Теплофизические свойства горных пород

Лекция № 7

Изменение температуры продуктивного пласта приводит не только к количественным, но и к качественным изменениям поведения нефти, а следовательно и процессам ее извлечения.

Так, при разработке месторождений высокопарафинистых нефтей, содержащих до 30 % парафиновых фракций, охлаждение продуктивных пластов или отдельных зон на несколько градусов относительно начальной температуры при закачке воды или газа может привести к переводу нефти в вязкопластичную систему с резко пониженной или полной потерей текучести.

Закачка в пласт в качестве вытесняющего агента пара или воды с высокой температурой обеспечивает существенный прогрев пласта и переход высоковязкой нефти в свободно текущую среду, делая возможной промышленную разработку таких месторождений.

Существуют различные варианты применения тепловых методов, отличающихся и по цели применения (например: обработка призабойных зон скважин и воздействие на продуктивны пласт) и масштабам применениям и технологиям ввода теплоты в пласт.

Для того, чтобы правильно прогнозировать поведение продуктивного пласта и изменения в процессе извлечения нефти, а также контролировать осуществление принятой технологии теплового воздействия необходимо знать основные параметры пород, характеризирующие их термические свойства как теплопроводность, теплоемкость и коэффициент температуропроводности.

Способность твердых тел проводить тепло называется теплопроводностью. Количество тепла в единицу времени dQ/dt, проходящее через площадь F, равно

(1)

где λ – теплопроводность; dT/dx – температурный градиент в направлении, перпендикулярном к поверхности F.

Уравнение (1) описывает стационарный процесс, т.е. dT/dt = 0

Уравнение, описывающее теплопроводность плоского тела (стенки) при установившемся режиме, имеет вид:

(2)

Где δ – толщина тела (стенки), Т₁ – температура стенки со стороны горячего теплоносителя; Т₂ - температура стенки со стороны холодного теплоносителя.

В табл 1 приведены средние теплопроводности некоторых породообразующих минералов (монокристаллов) и горных пород.

Таблица 1

Дата добавления: 2014-01-07