1、中國石油大學（華東）滲流物理實驗報告實驗日期：2015.04.22成績:班級：石工12-7學號:120213667姓名:善人教師:付帥帥同組者不可壓縮流體單向穩定滲流實驗一、實驗目的1、本實驗采用的是變截面兩段均質模型，通過實驗觀察不同段的不同壓力降落情況。2、進一步加深對達西定律的深入理解，并了解它的適用范圍及其局限性。二、實驗原理一維單相滲流實驗以穩定滲流理論為基礎，采用變直徑填砂管模型，以流體在模型中的流動模擬水平均質地層中不可壓縮流體單向穩定滲流過程。保持填砂管兩端包定壓力，改變出口端流量，在穩定條件下測量填砂管不同位置處的壓力值，可繪制壓力隨位置的變化曲線；根據一維單相穩定滲流方程的

2、解并計算兩段填砂管的滲透率。三、實驗流程圖1一維單相穩定滲流實驗流程圖110-測壓管11供液閥12供液筒13一溢流管14供液控制閥15水平單向滲流管（粗）16一支架17水平單向滲流管（細）18出口控制閥19一量筒四、實驗步驟1、記錄滲流管長度、滲流管直徑、測壓管間距等相關數據2、關閉出口控制閥“18”，打開供液閥“11”，打開管道泵電源，向供液筒注水。3、打開并調節供液控制閥“14”，使各測壓管液面與供液筒內的液面保持在同一水平面上。4、稍微打開出口控制閥“18”，待滲流穩定后，記錄各測壓管的液面高度，用量筒、秒表測量滲流液體流量，重復三次。5、調節出口控制閥“18”，適當放大流量，重復步驟4

3、;測量不同流量下各測壓管高度，共測三組流量。6、關閉出口控制閥“18”，關閉供液控制閥“14”，結束實驗。注：待學生全部完成實驗后，先關閉管道泵電源，再關閉供液閥“11”。(1) 五、實驗要求與數據處理1、實驗要求記錄取全所需數據，計算三個不同流量下的測壓管水柱高度。(2) 繪制三個不同流量下測壓管壓力與流動距離的關系曲線，說明曲線斜率變化原因。(3) 繪制滲流截面不同的兩段地層流量與巖石兩端壓差的關系曲線，觀察線性或非線性流動規律。(4) 根據達西定律，分別計算兩段地層的平均滲透率。2、實驗數據處理公式測壓管壓力計算公式：皿仲xl"(1)二玲一耳一*地層中任一點的壓力："

4、'(2)滲透率公式：(3)式(1)中：3一砂體上下游壓力，10-1Mpa;p一水的密度，kg/m3;g一重力加速度，g=9.8m/s2;h一測壓管中水柱高度，m式(2)(3)中：J任意位置x處壓力，10-1Mpa;Po入口斷面壓力,10-1Mpa;b出口端面壓力，10-1Mpa;L一兩個橫截面間距離，cm；x一測試點距離上游斷面的水平距離，cm;K一巖石滲透率，訴m;A一滲流截面積，cmf;P一上、下游斷面的壓力差，10-1Mpa;流體粘度，mPas;3Q一流里,cm/s。六、實驗數據處理1、根據表1-1，記錄取全所需數據，計算三個不同流量下的測壓管水柱高度（舉例）。表1-1測壓管液面

5、基準讀數記錄表測壓管序號填砂管粗端填砂管細端12345678910測壓管基準讀數，cm0.51.41.31.11.30.91.40.71.11.1表1-2測壓管液面讀數記錄表數據次數測壓管液面讀數，cm體積3cm時間s流量3cm/s平均流里3cm/s填砂管粗端填砂管細端12345678910188.288.885.984.583.182.975.167.461.149.413230.324.3544.3409020.414.41015035.254.255285.786.282.180.178.076.764.452.843.025.313520.066.7306.52519530.336.4

6、2916525.726.415384.785.280.778.576.274.661.048.137.217.614620.457.1397.06917725.217.02121230.097.046表1-3測壓管水柱高度數據處理結果表序號測壓管水柱高度，cm平均流量3cm/s12345678910195.294.992.190.989.387.2578.9571.9565.2553.554.340292.792.388.386.584.281.0568.2557.3547.1529.456.525391.791.386.984.982.478.9564.8552.6541.3521.757.

