Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Физика процессов теплоотдачи в нефтегазовых пластах; параметры, характеризующие свойства пласта; тепловые поля.
Тепловые процессы в нефтегазовых пластах. Причины: В естественном состоянии пласты находятся на большой глубине, а, судя по геотермическим ступеням, температура в этих условиях близка к 150°, поэтому можно утверждать, что породы изменяют свои свойства, ведь при проникновении в пласт мы нарушаем тепловое равновесие. Попадая в пласт, вода начинает охлаждать пласт, что неминуемо приведёт к различным неблагоприятным явлениям, например парафинизации нефти. Высоковязкие нефти. Для их разжижения используют теплоноситель: горячую воду, перегретый пар, а также внутренние источники тепла. Так в качестве источника используют фронт горения: поджигают нефть и подают окислитель. Механизмы теплопередачи. · кондуктивный перенос тепла - осуществляется вследствие соударения молекул, электронов и агрегатов элементарных частиц друг с другом. (Теплота переходит от более нагретого тела к менее нагретому). Или в металах: постепенная передача колебаний кристаллической решётки от одной частицы к другой (упругие колебания частиц решётки – фононная теплопроводность). · конвективный перенос - перенос связан с движением частиц флюидов и обусловлен перемещением микроскопических элементов веществ, его осуществляет свободное или вынужденное движение теплоносителя. · Теплообмен, связанный с излучением. Коэффициенты, характеризующие тепловые свойства пласта. Тепловыми свойствами являются: Коэффициент теплоёмкости с Коэффициент теплопроводности l Коэффициент температуроппроводности а Теплоёмкость: с – количество теплоты, необходимое для повышения температуры вещества на один градус при заданных условиях (V, Р=соnst). с=dQ/dТ Удельная массовая теплоёмкость [Дж/(кг×град)]: Удельная объёмная теплоёмкость [Дж/(м3×К)]: Сv=dQ/(V×dТ)=r×Сm, Удельная молярная теплоёмкость [Дж/(моль×К)]: Сn=dQ/(n×dТ)=М×Сm, Теплоёмкость является аддитивным свойством пласта: Теплопроводность. l [Вт/(м×К)] характеризует свойство породы передавать кинетическую (или тепловую) энергию от одного элемента к другому. Коэффициент теплопроводности – количество тепла, проходящее за единицу времени через кубический объём вещества с гранью единичного размера, при этом на других гранях поддерживается разница температур в один градус (DТ=1°). Коэффициент теплопроводности зависит от: · минерального состава скелета. · степени наполненности скелета. · теплопроводности флюидов. Аддитивность для коэффициента теплопроводности не соблюдается. Важным свойством является величина обратная теплопроводности, именуемая тепловым сопротивлением. Вследствие теплового сопротивления, мы имеем сложное распределение тепловых полей. Это приводит к тепловой конвекции, благодаря которой могут образовываться особые типы залежей – не обычная покрышка, а термодинамическая. Температуропроводность. На практике часто используется такой коэффициент, как температуропроводность, который характеризует скорость изменения температуры при нестационарном процессе теплопередачи. а=l/(с×r), когда l=соnst. На самом деле «а» не является постоянной, т.к. l является функцией координат и температуры, а с – коэффициента пористости, массы и т.д. Терлопередача. DQ=kт×DТ×DS×Dt, где kт – коэффициент теплопередачи. Его физический смысл: количество тепла, ушедшего в соседние пласты, через единицу поверхности, в единицу времени при изменении температуры на один градус. Обычно теплопередача связана с вытеснением в выше и ниже лежащие пласты. Тепло, которое поглощается породой, расходуется не только на кинетические тепловые процессы, но и на совершение механической работы, она связана с тепловым расширением пласта. Связь между ростом температуры и линейной деформацией может быть записана: dL=a×L×dТ, где L – первоначальная длина [м], a - коэффициент линейного теплового расширения [1/град]. dL/L=a×dТ Аналогично для объёмного расширения: dV/V=gт×dТ, где gт – коэффициент объёмной тепловой деформации. Поскольку коэффициенты объёмного расширения сильно различаются для разных зёрен, то в процессе воздействия произойдут неравномерные деформации, что приведёт к разрушению пласта. |
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-20; Просмотров: 469; Нарушение авторского права страницы