中国石油大学(华东)渗流力学实验报告 径向渗流模拟实验
中国石油大学华东-渗流实验-地层油高压物性测定实验报告
中国石油大学渗流物理实验报告实验日期: 成绩: 班级: 石工1 学号: 姓名: 教师:同组者:地层油高压物性测定实验一．实验目的1.掌握地层油高压物性仪的结构及工作原理。
2.掌握地层油的饱和压力、单次脱气的测定方法。
3.掌握地层油溶解气油比、体积系数、密度等参数的确定方法。
4.掌握落球法测量地层油粘度的原理及方法。
二．实验原理(1) 绘制地层油的体积与压力的关系曲线，在泡点压力前后，曲线的斜率不同，拐点处对应的压力即为泡点压力。
(2) 使PVT筒内的压力保持在原始压力，保持压力不变，将PVT筒内一定量的地层油放入分离瓶中，记录放油的地下体积。
从量气瓶中测量分出气体体积，测量分离瓶中脱气油的体积，便可计算地层油的溶解气油比、体积系数等数据。
(3) 在地层条件下，钢球在光滑的盛有地层油的标准管中自由下落，通过记录钢球的下落时间，由下式计算原有的粘度：μ＝k(ρ1-ρ2)t其中—μ—原油动力粘度，mPa·s；t—钢球下落时间，s；ρ1，ρ2—钢球和原油的密度，g/cm；k—粘度计常数。
三．实验流程图1 高压物性实验流程图四．实验步骤（一）泡点压力的测定1. 粗测泡点压力。
从地层压力起退泵降压（以恒定的速度退泵），并注意观察压力表指针变化，当压力表指针降低速度减慢或不下降甚至回升时，停止退泵。
压力表指针稳定后的压力数值即为粗测饱和压力值。
2. 细测泡点压力(1) 升压至地层压力，让析出的气体完全溶解到油中。
从地层压力开始降压,每降低一定压力（如1.0MP）记录压力稳定后的体积（注意升压、降压过程中应不断搅拌PVT 筒）；(2) 当压力降至泡点压力以下时，每降低一定体积（如3ml），记录稳定以后的压力(泡点压力前后至少安排四个测点)。
(3) 最后一点测完后，升压到地层压力，进行搅拌，使分出的气体重新溶解到原油中，为原油脱气做好准备。
（二）一次脱气(1) 将PVT筒中的地层原油加压至地层压力，搅拌原油样品使温度、压力均衡，记录泵的读数。
中国石油大学-镜像反映
中国石油大学 渗流物理 实验报告实验日期:成绩:班级: 学号: 姓名: 教师: 付帅师同组者: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：wr d PKh Q 2ln2μπ∆=（1） 式中，d —油井到供给边界的距离。
电流与电压的关系式为：wmm m r d Uh I 2ln 2∆=πρ （2） 式（1）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，由此即可分析边界对油井常量的影响。
图1 直线供给边缘附近一口井的反映三、实验流程镜像反映实验电路图电压法测定等压线实验电路图其中1-电解槽2-铜丝（模拟井）3-供给边界四、实验步骤（1）将调压器旋钮旋至“0”位置，按图4-1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。
（4）将一外接电压表一端与测针相连，另一端接零线如图4-2所示。
记录生产井位置，并从生产井位置开始，沿某一半径方向移动测针，在生产井一侧隔一定距离记录电势相等的点的坐标值。
注意：井附近数据点密一些，往外疏一些。
（5）测3组电压，每组8个坐标。
五、实验数据与处理结果记录表实验仪器编号： 2 水槽尺寸：85x125表1 产量与距离关系记录表地层参数：r w =0.15m ，h=10m ，L=225m ，μ=5mPa·s ，K=0.1μm 2， P =1MPa模型参数：r wm =0.08cm ，h m =5.33cm ，L m =120cm ，ρ=1489.3μS /cm ，T=16℃ 边界坐标X m 0=87.4cm △U=10V序号 1 2 3 4 5 6 7 8 10 d m (cm) 1510203040506070X m (cm) 86.4 82.4 77.4 67.4 57.4 47.4 37.4 27.4 17.4D （m ） 1.875 9.375 18.75 37.5 56.25 75 93.75 112.5 131.25 I(mA) 119.7 84.8 75 66.4 61.2 57.5 53.8 50.5 46.7 Q （m 3/d ） 26.04 18.45 16.32 14.45 13.31 12.51 11.70 10.99 10.16 Q e （m 3/d ） 33.71 22.48 19.65 17.46 16.39 15.71 15.22 14.84 14.53 e(%)22.7617.9216.9817.2718.7820.3723.0925.9630.09其中：d 为测量距离，D 为实际距离；Q 为实验流量，Qe 为理论流量。
渗流力学实验报告
实验二 不可压缩液体的平面径向稳定渗流一、实验目的：1. 验证不可压缩液体按线性定律作平面径向稳定渗流时压力分布规律、产量和压降的关系；2. 绘制产量和压降的关系曲线及压力分布曲线；3. 测定孔隙介质的渗透率。
二、实验装置：1、2…8测压孔；9马略特瓶；10地层模型；11测压管；12螺丝夹。
三、实验原理：当不可压缩液体在水平的等厚的均质地层中，做平面径向稳定渗流时，流量与压降成正比，压力分布曲线为一对数型曲线。
在扇形地层中，流量的计算公式：18ln 3602R R PKh q μαπ∆=所以渗透率的计算公式：Ph R R q K ∆=πμα218ln360式中：q —— 流量，m 3/s K —— 渗透率， m 2h —— 地层厚度， m ΔP —— 测压孔８与测压孔１间的压差， Pa α —— 扇形中心角，R8 —— 测压孔８距中心的距离， m R1 —— 测压孔１距中心的距离， m 四、实验步骤：1. 检查各测压管内液体是否在同一水平面上。