7、069現舉例說明表1-3的數據處理過程：流量1下填砂管粗端測壓管1的水柱高度=88.2-0.5+3+9/2=95.2cm流量2下填砂管細端測壓管6的水柱高度=8290.9+3+4.5/2=87.25cm2、繪制三個流量下，測壓管壓力與流動距離的關系曲線，說明曲線斜率變化原因。表1-4測壓管沿程壓力數據處理結果表序號測壓管壓力/Pa平均流里3cm/s12345678910流動距離/cm012.52537.55052.364.877.389.8103.119329.69300.29025.88908.28751.48577.07737.17051.16394.55247.94.34029084.6

8、9045.48653.484778251.67942.96688.55620.34620.72886.16.52538986.68947.48516.28320.28075.27737.16355.35159.74052.32131.57.069流量一下測壓管壓力與流量距離關系曲線圖00力壓管壓洲填砂管粗端填砂管細端圖2流量1下測壓管壓力與流動距離的關系曲線流量二下測壓管壓力與流量距離關系曲線圖填砂管粗端填砂管細端圖3流量2下測壓管壓力與流動距離的關系曲線流量三下測壓管壓力與流量距離關系曲線圖020406080100120流動距離/cm填砂管粗端.填砂管細端圖4流量3下測壓管壓力與流動距離的關

9、系曲線由圖2-4可以看出。同一流量下，填砂管粗端比填砂管細端壓力高，單位流動距離填砂管粗端壓力的下降值比填砂管細端要小很多。隨流量的增加，測壓管壓力總體下降，單位流動距離的填砂管細端壓力的下降幅度增大。所以曲線斜率不同。3、繪制滲流截面不同的兩段地層流量與巖石兩端壓差的關系曲線，觀察線性或非線性流動規律。表1-5地層流量與巖石兩端壓差的計算數據表數據序號流里3cm/sPaPa14.340578.23329.126.525833.05056.837.069911.45605.6填砂管粗端地層流量與巖石兩端壓差關系曲線32004006008001000巖石兩端壓差/Pa圖5粗管段地層流量與巖石兩端

10、壓差的關系曲線填砂管細端地層流量與巖石兩端壓差關系曲線0100020003000400050006000巖石兩端壓差/Pa圖6細管段地層流量與巖石兩端壓差的關系曲線由圖示可知，地層流量隨巖石兩端壓差線性改變，故上述流動都可看為線性流動。4、根據達西定律，分別計算兩段地層的平均滲透率表1-6滲透率計算數據表數據序號Q流量cnf/s域T-烏0.1MPa0.1MPa滲透率K1K214.3400.0057820.033291589.94416.4126.5250.0083300.050568615.65412.1637.0690.0091140.056056609.60402.80數據處理過程如下：以

11、流量1為例說明數據處理過程:粗管段地層滲透率：Kii4.34015063.6170.005782589.94nf細管段地層滲透率:同理,所以,K1QL廠P15.9040.0332914.340150.8416.41將另外四組數據填入表1-6粗管段地層平均滲透率:K11K12K133589.94615.65心605.06m2細管段地層平均滲透率:416.41412.16402.80_2410.46m2七、實驗小結通過本次實驗，我們觀察了填砂管不同段的不同壓力降落情況，進一步加深了對達西定律的理解，并了解了它的適用范圍及其局限性。最后，感謝付老師的詳細講解和悉心指導。八、實驗原始數據記錄表實驗儀器編號：單1#表1-1測壓管液面基準讀數記錄表測壓管序號填砂管粗端填砂管細端12345678910測壓管基準讀數，cm0.51.41.31.11.30.91.40.71.11.1表1-2測壓管液面讀數記錄表數據次數測壓管液面讀數，cm體積3cm時間S流量3cm/s平均流里3cm/s填砂管粗端填砂管細端12345678910188.288.885.984.583.182.975.167.461.149.413230.329020.4115035.25285.786.282.180.178.076.764.452.843.025.313520.0619530.3316525.72384.785.2