水電模擬滲流實(shí)驗(yàn)7#

1、中國石油大學(xué)中國石油大學(xué)滲流力學(xué)滲流力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)日期：2013524成績：成績：班級(jí)：學(xué)號(hào)：班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：姓名：教師：教師：同組者：同組者：實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三水電模擬滲流實(shí)驗(yàn)水電模擬滲流實(shí)驗(yàn)水電模擬實(shí)驗(yàn)是根據(jù)水電相似原理而研制的一種模擬實(shí)驗(yàn)裝置。它最早應(yīng)用于油氣藏滲流力學(xué)問題的實(shí)驗(yàn)研究是1933年。二十世紀(jì)三十年代至五十年代，數(shù)值模擬還沒有發(fā)展起來，研究油氣藏滲流力學(xué)問題主要采用數(shù)學(xué)方法和物理模擬方法。由于水電模擬實(shí)

2、驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、價(jià)格便宜，而且能夠直觀真實(shí)的反映地下流體滲流規(guī)律，因此，當(dāng)時(shí)應(yīng)用得非常廣泛。后來由于計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，數(shù)值模擬方法快速發(fā)展起來，電模擬實(shí)驗(yàn)開展得越來越少。近幾年，出現(xiàn)了水平井、分枝井、多底井、魚骨刺井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井，以及多種三次采油技術(shù)，這些新的技術(shù)和方法的滲流機(jī)理十分復(fù)雜，僅僅依靠數(shù)學(xué)解析的方法和數(shù)值模擬方法很難準(zhǔn)確描述地下流體的滲流規(guī)律。另外，目前已有的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井等滲流問題的研究結(jié)果也都是在對地層條件進(jìn)

3、行了一定程度的簡化后得到的，跟實(shí)際滲流規(guī)律存在一定偏差，甚至與實(shí)際情況偏差較大。因此，水電模擬實(shí)驗(yàn)重新受到人們的重視。采用水電模擬實(shí)驗(yàn)可以很容易地模擬各種復(fù)雜的邊界條件，可以直接觀察流體的流動(dòng)情況，并且很容易測試油水井產(chǎn)量（注入量）、等勢線分布、流線分布等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還可用來檢驗(yàn)數(shù)值模擬和解析解的準(zhǔn)確性。因此，水電模擬實(shí)驗(yàn)再次得到發(fā)展和利用。由于水電模擬實(shí)驗(yàn)所用的電解質(zhì)溶液是均勻穩(wěn)定的，因此它可用來研究均質(zhì)地層剛性流體的穩(wěn)定滲流問題。本實(shí)

4、驗(yàn)在介紹水電模擬原理、實(shí)驗(yàn)裝置、測試原理的基礎(chǔ)上，介紹平面徑向滲流模擬實(shí)驗(yàn)、直井五點(diǎn)法井網(wǎng)滲流模擬實(shí)驗(yàn)。該類實(shí)驗(yàn)具有很大的靈活性和延展性，通過本實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以擴(kuò)展思路、發(fā)揮想象力及創(chuàng)造能力，并能設(shè)計(jì)出更多、更好的模擬裝置，發(fā)展擴(kuò)充完善滲流實(shí)驗(yàn)。（本部分內(nèi)容參考了石油大學(xué)北京的滲流力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容）一、水電模擬原理一、水電模擬原理1、水電相似原理、水電相似原理利用電場模擬地層流體的滲流規(guī)律，機(jī)理在于流體通過多孔介質(zhì)流動(dòng)的微分方程與電荷通過導(dǎo)體材

5、料流動(dòng)的微分方程之間的相似性，即水電相似原理。多孔介質(zhì)中流體的流動(dòng)遵守達(dá)西定律：(31))(pgradKAqv????式中，v—流速，ms；q—流量，cm3s；A—滲流截面積，cm2；K—滲透率，；2m?—流體粘度，；P—壓力，0.1MPa。?smPa?通過導(dǎo)體的電流遵守歐姆定律：(39)QICq?式中，下標(biāo)m表示模型中的參數(shù)，o表示地層中的參數(shù)；L—地層（模型）或井的幾何尺寸；I—模型中的電流；Q—井產(chǎn)量（或注入量）；—電解質(zhì)溶液的電

6、阻；mR—地層流體的滲流阻力；—模型中的電位差；fR?U—油層中的壓力差；—壓力相似系數(shù)；?PCp—流量相似系數(shù)；—阻力相似系數(shù)；CqCr—幾何相似系數(shù)；Cρ—流動(dòng)相似系數(shù)。Cl6）相似準(zhǔn)則各相似系數(shù)之間滿足一定的約束條件，下面從基本的歐姆定律和達(dá)西定律出發(fā)，推導(dǎo)出它們之間的關(guān)系。歐姆定律：(310)1??mIRU達(dá)西定律：(311)1??fQRP式(310)除以式(311)并引入相似系數(shù)得：(312)??CCCpqr?1(312)式為

7、模型必須滿足的相似準(zhǔn)則。公式(312)中有兩個(gè)參數(shù)可以自由確定，第三個(gè)參數(shù)必須由相似準(zhǔn)則導(dǎo)出。3、相似系數(shù)的確定、相似系數(shù)的確定1）的確定Cp實(shí)驗(yàn)操作過程中，人體不可避免地與裸露的電解質(zhì)溶液、電極直接接觸，因此，保證人體安全是最關(guān)鍵的因素。人體安全電壓為36伏，因此實(shí)驗(yàn)電壓必須低于36伏。另一方面，電壓太大，通電后電解質(zhì)溶液產(chǎn)生較多的熱量，溶液溫度升高，造成溶液電導(dǎo)率發(fā)生變化，從而影響實(shí)驗(yàn)精度；若電壓或電流過小，讀數(shù)誤差增大，也會(huì)降低實(shí)