2. 稍微打开出口螺丝夹，等渗滤稳定后记录各测压管的高度，同时用量筒秒表测量液体的流量。
3. 再微开出口螺丝夹，重复步骤２，在不同的流量下测量三次。
4. 关闭出口螺丝夹，将装置恢复原状。
有关固定数据：α＝30 h=0.018m各测压管距中心距离：R1=0.05, R2=0.1, R3=0.15, R4=0.20m, R5=0.25m, R6=0.40m, R7=0.55m, R8=0.75m. 五、实验要求：1. 求孔隙介质的渗透率及平均渗透率；2. 在直角坐标纸中分别绘制压力分布曲线及指示曲线；3. 在半对数坐标纸中绘制出不同流量下的压力分布曲线；4. 示例。
实验数据记录表第套年月日。
中国石油大学华东-渗流实验-泥页岩膨胀性测定实验报告
中国石油大学渗流物理实验报告实验日期: 成绩: 班级: 学号: 姓教师:名:同组者:泥页岩膨胀性测定一．实验目的1．了解高温高压泥页岩膨胀仪的结构、工作原理及使用方法；2．掌握粘土矿物吸水膨胀的机理及膨胀率的计算方法。
二．实验原理随着测试液与粘土矿物接触时间的增加，粘土膨胀，高度增加，由容栅传感器感应出的试样轴向的位移信号，通过计算机系统将膨胀量随时间的关系曲线记录下来，显示在屏幕上。
当粘土矿物的膨胀量基本稳定时，最大的膨胀量与粘土样品的初始高度之比为最大膨胀率。
泥页岩膨胀率计算公式：其中：E—膨胀率，%；ht—粘土样品在t时刻的高度，mm；h0—粘土样品的初始高度，mm。
三．实验仪器及流程图1 高温高压泥页岩膨胀仪原理示意图图2 主测杯结构示意图（简要介绍实验仪器）主要试验仪器：主要试验仪器：氮气瓶(氮气压力大于5Mpa)、管汇、高温高压泥页岩膨胀仪、数据控制及显示系统等。
各仪器的主要指标：各仪器的主要指标：气源压力为5Mpa；工作温度≤120℃；工作压力为3.5Mpa；测试量程为15mm；试样模内径为25mm；测量分辨率为0.001mm。
四．实验步骤1、样品制备l) 样品烘干将土样或泥页岩样粉(过100 目筛) 在105C条件下烘干4 小时以上，冷却至室温，放置于干燥器内备用。
2) 样品压制(1)将带孔托垫放入模内，上面放- -张泸纸，用游标卡尺测量深度hl:(2)用天平称取5~10eg 样品装入压模内，用手拍打压模，使其中样品端面平整，并在表面再放一张谑纸;(3)将压棒置于模内，轻轻左右旋转下推，与样品接触; 将组好的岩样模置于油压机平台上，加压至4MPa,5 分钟后他压; 取出压棒，倒置压模，倒出岩样表层的土样，用游标卡尺测量深度h2，至」比岩样制好，岩样长度h0=h1-h2。
2、膨胀率测试l.将制备好的粘土试样(同岩样模- -起)从主测杯底部装入主测杯内，同时注意主测杯成部放置密封聞，紧固主测杯下6 个固定螺钉。
中国石油大学华东渗流力学实验报告之水电模拟实验 - 副本
告实验日期：2013.11.18 成绩：班级：石工11-13 学号：11021626 姓名：李华教师：霸天虎同组者：小明-实验三水电模拟渗流实验平面径向稳定渗流模拟实验以圆形供给边界中心一口直井为例，详细介绍平面径向稳定渗流问题的实验研究方法。
包括实验原理、方法、步骤以及注意事项。
1、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。
2、实验流程及原理实验电路如图3-7所示。
图3-4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，连接电流表另一端带铜丝的导线2连接，如图3-7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。
图3-7 圆形恒压边界中心一口直井电路图1 - 电解槽2 - 铜丝（模拟井）3 - 供给边界3、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：2lne fwKh P PQ r R r πμ∆∆==(3-17) 地层中任一点压力分布公式：ln ln ln W ew wP rP P A B r r r r ∆=+⋅=+ (3-18) 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： 完善“井”“产量”公式：2ln m em m wmh U UI r R r πρ∆∆==(3-19) 改变电压U ∆值，并测得相应的电流值I 。
由此可得到U ∆-I 关系曲线（理论上应为直线）。
任一点电压分布公式：ln ln ln m wm m m m em wmwmr UU U A B r rr r ∆=+=+ (3-20) 固定U ∆值,测得不同m r 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及相似系数Cp 、Cq ，可以求出完善井压差（P e -P w ）与流量的关系：流量： qC I Q =； 压差： p w e C UP P ∆=- (3-21) 由模拟条件下任意半径m r 处的电位值U ，可求得实际地层中任意半径r 出的压力P ，即可求得地层中的压力分布：压力：pC UP =； 对应半径： L m C r r = (3-22)式(3-18)的压力及半径均用式（3-22）处理，可求得实际地层中任意点的压力分布。
中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心
Q 2KhP ln 2d rw
二.实验原理
直线供给边界附近一口井的产量计算公式为：
Q 2KhP ln 2d
rw 式中，d—油井到供给边界的距离。
（1）
