渗流力学-单向流实验报告
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实验三 达西渗流实验
达尔西仪法
一、实验仪器
1．达西仪（图 3-1） ，分别装有不同粒径的均质试样：①砾石（粒径 5~10mm） ；②粗砂 （粒径 0.6~0.9mm） ；③砂砾混合（①与②的混合样） 。
图 3-1 达西仪装置图
1—试样；2—进水开关；3—出水管；4—测压管；5—仪器架；6—排气管
2．秒表。 。 3．量筒（100ml,500ml 各一个） 4．直尺。 5．计算器。
三、实验成果
1．提交实验报告表（表 3-2） 。 2．在同一坐标系内绘出三种试样的 V — I 曲线，并分别用这些曲线求渗透系数 K 值， 与直接据（表 3-1）中实验数据计算结果进行对比。 表 3-2 渗透系数试验记录（70 型渗透仪）
实 验 次
测流 量时 间t
实测水 量W (cm3)
渗透流 量Q (cm3/s)
二、实验步骤
1．测量仪器的几何参数（实验员准备） 。 分别测量过水断面面积（ ） 、测压管 a、b、c 的间距或渗透途径（ 3-1） 。 2．调试仪器（实验员准备） 。 打开进水开关 2，待水缓慢充满整个试样，且出水管有水流出后，慢慢拧动开关 2，调 节进水量，使 a、c 两测压管读数之差最大。同时注意打开排气口排尽试样中的气泡，使测 压管 a、b 的水头差与测压管 b、c 的水头差相等。
L
） ；记入（表
3．测定水头 待 a、b、c 三个测压管的水位稳定后，读出各测压管的水头值，记入（表 3-1）中。 4．测定流量 在进行步骤 3 的同时，利用秒表和量筒测量 t 时间内水管流出的水体积，及时计算流量
Q 。连测两次，使流量的相对误差小于 5％[相对误差
入（表 3-1） 。
Q 2 Q1 (Q1 Q 2 ) / 2
中国石油大学华东-渗流实验-流体粘度及流变性测定实验报告
中国石油大学渗流物理实验报告实验日期：成绩: 班级：石工学号：姓名：教师：同组者：流体粘度及流变性测定实验一．实验目的1、学会旋转粘度计使用方法，测定脱气原油在不同温度和剪切速度下的粘度。
2、掌握粘度随温度变化的规律。
3、学会使用毛细管粘度计测量流体的粘度，掌握粘度计算过程。
二．实验原理1、动力粘度：动力粘度是指作相对运动的两液层间单位面积上的内摩擦力τ与速度梯度的比值，即：μ=τdvdy⁄式中,μ—液体的动力粘度，Pa*s;τ—剪切应力，N/m^2;dv/dy—相距为dy的两液层间的速度梯度，1/s。
测定脱气原油或水的粘度的方法有：毛细管粘度计法和旋转粘度计法等。
2、旋转粘度计：旋转粘度计由电机经变速带动转子作恒速转动。
当转子在某种液体中旋转时,液体会产生作用在转子上的粘性力矩。
液体的粘度越大,该粘性力矩越大;反之液体的粘度越小,该粘性力矩也越小。
该作用在转子上的粘性力矩由传感器检测出来,经仪器所带的微电脑处理后,可得出被测液体的粘度。
3、毛细管粘度计：毛细管粘度计用于测试脱气液体在某一温度下、低流速下的粘度。
由于地层条件下石油的流动速度很低，因此，毛细管粘度计测得的粘度可直接用于地下渗流计算（含气原油粘度需由脱气原油粘度计算得到，或由其他测试方法得到）。
三．实验流程1．旋转粘度计结构图试验中还包括超级恒温水浴。
2、毛细管粘度计结构图四．实验步骤1．旋转粘度计操作步骤（1）预热10 min.（2）将转子连接到粘度计上，按左旋方向紧（注意保护转子）。
（3）按“ENTER”键开始实验。
当扭矩超过100%，屏幕显示“EEEE”，，此时应减小转速，或更换小转子；当扭矩低于10%时，应增大转速，或更换大转子。
（4）当示数稳定后记录数据，读取粘度、扭矩值等。
（5）实验结束后，按“ON/OFF”键关闭底座背面开关，清理实验仪器和实验台。
2、毛细管粘度计操作步骤（1）在内径符合要求的清洁干燥的毛细管粘度计的支管6上套上橡皮管，并用手指堵住管身7的管口，同时倒置粘度计将管身4插入待测石油产品中，然后利用吸耳球、水流泵或其他真空装置将液体吸到标线b，注意不要使管4、扩张部分2和3中的液体产生气泡或裂隙。
渗流力学试验
六．注意事项
1．实验时，如发现每根测压管高度不相等，可能是气泡堵塞，此 时应将气泡排出，另一种可能是测压管本身刻度不一样，此时应 将实验前的读数记录下来，供数据处理用。
2．每次改变流量后，不能马上测定数据，稳定后才能进行。 3. 供水阀不能开得过大或过小，整个实验过程中，保证有少量的水
从溢流管中流出。 4. 注意单位换算。
一、实验目的和内容
