Тепловые свойства горных пород

 


Тепловые свойства горных пород характеризуются, в основном, удельной теплоёмкостью, коэффициентом температуропроводности и коэффициентом теплопроводности.


Удельная (массовая) теплоёмкость характеризуется количеством теплоты, необходимым для нагрева единицы массы породы на 1°С:


Тепловые свойства горных пород.             (1.43)


 


Этот параметр необходимо учитывать при тепловом воздействии на пласт. Чем меньше плотность пород, тем выше величина удельной теплоёмкости. Удельная теплоёмкость зависит от минералогического состава, дисперсности, температуры, давления и влажности горных пород.


Теплоёмкость пород зависит от минералогического состава пород и не зависит от строения и структуры минералов. Удельная теплоёмкость увеличивается при уменьшении плотности породы и растёт с увеличение температуры и влажности в пределах 0,4 - 2 кДж/ (кг×К).


Коэффициент теплопроводности (удельного теплового сопротивления) l характеризует количество теплоты dQ, переносимой в породе через единицу площади S в единицу времени t при градиенте температуры dT/dx:


Тепловые свойства горных пород.               (1.44)


 


Коэффициент температуропроводности (α) характеризует скорость прогрева пород или скорость распространения изотермических границ.


Коэффициенты
линейного
(aL) и объёмного (aV) расширения характеризуют изменение размеров породы при нагревании:


Тепловые свойства горных пород,             (1.45)


 


            где L и V – начальные длина и объем образца.


Взаимосвязь тепловых свойств горных пород выражается соотношением:                  


Тепловые свойства горных пород,                (1.46)                            Тепловые свойства горных пород.                (1.47)


 


Теплопроводность и температуропроводность пород очень низки по сравнению с металлами. Поэтому для прогрева призабойных зон требуется очень большая мощность нагревателей. Вдоль напластования теплопроводность выше, чем поперёк напластования на 10-50%.


Коэффициенты линейного и объёмного расширения изменяются в зависимости от плотности породы аналогично теплоёмкости. Наибольшим значением коэффициентов расширения обладает кварцевый песок и другие крупнозернистые породы.


Коэффициент линейного расширения пород уменьшается с ростом плотности минералов.


Тепловых свойства некоторых горных пород и пластовых флюидов


Таблица 2.1.











































































Горная порода



с, кДж/(кг×К)



l, Вт/(м×К)



a×103, м2/с



aL×105, 1/К



глина



0,755



0,99



0,97





глинистые сланцы



0,772



154-218



0,97



0,9



доломит



0,93



1,1-4,98



0,86





известняк



1,1



2,18



0,91



0,5-0,89



кварц



0,692



2,49



1,36



1,36



песок



0,8



0,347



0,2



0,5



Пластовые флюиды



с, кДж/(кг×К)



l, Вт/(м×К)



a×103, м2/с



aL×105, 1/К



нефть



2,1



0,139



0,069-0,086





вода



4,15



0,582



0,14






 





 


 

ищи здесь, есть все, ну или почти все