电流与电压的关系式为：I
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2hmU
ln 2dm
（2）
rwm
直线供给边界附近一口井的反映
式（1）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，由 此即可分析边界对油井常量的影响。
根据自行设计的流程图，编写出测量直线供给边界一口井生产时， 测量井到边界距离与产量之间关系及井在稳定生产时等压线分布的操 作步骤，要求步骤正确、完整、可操作性强，并列出保护仪器的注意 事项。
五．实验结果及数据处理要求
1、计算相似系数。 2、根据相似系数，计算实际距离、实际流量和理论流量（举例说明 计算过程并记录），并绘制直线供给边界附近一口生产井产量随距离 变化的实测和理论关系曲线。 3、根据等势线测定数据，计算不同测点对应的实际距离和实测地 层压力（举例说明计算过程并记录），绘制直线供给边界附近一口生 产井在稳定生产时的等压线分布（需要包括实际井位，边界位置和三 条等压线）。
三．实验流程设计要求
1、镜像反映实验电路图设计要求： 根据水电模拟实验原理，自行设计出当直线供给边界一口井生产 时，测量井到边界距离与产量之间关系的电路图。 2、电压法测定等压线实验电路图设计要求： 根据水电模拟实验原理，自行设计出当直线供给边界一口井稳定 生产时，测量地层中等压线分布的电路图。
四．实验步骤设计要求
《渗流物理实验》
系列教学课件
中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心
2019年径向流实验报告word版本 (12页)
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==径向流实验报告篇一：中国石油大学华东渗流力学径向流实验报告中国石油大学渗流力学实验报告实验日期： 201X/12/11 成绩：班级：石工（理科）1202学号： 12090413 姓名：李佳教师：同组者：史家明不可压缩流体平面径向稳定渗流实验一、实验目的1、平面径向渗流实验是达西定律在径向渗流方式下的体现，通过本实验加深对达西定律的理解；2、要求熟悉平面径向渗流方式下的压力降落规律，并深刻理解该渗流规律与单向渗流规律的不同，进而对渗透率突变地层、非均质地层等复杂情况下的渗流问题及其规律深入分析和理解。
二、实验原理平面径向渗流实验以稳定渗流理论为基础，采用圆形填砂模型，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平面径向稳定渗流过程。
保持填砂模型内、外边缘压力恒定，改变出口端流量，在稳定条件下测量填砂模型不同位置处的水头高度，可绘制水头高度或压力随位置的变化曲线(压降漏斗曲线)；根据平面径向稳定渗流方程的解计算填砂模型的流动系数及渗透率。
三、实验流程实验流程见图2-1，圆形填砂模型18上部均匀测压管，供液筒内通过溢流管保持液面高度稳定，以保持填砂模型外边缘压力稳定。
图2-1 平面径向流实验流程图1－测压管（模拟井）；2～16－测压管（共16根）；18―圆形边界（填砂模型）；19－排液管（生产井筒）；20—量筒； 21—进水管线；22—供液筒；23－溢流管；24—排水阀；25—进水阀；26—供水阀。
四、实验操作步骤1、记录填砂模型半径、填砂模型厚度，模拟井半径、测压管间距等数据。
2、打开供水阀“26”，打开管道泵电源，向供液筒注水，通过溢流管使供液筒内液面保持恒定。
3、关闭排水阀“24”，打开进水阀“25”向填砂模型注水。
4、当液面平稳后，打开排水阀“24”，控制一较小流量。
流动状态 中国石油大学(华东)流体力学实验报告DOC
中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：李成华同组者：实验六、流动状态实验一、实验目的h）及断面的平均流速；1．测定液体运动时的沿程水头损失（fh—v）曲线图，找出下临界点并计算雷诺数的值。
2．在双对数坐标上绘制流态（f二、实验装置本室验的装置如图所示。
本实验所用的设备有流态实验装置、量筒、秒表、温度计及粘温表。
在图1-6-1横线上正确填写实验装置各部分的名称图1-6-1流态实验装置1.稳压水箱；2.进水管；3.试验管路；4. 试验管路；5.压差计；6流量调节阀；7.回流管线；8.试验台；9. 蓄水箱；10. 抽水泵；11.出水管三、实验原理 填空1．液体在同一管道中流动，当 速度 不同时有层流、紊流两种流动状态。
的特点是质点互不掺混，成线状流动。
在 紊流 中流体的各质点相互掺混，有脉动现象。
不同的流态，其 沿程水头损失 与断面平均速度的关系也不相同。
层流的沿程水头损失与断面平均流速的一次方 成正比；紊流的沿程水头损失与断面平均速度的m 次方成正比 (m= 1.75~2 ) 。
层流与紊流之间存在一个过渡区，它的沿程水头损失与断面平均流速关系与层流、紊流的不同。
2．当稳压水箱一直保持溢流时，实验管路水平放置且管径不变，流体在管内的流动为稳定流 ，此种情况下v 1=v 2。
那么从A 点到B 点的沿程水头损失为h f ，可由能流量方程导出：221122f 12121212()()22()()p v p v h z z g gp p z z h h hγγγγ=++-++=+-+=-=∆h 1、h 2分别是A 点、B 点的测压管水头，由 压差计 中的两个测压管读出。
3．雷诺数（Reynolds Number ）判断流体流动状态。
雷诺数的计算公式为：Dv Re ν=D —圆管内径；v —断面平均速度；ν—运动粘度系数当c Re Re <（下临界雷诺数）为层流，c Re =2000~2320；当cRe Re '>（上临界雷诺数）为紊流，c Re '=4000~12000之间。