1．验证生产井井底附近压力分布呈“压降漏斗” 形 ； 2．验证流量与压差呈线性变化； 3. 测定并计算模型的渗透率。
二.实验原理
用实验模型（物理）来模拟圆形地层中心一口井 生产时沿径向流动的渗流规律。
Q 20kh(Pe Pw ) k Q ln(Re / Rw器安装连接好。 3. 打开供水阀，供水入水箱，水量大小以溢流管中有少量水流出
为宜。 4. 排除模型中的气泡，使每根测压管的高度都与水箱溢流面相平。 5. 打开模型出水阀，当测压管中的水位稳定不变后，读出每根测压
管中水的高度，并测出此时的流量。 6. 依次调节出水阀的大小，每次调节后测压管中水位均不变化后，
ln(Re / Rw )
20h(Pe Pw )
三．实验仪器及流程
1.实验仪器：径向流测定仪、10ml的量杯一个、 游标卡尺、秒表等。
2.实验流程：
四．实验步骤
1．测定出模拟油层的厚度、供给半径、井半径、各测压管之间的
距离。 2．将仪器安装连接好。 3. 打开供水阀，供水入水箱，待水位稳定溢流面相等时，读出初
二.实验原理
用实验模型将单向流的情况再现，称单向稳定渗 流模拟，利用模型可观察和测定出单向流的特征和一 系列参数。
渗流速度为：
v k P
L
单相液体稳定渗流理论
2
re r rw ln r d 2 ]
re re re 2
2
re re 2 Pe Pw r r Pe 2 2 [ ln | d ln ] re rw ln re 2 r rw rw 2 r rw
re re re rw re rw re r ln | ln ln 0 ln 2 r rw 2 re 2 rw 2 rw
re re r 2 Pe Pw rw Pe 2 2 [ ln ] re rw ln re 2 rw 4 rw
2 2 2 w
rw 1 Pe Pw P Pe 2 2 ( Pe Pw ) re rw 2 ln re rw
2
rw re
1 Pe Pw P Pe 2 ln re rw
Pe PBi c1 L c2 Pe
边界条件
c2 Pe
积分常数
PBi c1L c2
Pe Pw P Pe x L
或：
——压力分布
Pe Pw P Pw ( L x) L
求导
Pe Pw dP dx L
K dP K Pe Pw v dx L
re re r re r r r 1 rw 2 d ln r rw 2 re re ( r 2 )dr rw 2dr re re 2 2
2
2
2
2
re r re 2 Pe Pw rw P Pe 2 2 [ ln dr ] re rw ln re 2 rw rw 2 rw 2
Pe
P
Pw
o
re r 平面径向流压力分布曲线
r
● 表明在井底附近，渗流截面积减小， 渗流速度大，压力梯度大，能量损耗也越大；
re r rw ln r d 2 ]
re re re 2
2
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● 表明在井底附近，渗流截面积减小， 渗流速度大，压力梯度大，能量损耗也越大；
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。
第三章单相不可压缩流体的稳定渗流
4K
r2
Pe Pwf
4K(Pe Pwf ) (rw1 Re1 )
1. 刚性水压驱动的均质水平圆形地层中心一口生产井，
油井以定产量q生产，已知井半径rw，供给边界半径re，井底
压力Pwf，边界压力Pe，地层厚度h，渗透率k，原油粘度 ，
若在 （地层r中1 某点）到 之间服re 从线性渗流规律，
（2）、 Re
A
五.液体质点移动规律
v dr dt
dt
A
dr
2 r h dr
Q
Q
T
dt
r
2 r h dr
0
Re
Q
T h(r2 Re2 ) h(Re2 r2 )
Q
Q
六．流场图
等压线
流线
平面径向流渗流场图
平面径向流的渗流场图，可以直观地反映出平面径向流的渗流规 律：越靠近井壁，等压线和流线越密集，渗流速度和压力梯度也 越大。 等压线：一组与井轴同心的同心圆。 流线：以井为中心的径向线。
得：
Pwf C1 ln rw C2
Pe C1 ln Re C2
解方程得：
C1
Pe Pwf ln Re
rw
C2
Pe
Pe Pwf ln Re
rw
Pe
代入方程得：
P
Pe
Pe Pwf ln Re
rw
ln Re r
P
Pwf
Pe Pwf ln Re
rw
r ln
rw
Pe
P
P Pwf
o
r
r
re
与实际问题的差距,修改模型,使 之与实际相符合.
