裂縫導(dǎo)流能力模擬試驗(yàn)

1、中國(guó)石油大學(xué)采油工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期：2015.11.22成績(jī):班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：教師：同組者：裂縫導(dǎo)流能力模擬實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解巖石被支撐裂縫的導(dǎo)流能力隨閉合壓力變化的關(guān)系、以及在相同 閉合壓力條件下鋪有不同層數(shù)的支撐劑的裂縫導(dǎo)流能力的差異；(2)分別應(yīng)用達(dá)西公式與二項(xiàng)式公式進(jìn)行計(jì)算，分析出結(jié)果的異同點(diǎn)，并 說(shuō)明原因；(3)熟悉裂縫導(dǎo)流儀的操作及實(shí)驗(yàn)流程。二、實(shí)驗(yàn)原理裂縫的滲透率可由氣體滲流的流量來(lái)反映， 測(cè)量氣體在不同入口和出口壓力 下的流量后，可通過(guò)氣體徑向滲流的達(dá)西公式來(lái)確定裂縫的導(dǎo)流能力。三、實(shí)驗(yàn)步驟(1)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作在附表1中記錄使用的支撐劑名稱、產(chǎn)地、粒徑及室內(nèi)溫度下的

2、氣體粘度；用游標(biāo)卡尺量出巖心模的外徑和孔眼的內(nèi)徑，記錄附表1中，用作計(jì)算巖心模面積；稱一定重量的支撐劑(記下支撐劑的顆粒直徑)均勻地鋪在巖心模面上， 要保持單層，鋪完后用放大鏡檢查一下支撐劑是否鋪的均勻和緊密。然后稱剩余 支撐劑的重量，二者之差即為鋪在巖心上的支撐劑重量， 并按下式計(jì)算出支撐劑 的濃度：士”卻*. 單層支撐劑的重量 / 入支撐劑儂度 =一+=缶川不一一(g/cm鋪有支撐劑右心面積,將此濃度值記入表1中。將上巖心片(孔眼向下)放于下巖心片的上方，然后上下巖心片放在試驗(yàn) 機(jī)下承壓板中心位置。認(rèn)真記錄試驗(yàn)機(jī)載荷刻度盤(pán)上讀出加載值。(2)巖心加壓法巖心放在下承壓板上，用手旋轉(zhuǎn)螺桿將上承

3、壓板合并，壓住巖心模型，準(zhǔn) 備加載。旋緊回油閥，按綠鈕開(kāi)機(jī)器，用送油閥慢慢加壓，通過(guò)控制送油閥開(kāi)啟程 度控制加壓速度，當(dāng)主動(dòng)指針(黑針)轉(zhuǎn)到1.5噸(或1KN)時(shí)，將送油閥放慢關(guān) 閉維持此點(diǎn)上，將定值器打開(kāi)使氣體進(jìn)入浮子流量計(jì)中， 同時(shí)浮子上升，調(diào)節(jié)定 值器旋鈕，使浮子指示到流量計(jì)刻度的最高度值。送油閥繼續(xù)開(kāi)動(dòng)，當(dāng)指針加到所規(guī)定的噸數(shù)時(shí)，保持指針示數(shù)不變。同時(shí) 讀出流量數(shù)Q和對(duì)應(yīng)的壓力P (精密壓力表示數(shù))，記錄在附表3中。需要載荷分別依次加到 30、50、70、100、150、180、200、250kN讀出 相應(yīng)的P, Q值，用達(dá)西公式計(jì)算。在測(cè)點(diǎn)120KN處，保持載荷不變，改變P (調(diào) 定

4、值器閥)，讀出Q,每測(cè)點(diǎn)共記5組數(shù)據(jù)于表3中，用于二項(xiàng)式公式計(jì)算。試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)送油閥，按紅鈕關(guān)電源，慢慢打開(kāi)回油閥卸載，將巖心取 出，觀察支撐劑破碎情況。雙層支撐劑測(cè)定：將重量為巖心上鋪設(shè)單層時(shí)支撐劑重量二倍濃度分量的 支撐劑鋪于巖心表面，依次按步驟(2)進(jìn)行操作，測(cè)出不同載荷下的 P及Q值 記入表2、表3中。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)記錄有一個(gè)問(wèn)題，入口壓力實(shí)際上是壓差，應(yīng)該加上大氣壓 才是實(shí)際入口壓力，再次將入口壓力全部替換為真實(shí)的入口壓力。表1基本參數(shù)巖心外半 徑ro (cmj)巖心孔眼半 徑re (cm)巖心面積2、(cm)支撐劑濃度(g/cm2)空氣粘度(mPa。s)支撐劑單層雙層

5、目數(shù)產(chǎn)地4.5020.50762.830.3980.7960.0178920 到 40青 島表2變載荷下的流量與壓力關(guān)系數(shù)據(jù)載荷(kN)單層雙層入口壓力(MPa出口壓力(MPa7統(tǒng) (m3/h)入口壓力(MPa出口壓力(MPa(m3/h)300.2360.10.880.2110.10.96500.2360.10.840.2120.10.94700.2370.10.760.2120.10.921000.2380.10.640.2120.10.881200.2390.10.560.2130.10.841500.2400.10.460.2140.10.761800.2400.10.360.2150.