平面径向流
中国石油大学渗流力学实验报告实验日期：2012.12.11 成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：实验二不可压缩流体平面径向稳定渗流实验一、实验目的1、平面径向渗流实验是达西定律在径向渗流方式下的体现，通过本实验加深对达西定律的理解；2、要求熟悉平面径向渗流方式下的压力降落规律，并深刻理解该渗流规律与单向渗流规律的不同，进而对渗透率突变地层、非均质地层等复杂情况下的渗流问题及其规律深入分析和理解。
二、实验原理平面径向渗流实验以稳定渗流理论为基础，采用圆形填砂模型，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平面径向稳定渗流过程。
保持填砂模型内、外边缘压力恒定，改变出口端流量，在稳定条件下测量填砂模型不同位置处的水头高度，可绘制水头高度或压力随位置的变化曲线(压降漏斗曲线)；根据平面径向稳定渗流方程的解计算填砂模型的流动系数及渗透率。
三、实验流程实验流程见图2-1，圆形填砂模型18上部均匀测压管，供液筒内通过溢流管保持液面高度稳定，以保持填砂模型外边缘压力稳定。
图2-1 平面径向流实验流程图1－测压管（模拟井）；2～16－测压管（共16根）；18―圆形边界（填砂模型）；19－排液管（生产井筒）；20—量筒；21—进水管线；22—供液筒；23－溢流管；24—排水阀；25—进水阀；26—供水阀。
四、实验步骤1、记录填砂模型半径、填砂模型厚度，模拟井半径、测压管间距等数据。
2、打开供水阀“26”，打开管道泵电源，向供液筒注水，通过溢流管使供液筒内液面保持恒定。
3、关闭排水阀“24”，打开进水阀“25”向填砂模型注水。
4、当液面平稳后，打开排水阀“24”，控制一较小流量。
5、待液面稳定后，测试一段时间内流入量筒的水量，重复三次。
；6、记录液面稳定时各测压管内水柱高度。
7、调节排水阀，适当放大流量，重复步骤5、6；在不同流量下测量流量及各测压管高度，共测三组流量。
8、关闭排水阀24、进水阀25，结束实验。
中国石油大学渗流物理实验报告岩石气体渗透率的测定
中国石油大学 渗流物理 实验报告实验日期:2015.10.27 成绩:岩石气体渗透率的测定一、实验目的1.巩固渗透率的概念，把握气测渗透率原理；2.把握气体渗透率仪的流程和实验步骤。
二、实验原理渗透率的大小表示许诺流体通过的能力大小。
依照达西公式，气体渗透率的计算公式为：K=1000)(2222100⨯-P P A L Q P μ （10-3 μm 2）令)(200022210P P P C -=μ;200h w r 00Q Q =，那么ALCQ K 200h w r 0= 式中：K —气体渗透率，10-3 μm 2；A —岩样截面积，cm 2；L —岩样长度，cmP 1、P 2—岩心入口及出口压力，0.1MPa ； P 0—大气压力，0.1MPa ；μ—气体的粘度，mPa ·s ；Q 0—大气压力下的流量，cm 3/s ； Q 0r —孔板流量计常数，cm 3/s ； h w —孔板压差计水柱高度，mm ； C —与压力有关的综合常数；三、实验流程图1 渗透率测定流程图四、实验步骤用游标卡尺测量岩样的长度和直径，将岩样装入岩心夹持器内。
选取孔板常数值最大的孔板，插入出口处的胶片管上。
1.低渗透岩心渗透率的测定低渗透样品需要较高压力，C值由C表的刻度读取。
（1）关闭汞柱的阀及水柱阀。
把换向阀转向“环压”，关闭环压放空阀，缓慢打开起源阀，打开环压阀，观看环压表指针是不是达到1Mpa以上；（2）把换向阀转向“供气”，调剂减压阀，操纵供气压力为0.2~0.3Mpa；（3）再把换向阀转向“环压”，实验进程中时刻观看环压是不是达到1Mpa；（4）缓慢调剂供压阀，在C表上成立适当的C值，缓慢关闭孔板放空阀，同时观看孔板压差计水柱高度。
若是孔板压差计水柱高度不在100~200mm时，那么需要调剂C值或改换适合的孔板；（5）调剂供压阀，改变岩心两头压差，待孔板压差计液面稳固后，测量三个不同的C值和与之相应的孔板压差计水柱高度，记录C值、孔板压差计水柱高度和孔板流量计常数；（6）记录完毕后，调剂供压阀，将C表压力降至最低端，打开孔板放空阀，把换向阀转向“供气”，调剂减压阀将压力表压力降为零，关闭起源阀，关闭环压阀，打开环压放空阀，掏出岩心，取下孔板；（7）实验终止，整理实验台并把所有物品放回原处。
中国石油大学华东渗流力学实验报告之水电模拟实验
中国石油大学渗流力学实验报告实验日期：2013.11.18 成绩：_________班级：石工11-13学号:11021626姓名: 李华教师: 霸天—同组者：小—实验三水电模拟渗流实验一、水电模拟原理1、水电相似原理利用电场模拟地层流体的渗流规律，机理在于流体通过多孔介质流动的微分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间的相似性，即水-电相似原理。
多孔介质中流体的流动遵守达西定律：grad (p)(3-1) 式中，v—流速，m/s；q—流量，cm3/s； A —渗流截面积，cm2；K —渗透率，J m2；J—流体粘度，mPa £；P—压力，O.lMPa。
通过导体的电流遵守欧姆定律：、二」grad (U) (3-2)S式中，「为电导率，是电阻率的倒数，西门子/cm ；U —电压，伏；、：-电流密度，安培/cm2；I-电流，安培，S-导体截面积，cm2。
均质地层不可压缩流体通过多孔介质稳定渗流连续性方程：div.£ grad (P)j = 0 (3-3) 均匀导体中电压分布方程：div ' grad(U) = 0 (3-4) 对比方程上述方程可以看出：电场与渗流场可用相同的微分方程进行描述，因此，不可压缩流体的稳定渗流问题可用稳定电场进行模拟。