稳定渗流---指流速v，压力P不随时间 t 变 化的渗流。如刚性水压驱动。
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。
单向流体阻力实验报告
一、实验目的1. 掌握测定流体流经直管时阻力损失的一般实验方法。
2. 测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内与Re的关系曲线。
3. 测定流体流经管件时的局部阻力系数。
4. 识辨组成管路的各种管件，并了解其作用。
二、实验原理当流体流经管道时，由于流体与管道壁面之间的摩擦以及流体内部的压力差，会产生阻力损失。
阻力损失包括直管阻力损失和局部阻力损失。
1. 直管阻力损失：流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：\[ h_f = \frac{fL}{D} \cdot \frac{v^2}{2g} \]其中，\( h_f \) 为直管阻力损失，\( f \) 为摩擦系数，\( L \) 为直管长度，\( D \) 为直管直径，\( v \) 为流体流速，\( g \) 为重力加速度。
2. 局部阻力损失：流体流经管件时，由于流体运动方向和速度大小的改变，会产生局部阻力损失。
局部阻力损失与管件类型、管件尺寸、流体流速等因素有关。
三、实验仪器1. 水箱2. 离心泵3. 流量计4. 压差计5. 管道6. 管件（如三通、弯头等）四、实验步骤1. 将实验装置连接好，确保各连接部位密封良好。
2. 打开离心泵，调节流量计，使流体在管道中稳定流动。
3. 使用压差计测量流体在管道不同位置的压差，记录数据。
4. 根据压差数据，计算直管摩擦系数和局部阻力系数。
5. 分析实验数据，验证实验原理。
五、实验数据及结果1. 直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系：| Re | f ||----|----|| 2000 | 0.016 || 3000 | 0.019 || 4000 | 0.022 || 5000 | 0.025 || 6000 | 0.028 |从实验数据可以看出，直管摩擦系数与雷诺准数Re呈线性关系。
2. 局部阻力系数：| 管件类型 | 局部阻力系数 ||----------|--------------|| 三通 | 1.5 || 弯头 | 1.2 |从实验数据可以看出，不同管件的局部阻力系数不同。
单相液体稳定渗流
第三章单相液体稳定渗流内容概要：地层中只有一种流体在流动称为单相渗流；在渗流过程中，运动要素（压力及流速等）不随时间变化（即p=p(x,y,z)，v=v(x,y,z）），则称为稳定渗流；本章将介绍单相液体稳定渗流的基本理论和求解该类问题的方法。
主要包括单相液体稳定渗流基本方程的解及其应用、井的不完善性对渗流的影响、油井的稳定试井、势的叠加原理及其应用、镜像反映法及其应用、复势理论在平面渗流问题中的应用、平面渗流场的保角变换方法、等值渗流阻力法等。
本章内容较多，学时注意掌握一下内容：【了解】1、理解油井稳定试井的原理及应用；2、理解多井干扰的实质；3、了解用保角变换法求解平面渗流问题的基本原理及特点。
【掌握】1、单相、多相流、稳定渗流、不稳定渗流的概念；2、单向流与平面经向流质点移动、渗流场图；3、渗透率突变地层中渗流的计算方法；4、井的不完善类型、对渗流的影响及表示方法；5、复势叠加原理与应用；6、水电相似原理、应用等值渗流阻力法求解渗流问题。
【重点掌握】1、单向流与平面经向流的产量、压力、压力梯度表达式；2、势的叠加原理与应用，理解渗流速度合成原则；3、镜像反映法的原理、原则及应用；4、掌握势函数、流函数、复势的概念；5、柯西-黎曼条件；第一节基本概念及单向流内容概要：本节介绍单相稳定渗流的基本概念和假设条件；将基于流体渗流的数学模型，求解单向渗流的产量、压力分布，它们的渗流场图，质点移动规律。
本节应掌握单相渗流、多相流、均质液体、稳定渗流、不稳定渗流的概念；牢固掌握单向流的产量、压力、压力梯度表达式；掌握单向流的质点移动规与渗流场图；理解单向流液体质点的运动规律。
课程讲解：讲解ppt教材自学：第一部分 基本概念本节导学本节介绍单相稳定渗流的基本概念和假设条件本节重点1、单相渗流★★★2、均质液体★★★3、稳定渗流★★★4、稳定渗流的假设条件★★★单相渗流：只有一种流体的渗流(油、气、水)。
两(多)相渗流：有两(多)种流体同时参与的渗流。
