中国石油大学(华东)渗流力学实验报告 镜像反映实验

镜像反映实验

一、实验目的

1、通过本实验加深对镜像反映原理的理解。

2、了解有限边界对油井产量的影响。

3、掌握测量等势线的一种方法。

二、实验原理

直线供给边界附近一口井的产量计算公式为：

22ln

w

Kh P

Q d r πμ∆=

式中，d —油井到供给边界的距离。 电流与电压的关系式为：

22ln m m wm

h U

I d r πρ∆=

上式是在供给边界无限长的条件下推导出来的，而实际供给边界是有限长的。绘制井至供给边界的距离与油井产量的关系曲线，并与理论计算结果进行对比，即可分析井距边界的距离对油井产量的影响程度。

图1 直线供给边缘附近一口井的反映

三、实验流程

图2 镜像反映实验电路图

1-电解槽2-铜丝（模拟井）3-供给边界

图3 电压法测定等压线实验电路图

1-电解槽2-铜丝（模拟井）3-供给边界

四、实验步骤

1、测量产量与距离的关系

（1）将调压器旋钮旋至“0”位置，按图1所示连接好电路。确定边界坐标。

（2）打开电源，顺时针旋转变压器旋钮，将电源电压调到所需值（小于10伏即可）。

（3）从边界向另一边移动铜丝并应用万用表测得电流，测八组。将数据记录于实验表格。

2、测量产量与压差的关系

（1）将调压器旋钮旋至“0”位置，将一外接电压表一端与测针相连，另一端接零线如图2所示。记录生产井位置。

（2）打开电源，顺时针旋转变压器旋钮，将电源电压调到所需值（小于10伏即可）。

（3）从边界的一边开始，测量压差为9、8、7V时的探针的位置，每个电压

测量至少8组数据，将数据记录于表格。

注意：井附近数据点密一些，往外疏一些。并且在测量7V 的位置时，要注意测量井的另一侧的等压差的位置，以便绘制出合理的等压线。

五、数据记录与处理

1、计算相似系数 实验仪器编号：5

水槽尺寸：85⨯125cm

地层参数：r w =0.15m ；h=10m ；L=225m ； k= 0.1μm 2 ；μ=5mPa ﹒s 模型参数：r em = 35cm ；r wm =0.08cm ；h m = 5.33cm ；ρ=866μs/cm （1）流动相似系数：63866105

=

0.0433[A 0.1/(cm )]0.1

C s MPa V k ρρμ-⨯⨯==

（2）几何相似系数：0.35165.625187.5

em l e r C r =

== 1

100.0533 5.33cm 187.5

m l h C h m ==

⨯== （3）阻力相似系数：31187.5

4330.254[cm /(A 0.1)]0.0433

r l C V s MPa C C ρ=

== （4）压力相似系数：仍设1/0.1p U

C V MPa P

∆=

=∆, （5）流量相似系数：431

/ 2.3110(A s/cm )4330.254

q p r C C C -===⨯

2、产量与距离关系

边界坐标：x m0=87.4cm ∆U=10V 以第一组数据为例 （1）计算实际距离

2/C 110187.5 1.875m l d d m -==⨯⨯=

（2）计算实际产量

3

334

59.210256.35/=22.15/2.3110

q I Q cm s m d C --⨯===⨯ （3）计算理论产量

33220.1100010

390.40/33.73/22 1.85ln 5ln

0.15

e w kh P Q cm s m d d r ππμ∆⨯⨯⨯=

===⨯⨯

（4）计算两者偏差

33.7322.15

100%100%34.34%33.73

t t Q Q e Q --=

⨯=⨯= 同理，可以计算其他地层压力下的真实流量与理论流量，计算结果记于表1

表1 产量与距离关系数据表

做出测量Q —d 关系曲线如图

图4 Q —d 关系曲线

通过曲线以及计算数据我们发现真实值与理论值差距较大，真实值偏小，其原因可能为所配制的NaCl 的电导率测量值偏大或者实验中的导线的电阻等原因使总电阻变大，进而使电流变小，从而导致产量降低，因此最终导致流量出现误差。但流量的倒数与距离表现出对数关系。

3、等压线的绘制

模拟经纬坐标x m0=41.3cm, y m0=43.1cm,实际井位坐标x= 77.44m,y=80.81m 边界坐标（x=41.3cm,y=80.7cm ） ∆U=10V 以第一组数据为例进行计算 （1）根据几何相似系数计算坐标

-239.410==73.871187.5m l x x m C ⨯= -273.110==137.061187.5

m l x y m C ⨯=

（2）计算压力

9/90.11/0.1p V

P U C MPa V MPa

∆=∆=

=⨯

同理计算井眼坐标与各压力下坐标以及压力值，记录于下表

表2 等压线数据记录表

实验中只测量了井眼与边界的一个方位，通过对称的方法，还原等压线图如下：

图5 等压线图

六、思考题

生产井距供给边界的距离如何影响产量的实验值与理论值之间的偏差？

答：在表1中观察，可以看到偏差随着距离的增加呈现先减小后增大的趋势。影响产量偏差的原因主要有两个：

（1）导线的电阻实际不可忽略，但在实验中被忽略。随着距离变大，实际电阻越来越大，被忽略的电阻所占比例减小，从而在开始阶段会出现随着距离的增加偏差减小的现象；

（2）实际边界非无限长，由于在实验中边界的长度有限，随着距离的增加，尤其是当测量点快接近实际边界控制范围时，实际压差影响不到，故流量误差变大。

总之，影响产量误差是在两个原因下相互作用而形成，最终呈现偏差随着距离的增加呈现先减小后增大的趋势。