于是可以用电位分布来描述渗流场的压力分布，用电流来描述流量或流速，电阻描述渗流阻力。
2、水电相似准则物理模拟模型各参数与油层原型相应参数之间存在比例关系，称为相似系数。
各相似系数之间满足一定的约束条件，称为相似准则。
水电模拟各相似系数定义如下:1）几何相似系数模型的几何参数与油层的相应几何参数的比值。
即：(3-5) 任意点的几何相似系数必须相同。
2）压力相似系数模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。
即:2U \C p m（3-6）Po3）阻力相似系数模型中的电阻与油层中相应位置渗流阻力的比值。
即：(3-7) 4）流动相似系数模型中电解质溶液的电导率与地层流体流度的比值。
中国石油大学华东渗流力学实验报告之水电模拟实验
中国石油大学渗流力学实验报告实验日期： 2013.11.18 成绩：班级： 石工11-13 学号： 11021626 姓名： 李华 教师： 霸天虎 同组者： 小明 -实验三 水电模拟渗流实验一、水电模拟原理1、水电相似原理利用电场模拟地层流体的渗流规律，机理在于流体通过多孔介质流动的微分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间的相似性，即水-电相似原理。
多孔介质中流体的流动遵守达西定律：)(p grad K A q v μ-== (3-1) 式中，v —流速，m/s ；q —流量，cm 3/s ；A —渗流截面积，cm 2；K —渗透率，2m μ；μ—流体粘度，s mPa ⋅；P —压力，0.1MPa 。
通过导体的电流遵守欧姆定律：)(U grad SI ρδ-== (3-2) 式中，ρ为电导率，是电阻率的倒数，西门子/cm ；U —电压，伏；δ-电流密度，安培/cm 2；I-电流，安培，S-导体截面积，cm 2。
均质地层不可压缩流体通过多孔介质稳定渗流连续性方程：0)(=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛P grad K div μ (3-3) 均匀导体中电压分布方程：()div grad U ρ()=0 (3-4)对比方程上述方程可以看出：电场与渗流场可用相同的微分方程进行描述，因此，不可压缩流体的稳定渗流问题可用稳定电场进行模拟。
于是可以用电位分布来描述渗流场的压力分布，用电流来描述流量或流速，电阻描述渗流阻力。
2、水电相似准则物理模拟模型各参数与油层原型相应参数之间存在比例关系，称为相似系数。
各相似系数之间满足一定的约束条件，称为相似准则。
水电模拟各相似系数定义如下：1）几何相似系数模型的几何参数与油层的相应几何参数的比值。
即：()()m l oL C L = (3-5) 任意点的几何相似系数必须相同。
2）压力相似系数模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。
即：()()mp oU C P ∆=∆(3-6) 3）阻力相似系数模型中的电阻与油层中相应位置渗流阻力的比值。
径向流实验报告
篇一：中国石油大学华东渗流力学径向流实验报告中国石油大学渗流力学实验报告实验日期： 2014/12/11 成绩：班级：石工（理科）1202学号： 12090413 姓名：李佳教师：同组者：史家明不可压缩流体平面径向稳定渗流实验一、实验目的1、平面径向渗流实验是达西定律在径向渗流方式下的体现，通过本实验加深对达西定律的理解；2、要求熟悉平面径向渗流方式下的压力降落规律，并深刻理解该渗流规律与单向渗流规律的不同，进而对渗透率突变地层、非均质地层等复杂情况下的渗流问题及其规律深入分析和理解。
二、实验原理平面径向渗流实验以稳定渗流理论为基础，采用圆形填砂模型，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平面径向稳定渗流过程。
保持填砂模型内、外边缘压力恒定，改变出口端流量，在稳定条件下测量填砂模型不同位置处的水头高度，可绘制水头高度或压力随位置的变化曲线(压降漏斗曲线)；根据平面径向稳定渗流方程的解计算填砂模型的流动系数及渗透率。
三、实验流程实验流程见图2-1，圆形填砂模型18上部均匀测压管，供液筒内通过溢流管保持液面高度稳定，以保持填砂模型外边缘压力稳定。
图2-1 平面径向流实验流程图1－测压管（模拟井）；2～16－测压管（共16根）；18―圆形边界（填砂模型）；19－排液管（生产井筒）；20—量筒； 21—进水管线；22—供液筒；23－溢流管；24—排水阀；25—进水阀；26—供水阀。
四、实验操作步骤1、记录填砂模型半径、填砂模型厚度，模拟井半径、测压管间距等数据。
2、打开供水阀“26”，打开管道泵电源，向供液筒注水，通过溢流管使供液筒内液面保持恒定。
3、关闭排水阀“24”，打开进水阀“25”向填砂模型注水。
4、当液面平稳后，打开排水阀“24”，控制一较小流量。
5、待液面稳定后，测试一段时间内流入量筒的水量，重复三次。
；6、记录液面稳定时各测压管内水柱高度。
7、调节排水阀，适当放大流量，重复步骤5、6；在不同流量下测量流量及各测压管高度，共测三组流量。
中国石油大学华东-流体力学模拟上机实验2
流体力学模拟上机实验学院专业班级姓名学号指导教师年月流体力学模拟上机作业摘要：流体力学数值模拟是在流体力学的学习过程中很重要的一部分，以计算机为技术手段，运用一定的计算技术寻求流体力学复杂问题的离散化数值解。
引言流体力学是连续介质力学的一门分支，是研究流体(包含气体，液体以及等离子态)现象以及相关力学行为的科学。
