Моделирование процессов теплопереноса в естественных пластовых условиях

Введение …………………………………………………………………..3

ГЛАВА 1. Теплопроводность естественных резервуарных пород при высоких температурах. Литературный обзор ………………………….7
1.1 Теплофизические свойства горных пород……………………………7
1.2. Модели, описывающие зависимость теплопроводности от температуры…………………………………………………………………………….18

ГЛАВА 2. Метод измерения теплопроводности резервуарных пород при высоких температурах……………………………… ……………25
2.1. Стационарный метод плоскопараллельных пластин. Описание экспериментальной установки и методики измерения……………..25
2.2. Подготовка и физико-химические характеристики образцов………………………………………………………………………..29

ГЛАВА 3. Результаты экспериментальных измерений теплопроводности горных пород при высоких температурах …………………………………………………………………………………….31

Заключение …..……………………………………………....................34
Литература …………………………………..………….………………35

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования.
Тепловые свойства ? теплопроводность, температуропроводность и теплоемкость, являются ключевыми свойствами флюидонасыщенных (нефть, геотермальные флюиды, природный газ, топливные газы Н2, СН4, СО2, и т.д.) резервуарных пород и применяются в ряде очень важных технологий. В нефтегазовой промышленности: 1) технологии повышения нефтеотдачи скважин тепловыми методами; 2) технологии освоения новых месторождений нефти и газа – изучение механизма образования и накопления нефти и газа в подземных резервуарах; 3) при разработке термодинамических моделей нефтегазоконденсатных резервуаров. В геотермальной энергетике: 1) технологии использования геотермальной энергии (численное моделирование процессов вытеснения тепла из горячих сухих пород из глубинных недр земной коры с помощью закачки флюидов); 2) технологии хранения тепловой энергии в подземных резервуарах; 3) определение геотермальных градиентов и тепловых потоков в земной коре (разработка математической модели); 4) в гидрогеологических исследованиях (механике горных пород и бурения, в процессах протекания жидкостей и газов через пористую среду, в моделировании многофазных течений в пористых средах). В задачах охраны окружающей среды: технологии закачки и хранения СО2 в подземных резервуарах с целью сокращения его накоплений в атмосфере. В строительстве: в создании и применении новых теплоизоляционных строительных материалов для экономии тепловой энергии.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. Теплопроводность естественных резервуарных пород при высоких температурах. Литературный обзор

1.1 Теплофизические свойства горных пород
Плотность, теплоемкость, температуропроводность и теплопроводность являются ключевыми теплофизическими свойствами резервуарных (нефтяных, газовых и геотермальных) пород. Знание этих параметров необходимы для решения важнейших прикладных задач нефтегазовой промышленности, а именно:
• повышения нефтеотдачи скважин тепловыми методами;
• изучения механизмов образования и накопления нефти и газа в подземных резервуарах;
• построения термодинамических моделей нефтегазоконденсатных резервуаров;
• исследования геологии и геохимии нефти и газа, термодинамики и фазового поведения флюидов в пористых средах (резервуарах) [1–10].
Во всех этих процессах требуются точные и надежные данные о термодинамических и транспортных свойствах сухих и флюидонасыщенных горных пород, как функции температуры, давления, и пористости, т.е., они являются ключевыми параметрами для моделирования этих процессов. В подземных резервуарах, как правила, поры осадочных пород заполняются геотермальной водой, нефтью (углеводородами), природным газом или их смесями. Пористость может меняться за счет давления, и образовавшиеся пустоты обычно заполняются водой или нефтью (или их смесью).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Bullard E.C. Heat flow in South Africa//Proc. R. Soc. London, Series A 173, 474–502.
2. Somerton W.H. Thermal properties and temperature related behavior of rock fluid system. – Elsevier, New York, 1992.
3. Reiter M., and Tovar R. J. C. Estimates of terrestrial heat flow in northern Chihuahua, Mexico, based upon petroleum bottom hole temperatures.//Geological Society of American Bulletin. – 1982. – 93, С.613-624.
4. Beck A.E. A steady state method for the rapid measurements of the thermal conductivity of rocks. // J. Sci. Instr. – 1957. – С.186-189.
5. Mongelli F. Thermal conductivity measurements of some Apulian limestones by the “cut core” method. / Atti 18th Convegno Annuale di Associazione Geofisica Italiana, 1969, pp.137-154.
6. Sass J.H., Lachenbruch A. and Munroe R. Thermal conductivity of rocks from measurements on fragments and its application to heat-flow determinations. // J. Geophys. Res. - №76. – С.3391-3401.
7. Abdulagatov I. M., Emirov S. N., Abdulagatova Z. Z. and Askerov S. Ya. 2006. Effect of pressure and temperature on the thermal conductivity of rocks. J. Chem. Eng. Data, 51: 22-33.
8. Strack K.M., Ibrahim A.W., Keller G.V. and Stoyer C.H. 1982. A method for the determination of the thermal conductivity of sandstone using a variable state approach. // Geophys. Prospect. – 1982. – №30. – С.454-469.
9. Popov Yu.А., Tertychnyi V., Bayuk, I., Korobkov D. Rock thermal conductivity measurements on core cutting: Method and experimental results. Proc. Int. Conference “The Earth’s Thermal Field and Related Research Methods”, MSGPU: Moscow, 2002, pp.223-227.
10. Popov Yu.A., Pribnov D., Sass J., Williams C. Characterization of rock thermal conductivity by high – resolution optical scanning. // Geotermics. – 1999. – №28. – P.253-276.
11. Surma F., Geraund Y. Porosity and thermal conductivity of the Soultz-sous-Forets granite. // Pure Appl. Geophys. – 2003. – №160. – P.1125-1136.
12. Popov Yu. A., Optical scanning technology for nondestructive contactless measurements of thermal conductivity and diffusivity of solid matter. In: Giot M., Mayinger F., Celeta G.P., eds., Experimental Heat transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, Proc. 4th world congress on experimental heat transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, vol. 1, Belgium, Brussels, 1997, P.109-116.
13. Clark S.P. Thermal conductivity. In: Handbook of Physical Constants, edited by S.P. Clark, GSA: Memoir 97, New York, 1966. – P.459-482.
14. Clark, S.P. Heat conductivity in the mantle, in the earth’s crust and upper mantle. / Geophys. Monog. Ser. Ed. by P.J. Hart, AGU: Washington, D.C., 1969. – Vol.13. – P.622.

Весь текст будет доступен после покупки