6、10.662000.2400.10.300.2150.10.602500.2410.10.220.2160.10.表3定載荷下的流量與壓力關(guān)系數(shù)據(jù)載荷(kN)單層雙層入口壓力(MPa出口壓力(MPa7統(tǒng) (m3/h)入口壓力(MPa出口壓力(MPa(m3/h)1200.2390.10.560.2130.10.880.2200.10.500.2000.10.920.1800.10.440.1800.10.930.1600.10.320.1500.10.940.1200.10.150.1200.10.96五、數(shù)據(jù)處理(需列出詳細(xì)計(jì)算過(guò)程)(1)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表1基本參數(shù)巖心外半 徑ro (cmj)巖心孔

7、眼半 徑re (cm)巖心面積2、(cm)支撐劑濃度(g/cm2)空氣粘度(mPa- s)支撐劑單層雙層目數(shù)產(chǎn)地4.5020.50762.830.3980.7960.0178920 到 40青 島表2變載荷下的流量與壓力關(guān)系數(shù)據(jù)載荷(kN)單層雙層入口壓力(MPa出口壓力(MPa7統(tǒng) (m3/h)入口壓力(MPa出口壓力(MPa(m3/h)300.2360.10.880.2110.10.96500.2360.10.840.2120.10.94700.2370.10.760.2120.10.921000.2380.10.640.2120.10.881200.2390.10.560.2130.10

8、.841500.2400.10.460.2140.10.761800.2400.10.360.2150.10.662000.2400.10.300.2150.10.602500.2410.10.220.2160.10.表3定載荷下的流量與壓力關(guān)系數(shù)據(jù)載荷(kN)單層雙層入口壓力（MPa出口壓力（MPa7統(tǒng) (m3/h)入口壓力（MPa出口壓力（MPa(m3/h)1200.2390.10.560.2130.10.880.2200.10.500.2000.10.920.1800.10.440.1800.10.930.1600.10.320.1500.10.940.1200.10.150.1200.

9、10.96（2）數(shù)據(jù)計(jì)算計(jì)算閉合壓力（以30kN載荷為例）加壓載荷（kg） 輔有支撐劑的巖心面積（3000cm2) - 62.83=47.75kg / cm2用達(dá)西公式計(jì)算裂縫導(dǎo)流能力 KfW （以30kN載荷單層支撐劑為例）KfW 二QjRln ro re0.88 父10636000.017890.236 +0.1 _ , 4.502x10 x ln20.507 j二 R2-Po2二0.2362 -0.12100,2= 1.118mcm同理可求出其他測(cè)點(diǎn)的閉合壓力和裂縫導(dǎo)流能力，如表 4表4不同載荷下的閉合壓力和裂縫導(dǎo)流能力載荷（kN）r/ ， ，2、P 閉(kg/cm )，2 _、KfW

10、(m ?cm)單層雙層3047.751.1181.4955079.581.0671.45070111.410.9591.419100159.160.8011.358150190.990.6961.285180238.740.5681.152200286.490.4440.992250318.320.3700.902300397.900.2700.715單層雙層(Pi 2-Po2)/QQ(Pi 2-Po 2)/QQ0.0303155.560.0152233.330.0276138.890.0138216.670.0183122.220.0119188.890.017588.890.0083150

11、.000.010641.670.004988.89用二項(xiàng)式公式計(jì)算裂縫導(dǎo)流能力載荷為120kN表5 120kN載荷下（Pi2-Po2） /Q及Q的值22P i Po圖一閉合壓力-導(dǎo)流能力曲線=A BQ,以（Pi2-Po2）/Q為縱坐標(biāo)，以Q為橫坐標(biāo)，作直線如下圖所示：22圖二P -R與Q關(guān)系曲線裂縫導(dǎo)流能力二項(xiàng)式關(guān)系曲線Q單層支撐劑的第三組數(shù)據(jù)明顯偏離，將其去掉，用其余幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合由圖可知：?jiǎn)螌?A=0.0027,雙層 A=0.0019則有裂縫在120kN載荷下，導(dǎo)流能力為： TOC o 1-5 h z ro0.01789 , 4.5022單層支撐劑KfW= lnln14.47m cmA re0.00270.507ro0.01789 , 4.5022雙層支撐劑 KfW=-lnln20.56J m cmf A re0.00190.507六、思考題影響裂縫導(dǎo)流能力因素有哪些？答：支撐劑的圓球度、鋪砂濃度、閉合壓力以及壓裂液都會(huì)對(duì)裂縫的導(dǎo)流能 力造成影響