可以按照研究对象的运动方式分为流体静力学和流体动力学，还可按流动物质的种类分为水力学，空气动力学等等。
描述流体运动特征的基本方程是纳维-斯托克斯方程，简称N-S方程。
纳维-斯托克斯方程基于牛顿第二定律，表示流体运动与作用于流体上的力的相互关系。
纳维-斯托克斯方程是非线性微分方程，其中包含流体的运动速度，压强，密度，粘度，温度等变量，而这些都是空间位置和时间的函数。
一般来说，对于一般的流体运动学问题，需要同时将纳维-斯托克斯方程结合质量守恒、能量守恒，热力学方程以及介质的材料性质，一同求解。
由于其复杂性，通常只有通过给定边界条件下，通过计算机数值计算的方式才可以求解。
二维有障碍通道内的流动计算目的初步掌握软件的操作和边界条件的设置方法通过计算了解障碍通道内的流体运动的特性物理问题假设流体在一个两维通道内的流动，流体从左边流入，从右边流出，通过数值模拟的方法分析判断流体的运动特性。
模型的建立启动Gambit软件创建控制点，设定workingdictory开始建立建立模型。
1.流动空间面建立10m*10m计算空间矩形面。
2.建立车型障碍物车轮半径---0.2车轮原点坐标---X=4，X=8车体位置--- X=4，Y=0.4 宽4米，高3米。
操作步骤：建立车体solid1 ,平移障碍物至x=处。
建立车轮solid2，调整到设置位置，通过copy功能复制solid2建立另一车轮solid3，并平移至适当位置。
点击布尔运算按钮substract real face对于创建的面进行布尔运算（同时减掉solid1，solid2，solid3）得到计算网格填充生成区间。
中国石油大学华东渗流力学镜像反映实验
中国石油大学渗流力学实验报告实验日期： 2014/12/25 成绩：班级：石工（理科）1202学号： 12090413 姓名： 李佳 教师： 同组者： 冯伟、黄嘉韬、刘礼军、邹辰炜镜像反映实验一、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： 22lnwKh PQ d r πμ∆=（4-1） 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 mwm h UI d r πρ∆=（4-2）式（4-1）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，由此即可分析边界对油井常量的影响。
三、实验流程图4-1 镜像反映实验电路图1-电解槽 2-铜丝（模拟井） 3-供给边界探针5V生产井图4-2 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、实验操作步骤镜像反映实验步骤：（1）按图4-1连接电路，记录初始井位、边界位置；（2）从生产井开始，沿某一方向移动探针，隔一定距离记录一个电压值和对应的坐标值（x，y）。
电压法测定等压线实验步骤：（1）将调压器旋钮旋至“0”位置，按图4-2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。
（4）将一外接电压表一端与测针相连，另一端接零线如图4-2所示。
记录生产井位置，并从生产井位置开始，沿某一半径方向移动测针，在生产井一侧隔一定距离记录电势相等的点的坐标值。
注意：井附近数据点密一些，往外疏一些。
（5）测3组电压，每组8个坐标。
（6）依次移动探针，改变探针到边界的距离，记录相等电压下探针的坐标及此时与生产井间的电压。
渗流力学实验
渗流力学上机实验报告实验三实验名称：理想系统不稳定渗流井壁压力计算实验目的：了解渗流力学中最有代表性的三种渗流方式：平面线性渗流、平面径向渗流、空间球形渗流的求解方法、井壁压力及其导数的变化规律。
实验原理：1、渗流力学中常用的无量纲量（SI 单位制）举例：3322() 1.84210;;1.84210()0.15923.6;;i i D D D i w i w D D D t w t w wkh p p p p q Bp p q q B p p kh p p kt C rt C r c r c hr r μμφμφ----⨯==⨯--===2、按此无量纲定义，以径向渗流为例，其无量纲控制方程组为：221D D DD D D D p p p r r r t ∂∂∂+=∂∂∂初始条件：(,0)0D D p r =内边界条件：11D D D D r p r r =⎡⎤∂=-⎢⎥∂⎣⎦外边界条件：(,)0D D p t ∞=3、压力导数渗流力学常用的压力导数定义为：ln dp dpt d t dt =对于不稳定渗流过程，压力导数比压力更敏感，能够比较清晰地反映流体渗流的方式。
实验内容：1、平面线性渗流压力分布2(,))4D D D D D D D D x p x t x m x erfc t ==--井壁压力及其压力导数()wD D p t =ln wD Ddp d t =2、平面径向渗流压力及压力导数为21(,)()24D D D D D r p r t Ei t =-- 2242411()ln 2424D D DDr r t t D D D D D D Ddp r e t er d t t t --=-=3、球形空间渗流(,)1D D D D r p r t erf =-140.5Dt wD D D dp e dt --=附图如下实验四：实验名称：一维单向饱和度场数学模拟实验目的：理解油水两相渗流的物理意义，以及在水驱油过程中相对渗透率变化规律、含水率的变化规律以及饱和度的分布规律。
中国石油大学华东-渗流实验-岩石比面的测定实验报告
中国石油大学渗流物理实验报告实验日期: 成绩:班级: 石工学号: 姓名: 教师:同组者:岩石比面的测定一、实验目的1．巩固岩石比面的概念。