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。
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中国石油大学渗流力学实验报告
实验日期：2014.12.9 成绩：
班级：学号：姓名：教师：
同组者：
实验一单向流和平面径向流
一、实验目的
1、本实验采用的是变截面两段均质模型，通过实验观察不同段的不同压力降落情况。
2、进一步加深对达西定律的深入理解，并了解它的适用范围及其局限性。
二、实验原理
一维单相渗流实验以稳定渗流理论为基础，采用变直径填砂管模型，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单向稳定渗流过程。
保持填砂管两端恒定压力，改变出口端流量，在稳定条件下测量填砂管不同位置处的压力值，可绘制压力随位置的变化曲线；根据一维单相稳定渗流方程的解并计算两段填砂管的渗透率。
三、实验流程
四、实验步骤
1、记录渗流管长度、渗流管直径、测压管间距等相关数据。
2、关闭出口控制阀“18”，打开供液阀“11”，打开管道泵电源，向供液筒注水。
3、打开并调节供液控制阀“14”，使各测压管液面与供液筒内的液面保持在同一水平面上。
4、稍微打开出口控制阀“18”，待渗流稳定后，记录各测压管的液面高度，用
量筒、秒表测量渗流液体流量，重复三次。
5、调节出口控制阀“18”，适当放大流量，重复步骤4；测量不同流量下各测压管高度，共测三组流量。
6、关闭出口控制阀“18”，关闭供液控制阀“14”，结束实验。
注：待学生全部完成实验后，先关闭管道泵电源，再关闭供液阀“11”。
五、实验要求与数据处理
1. 根据表1，记录取全所需数据，计算三个不同流量下的测压管水柱高度。
实验仪器编号：单2 #
2. 绘制三个流量下，测压管压力与流动距离的关系曲线，说明曲线斜率变化原因。
数据处理算例：
以第一组数据为例，p =ρgh =9800×(59.3+9.02
−1.1+3)×10−2=
填砂管粗端直径＝ 9.0 cm ，长度＝ 52.3 cm ； 填砂管细端直径＝ 4.5cm,长度＝ 50.8 cm ； 填砂管粗端截面积A1＝63.617cm 2，填砂管细端截面积A2＝15.904cm 2； 填砂管上部接头厚度 2.0 cm ，相邻两测压管中心间距＝ 12.5 cm ； 流体粘度＝ 1 mPa •s 。
数据处理算例：以第一组数据为例，
Q =
V t =320
208.75
≈1.533cm 3/s Q
̅=1.533+1.510+1.478
3
=1.507cm 3/s
由上表，可以得出测压管压力-流动距离关系曲线
以x=62.5cm 为界，两边的曲线基本呈线性关系，在两侧出现斜率突变，主要原
因是在x=62.5cm 处出现了管径的突变。
根据达西公式v =−k μdp
dx
,A 减小-,v
增大，
dp dx
增大，斜率增大，出现了突变。
3. 绘制渗流截面不同的两段地层流量与岩石两端压差的关系曲线，观察线性或非线性流动规律。
渗透率计算表格 P:10-4× 10-1MPa
序号 流量（cm 3
/s ）
∆p 1=p 1−p 5
∆p 2=p 6−p 10
渗透率 μm 2 k 1 k 2
1 1.507 7.84 89.18 539.76
2 2.036 5.88 121.52 535.16 3
2.466
2.94
140.14
562.07
根据曲线，对细管，流量，压差基本呈线性关系。
对粗管，流量，压差不成线性关系，压差随流量增大而减小。
4. 根据达西定律，分别计算两段地层的平均渗透率。
渗透率公式为
k=QμL/A ∆p 式中：
A —渗流截面积，cm2；
L —两个横截面之间距离，cm ； P e —入口端面压力，10-1MPa ；
p w —出口端面压力，10-1MPa ； μ—流体粘度,mPa.s 。
取第一组数据中的细管，
k 1=
QμL A∆p = 1.507×1×50.8
15.904×89.18×10−4
=539.76 因此细管的渗透率都可以计算，但对于粗管，由于实验中流量调节过大，呈非线性渗流，无法使用达西公式计算。
对细管， k ̅=k 1+k 2+k 33
=545.66μm 2
六．实验总结
通过本次实验，我更深入地理解了达西定律，也看到了达西定律本身的局限性，在流量较大出现湍流时，达西定律就不再适用，在本次实验时，由于调的流量比较大，不属于线性渗流，无法用达西公式计算，因此没能计算出填砂管粗端的渗透率。
与其他人的世界结果进行比较，也可以发现如果粗管流量较小，还是可以计算出粗填砂管的渗透率。