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:
. (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:
. (1.44)
Коэффициент температуропроводности (α)характеризует скорость прогрева пород или скорость распространения изотермических границ.
Коэффициентылинейного (aL) и объёмного(aV) расширенияхарактеризуют изменение размеров породы при нагревании:
, (1.45)
где L и V – начальные длина и объем образца.
Взаимосвязь тепловых свойств горных пород выражается соотношением:
, (1.46) 
. (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 | – |
СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГАЗА, НЕФТИ И ПЛАСТОВЫХ ВОД