2．掌握岩石比面的测定原理和方法。
二、实验原理将岩样放入岩心夹持器，关闭环压放空阀，打开环压阀，气源的气体进入岩心周围的胶皮筒与夹持器内壁之间的环形空间，为岩心加环压。
打开流量控制阀，水罐中的水流出，在岩心上端产生负压，空气流入岩心。
空气的体积流量约等于水罐中流出的水的体积流量。
岩心两端的压差可通过水柱或汞柱压差计测出。
单位体积岩石内颗粒的总表面积，或单位体积岩石内总孔隙的内表面积称之为岩石的比面，其单位通常用cm^2/cm^3表示。
岩石比面的大小与岩石的渗透率、孔隙度密切相关，根据高才尼-卡尔曼方程和达西公式，他们之间的关系如下：式中:Sb——以岩石骨架体积为基础的比面，cm^2/cm^3；φ——岩样的孔隙度，小数；A，L——分别为岩样的截面积和长度，cm^2和cm；μ——室温下空气的粘度，P;H——空气通过岩心稳定后水柱压差计中水柱的高度，cm；Q——通过岩心的空气流量，cm^3/s.从上式不难看出，当已知孔隙度，量出岩样长度L和直径d，查表得到μ后，只要测得空气通过岩样的压差H 和相应的流量Q 便可算出岩样的比面。
三、实验流程图1 比面测定流程图四、实验步骤1．根据岩样对照表查出仪器中岩样的编号,记录岩样的长度，直径以及孔隙度。
2. 通过温度计测量室内温度并记录，并查出对应温度下的空气粘度并记录。
3．关闭环压放空阀，打开环压阀加环压，岩样与夹持器之间应确保气体不能窜流。
4．准备好秒表、打开流量控制阀,控制流出的水量，待压力计的压力稳定在某一值H后，测量一定时间流出的水量，并记录水柱压差计的高度；调节流量控制阀，改变流量，待压力稳定后，测定流量和水柱压差计的高度。
至少测定三组数据。
5．关闭流量控制阀，关闭环压阀，缓慢打开环压放空阀，实验结束。
五、数据处理与计算表1 岩石比面测定原始记录实验仪器编号：3室内温度 23.5（℃）空气粘度μ0.018265 (mPa.s或cp)= 1.8265*10^(-4) (Pa.s或p) 孔隙度Φ36.1 (%)1.A=πD^2/4= 3.14*2.48^2/4 = 4.79 (cm^2)流量 Q=V/t，以第一组数据为例，Q=V/t= 3.6/75 =0.048(ml/s) 其余数据均用相同方法处理。
径向渗流
中国石油大学渗流物理实验报告实验日期：2014年12月11日成绩：班级：石工（实验）1202学号：姓名：教师：同组者：实验二不可压缩流体平面径向稳定渗流实验一、实验目的1、平面径向渗流实验是达西定律在径向渗流方式下的体现，通过本实验加深对达西定律的理解；2、要求熟悉平面径向渗流方式下的压力降落规律，并深刻理解该渗流规律与单向渗流规律的不同，进而对渗透率突变地层、非均质地层等复杂情况下的渗流问题及其规律深入分析和理解。
二、实验原理平面径向渗流实验以稳定渗流理论为基础，采用圆形填砂模型，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平面径向稳定渗流过程。
保持填砂模型内、外边缘压力恒定，改变出口端流量，在稳定条件下测量填砂模型不同位置处的水头高度，可绘制水头高度或压力随位置的变化曲线(压降漏斗曲线)；根据平面径向稳定渗流方程的解计算填砂模型的流动系数及渗透率。
三、实验流程实验流程见图2-1，圆形填砂模型18上部均匀测压管，供液筒内通过溢流管保持液面高度稳定，以保持填砂模型外边缘压力稳定。
1－测压管（模拟井）；2～16－测压管（共16根）；18―圆形边界（填砂模型）；19－排液管（生产井筒）；20—量筒； 21—进水管线；22—供液筒；23－溢流管；24—排水阀；25—进水阀；26—供水阀。
图1 平面径向流实验流程图四、实验步骤1、记录填砂模型半径、填砂模型厚度，模拟井半径、测压管间距等数据。
2、打开供水阀“26”，打开管道泵电源，向供液筒注水，通过溢流管使供液筒内液面保持恒定。
3、关闭排水阀“24”，打开进水阀“25”向填砂模型注水。
4、当液面平稳后，打开排水阀“24”，控制一较小流量。
5、待液面稳定后，测试一段时间内流入量筒的水量，重复三次。
；6、记录液面稳定时各测压管内水柱高度。
7、调节排水阀，适当放大流量，重复步骤5、6；在不同流量下测量流量及各测压管高度，共测三组流量。
8、关闭排水阀24、进水阀25，结束实验。
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径向渗流模拟试验
一、实验目的
1、平面径向渗流实验是达西定律在径向渗流方式下的体现，通过本实验加深对达西定律的理解；
2、要求熟悉平面径向渗流方式下的压力降落规律，并深刻理解该渗流规律与单向渗流规律的不同，进而对渗透率突变地层、非均质地层等复杂情况下的渗流问题及其规律深入分析和理解。
二、实验原理
平面径向渗流实验以稳定渗流理论为基础，采用圆形填砂模型，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平面径向稳定渗流过程。
保持填砂模型内、外边缘压力恒定，改变出口端流量，在稳定条件下测量填砂模型不同位置处的水头高度，可绘制水头高度或压力随位置的变化曲线(压降漏斗曲线)；根据平面径向稳定渗流方程的解计算填砂模型的流动系数及渗透率。
三、实验流程
实验流程见图1，圆形填砂模型18上部均匀测压管，供液筒内通过溢流管保持液面高度稳定，以保持填砂模型外边缘压力稳定。
图1平面径向流实验流程图
1－测压管（模拟井）；2～16－测压管（共16根）；18―圆形边界（填砂模型）；
19－排液管（生产井筒）；20—量筒；21—进水管线；22—供液筒；23－溢流管；
24—排水阀；25—进水阀；26—供水阀
四、实验操作步骤
