3111r4q14255.32(Vcm0.1MPaAs)2.3510CCC2）根据达西定律，求出生产井的理论产量：331t1ew2π2π0.11000483.89cm/s7.25m/d605lnln0.15PKhQrr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，t11t1||7.254.49100%100%38.12%7.25QQeQ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。4表1Q、Qt与ΔP关系数据记录表ΔP（0.1MPa）45678910Q（m3/d）4.495.596.818.319.6311.0312.65Qt（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。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：m10152.752.60.1cmrxx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：m11l0.0010.17m0.005833rrC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：1p111.571.57(0.1MPa)PCU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数据记录表油藏中距井半径r（m）0.170.691.373.4315.4332.0649.03与井底压力间差值ΔP（0.1MPa）1.572.112.513.024.004.494.80根据表2，绘制压力差ΔP与油藏中距井半径r关系曲线，如图3所示。实际流量Q理论流量Qt5图3压力差ΔP与油藏中距井半径r关系曲线六、实验总结经过本次实验，我掌握了水电模拟的实验原理、实验方法，学会了计算相似系数。同时，也加深了对达西定律以及压力场的分布的认识。感谢老师实验前的细心讲解，以及在实验过程中给予我的耐心指导，使我顺利地完成了本次实验。6七、原始数据原始数据记录如下：1.产量与压差关系数据表模型参数：rem=35cm；rwm=0.0875cm；hm=5.83cm；ρ=806μs/cm；地层参数：re=60m；rw=0.15m；h=10cm；K=0.1μm2；μ=5mPa·s序号1234567ΔU（V）45678910I（mA）12.215.218.522.626.230.034.4ΔP（0.1MPa）45678910Q（m3/d）4.495.596.818.319.6311.0312.65Qt（m3/d）7.259.0610.8712.6914.4916.3118.12e（%）38.1238.3237.4434.4933.5532.3730.21表中Q为实验值，Qt为理论计算值，e为而这之间的偏差。2.压降漏斗曲线记录表（电压法）井的位置：x0=52.7cm，y0=49.6cm。序号1234567位置(x,y)（cm）52.649.652.349.651.949.650.749.643.749.634.049.624.149.6离生产井距离rm（cm）0.10.40.82918.728.6与生产井间电压ΔU（V）1.572.112.513.024.004.494.80油藏中距井半径r（m）0.170.691.373.4315.4332.0649.03与井底压力间差值ΔP（atm）1.572.112.513.024.004.494.80