1、记录填砂模型半径、填砂模型厚度，模拟井半径、测压管间距等数据。
2、打开供水阀“26”，打开管道泵电源，向供液筒注水，通过溢流管使供液筒内液面保持恒定。
3、关闭排水阀“24”，打开进水阀“25”向填砂模型注水。
4、当液面平稳后，打开排水阀“24”，控制一较小流量。
5、待液面稳定后，测试一段时间内流入量筒的水量，重复三次。
；
6、记录液面稳定时各测压管内水柱高度。
7、调节排水阀，适当放大流量，重复步骤5、6；在不同流量下测量流量及各测压管高度，共测三组流量。
8、关闭排水阀24、进水阀25，结束实验。
注：待学生全部完成实验后，先关闭管道泵电源，再关闭供水阀26。
五、实验数据处理
1、实验要求
(1)将原始数据记录于测试数据表中，根据记录数据将每组的3个流量求平均值，并计算测压管高度；绘制三个流量下压力随位置的变化曲线（压降漏斗曲线），说明曲线形状及其原因。
(2)根据平面径向稳定渗流方程，计算填砂模型平均渗透率、不同半径范围的渗透率，评价砂体的均匀性。
(3)写出填砂模型流量与总压差的关系表达式，并绘出流量与总压差的关系曲线。
2、数据处理
流量与总压差的关系表达式：
2()
ln
e w e
w
kh P P Q R R πμ-=
（2-1） 任意半径范围的渗透率计算公式：
12
12ln
2()
r Q r k h P P μπ=- （2-2）
式中：e P —模型外边缘压力，110MPa - ；w
P —模型出口端面压力，110MPa -；
e R —供给边缘半径，cm ； w R —井筒半径，cm cm ；
h —地层厚度，cm ； μ—流体粘度，mPa s ⋅；
1P 、2P —任意半径1r 、2r 处的压力，110MPa -。
3、数据记录与处理 实验设备编号：径3井
表1 测压管液面基准读数记录表
表2 测压管液面读数记录表
表3 流量数据记录
填砂模型（内）半径＝18.0cm ，填砂厚度＝2.5cm ，中心孔（内）半径＝0.3cm ，相邻两测压管中心间距＝4.44cm ，水的粘度＝1mPa ·s 。
(1)将原始数据记录于测试数据表中，根据记录数据将每组的3个流量求平均值，并计算测压管高度；绘制三个流量下压力随位置的变化曲线（压降漏斗曲线），说明曲线形状及其原因。
○
1以流量一为例计算流量平均值： 31192 2.8099/68.33
V Q cm s t ===
同理可得33232.8238/, 2.8021/Q cm s Q cm s ==
最终计算流量一下平均值
13123+ 2.8099 2.8238+2.8021 2.8119/33
Q Q Q Q cm s ++===
同理可得
233.9460/Q cm s = 334.1126/Q cm s =
将计算数据记录于表4
表4 流量数据处理表
○
2以流量一1号为例计算高度与压力： 将实验测得高度转化为距离砂中心位置的高度：
2.5
'0.234.5+1.250.235.552
H H cm =+-=-=
计算压力值：
2'10009.835.55103483.9P gH Pa ρ-==⨯⨯⨯=
同理，分别计算每个流量下不同位置的高度与流量，记录于表5,并绘制压降漏斗曲线
表5 测压管液面读数修正后数据表
图2压降漏斗曲线
○
3形状：中间低,周围高的漏斗形状
原因：由渗流力学知识，平面径向流的压力公式为ln ln e w w e w w
p p r
p p R R R -=+
，可知p 与ln r 成正比，及在区域范围内，p 与r 呈对数关系。
因此，压力在供给边缘附近下降缓慢，而在井底附近变陡。
说明液体从边缘流到井底其能量大部分消耗在井底附近。
这是因为平面径向渗流时，从边缘到井底渗流断面逐渐减小。
由于稳定渗流时从边缘到井底各断面通过的流量相等，所以断面越小渗流速度越大，渗流阻力越大，因此能量大部分消耗在井底附近。
因此呈现相应形状。
(2)根据平面径向稳定渗流方程，计算填砂模型平均渗透率、不同半径范围的渗透率，评价砂体的均匀性。
○
1计算平均渗透率： 4321417.76
ln
2.81191ln
0.322.972()2 2.5(66643483.9)/100000
w w r Q r K m h P P μμππ⨯⨯===-⨯⨯-
同理222320.6120.71K m K m μμ==， 则整段的平均渗透率为
212322.97+20.61+20.71
==21.4333
K K K K m μ++=
○
2计算各段渗透率，以r 1=4.44cm 时为例， 11221112 4.44
ln
2.81191ln
0.315.382()
2 2.5(6621.123483.9)/100000r Q r K m h P P μμππ⨯⨯===-⨯⨯-
12221212 4.44
ln
3.94601ln
0.313.792()
2 2.5(6319.71411.2)/100000r Q r K m h P P μμππ⨯⨯===-⨯⨯-
13221312 4.44
ln
4.11251ln
0.313.832()
2 2.5(6267.11166.2)/100000r Q r K m h P P μμππ⨯⨯===-⨯⨯-
则平均渗透率为：
2111213115.3813.7913.8314.3333
K K K K m μ++++===
同理可以求出r 1=8.88cm,13.32cm,17.76cm 时的渗透率，如表6所示
表6 渗透率计算记录表
可以看出在每段砂体的渗透率差距很大，故砂体不均性大。
(3)写出填砂模型流量与总压差的关系表达式，并绘出流量与总压差的关系曲线。
填砂模型流量与总压差的关系表达式2()
ln
e w e
w
kh P P Q R R πμ-=
表7 流量与总压差数据
图3 流量与总压差曲线。