Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Задание. Дисциплина: Прикладная теплофизика
|
|
Дисциплина: Прикладная теплофизика
Работа 1. Теплопроводность горных пород
Цель работы: Получить знания о теплопроводности горных пород, в том числе разрезов Западно-Сибирской НГП. Приобрести навыки анализа данных и расчетов теплопроводности горных пород.
Актуальность: Дифференциация горных пород по теплопроводности лежит в основе термометрических методов исследования. Тема не была рассмотрена в курсе Физика горных пород.
Исходные материалы: результаты геотермических наблюдений на Салымском нефтяном месторождении, на месторождениях юго-востока Западной Сибири; результаты измерений температур в скважинах, данные о теплопроводности горных пород (приложение 1).
Глоссарий
Тепловой поток определяется произведением коэффициента теплопроводности (l) и градиента температуры DТ:
q = l·DТ.
Температурный градиент характеризует скорость нарастания температуры с глубиной. Величина его варьирует в интервале от 1 до 5оС на каждые 100 метров, составляя в среднем у поверхности Земли 2оС/100 м.
Коэффициент теплопроводности, характеризующий способность горной породы передавать тело от более нагретой части менее нагретой, зависит от состава породы.
Задание
1. Какой тепловой поток поступает из палеозойского фундамента, если средний коэффициент теплопроводности пород выше залегающей тюменской свиты равен 2.35 Вт/(м∙ К), а измеренный температурный градиент – 4.6 К/100м? Является ли он аномальным, если средний тепловой поток по региону составляет 55 мВт/м2?
2. На Салымском нефтяном месторождении (Сургутский НГР) измеренные в скважине температурные градиенты составляют:
| Свита | Мощность, м | Температурный градиент, К/100м |
| Куломзинская | 3, 6 | |
| Баженовская | 5, 2 | |
| Васюганская | 4, 2 |
Какие удельные теплопроводности имеют породы названных свит, если тепловой поток из фундамента составляет 80 мВт/м2?
Какая температура соответствует кровле куломзинской свиты, если в основании васюганской свиты измеренная температура составляет 85 оС?
3. Против мощного пласта высокопористого водонасыщенного песчаника измеренный температурный градиент составляет 2, 8 К/100м. Как изменится температурный градиент (уменьшится, увеличится), если пласт насыщен нефтью? Газом?
Какие ваши соображения о причине высокого температурного градиента пород баженовской свиты (задание 2).
4. Фундамент Западно-Сибирской плиты под месторождениями нефти и газа, как правило, сложен известняками или гранитами (табл.). Оцените тепловой поток из фундамента, если по измерениям в скважинах температурный градиент в породах фундамента составляет DТф. Осреднённые значения теплопроводности пород возьмите из данных табл. 1 Приложения1. Какой средний состав вышезалегающей тюменской свиты, если температурный градиент в ней равен DТт? Задание выполните по вариантам.
| Вари-ант | Задача 4 | Задача 4 | Вариант | ||||||
| грани-ты | известняки | DТф** | DTт | грани-ты | известняки | DТф** | DTт | ||
| + | 1, 25 | 3, 125 | + | 3, 33 | 3, 1 | ||||
| + | 1, 22 | 3, 05 | + | 3, 34 | 3, 13 | ||||
| + | 1, 24 | 3, 1 | + | 3, 30 | 3, 09 | ||||
| + | 1, 24 | 3, 09 | + | 3, 35 | 3, 14 | ||||
| + | 1, 25 | 3, 125 | + | 3, 34 | 3, 13 | ||||
| + | 1, 26 | 3, 15 | + | 3, 36 | 3, 15 | ||||
| + | 1, 25 | 3, 124 | + | 3, 35 | 3, 14 | ||||
| + | 1, 24 | 3, 101 | |||||||
| + | 1, 23 | 3, 08 |
**Градиенты температур DT – в градусах на 100 м.
5. Оцените температурный градиент мезозойско-кайнозойских пород, перекрывающих наиболее продуктивный горизонт юго-востока Западной Сибири. Температуру нейтрального слоя (+4, 5 оС) возьмите на глубине 30м.
Температура пласта Ю1 месторождений Томской области
| Вариант | Месторождение | Пластовая температура, 0С | Глубина ВНК, м |
| Западно-Катыльгинское | |||
| Карайское | |||
| Крапивинское | |||
| Лонтынь-Яхское | |||
| Игольско-Таловое | |||
| Ломовое | |||
| Озерное | |||
| Оленье | |||
| Онтонигайское | |||
| Первомайское | |||
| Федюшкинское | |||
| Мыльджинское | |||
| Средневасюганское | |||
| Средненюрольское | 87, 6 | ||
| Герасимовское | |||
| Западно-Останинское | |||
| Казанское | |||
| Калиновое | |||
| Лугинецкое | 80, 6 | ||
| Нижнее-Табаканское | |||
| Чкаловское | |||
| Малореченское | |||
| Пылинское | |||
| Стрежевское | |||
| Катыльгинское |
6. Напишите отчет по работе, ответив на поставленные работы.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Таблица1.
Теплопроводность минералов,
горных пород и полезных ископаемых
| Порода | Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м× К) | Порода | Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м× К) | |
| Минералы, полезные ископаемые | Осадки и осадочные породы | |||
| Кварц | 6, 5–13, 2 | Глина сухая | 0, 14–0, 24 | |
| Альбит | 2, 31 | Глина влажная | 0, 38–3, 03 | |
| Лабрадор | 1, 5 | Песок | 0, 18–4, 75 | |
| Оливин | 5, 0 | Алевролит | 0, 41–3, 58 | |
| Пироксен | 4, 38 | Песчаник | 0, 24–4, 41 | |
| Диопсид | 5, 76 | Доломит | 1, 63–6, 50 | |
| Флогопит | 2, 29 | Известняк | 0, 64–4, 37 | |
| Галит | 5, 3–6, 5 | Мергель | 0, 50–3, 61 | |
| Гипс | 1, 30 | Магматические и метаморфические породы | ||
| Флюорит | 4, 3 | Гранит | 1, 12–3, 85 | |
| Барит | 1, 7 | Сиенит | 1, 74–2, 97 | |
| Пирит | 38, 9 | Диорит | 1, 38–2, 89 | |
| Гематит | 10, 4–14, 7 | Габбро | 1, 59–2, 98 | |
| Магнетит | 5, 3 | Перидотит | 3, 78–4, 85 | |
| Медь самородная | 396, 0 | Пироксенит | 3, 48–5, 02 | |
| Золото | 310, 0 | Альбитофир, порфир | 1, 17–3, 37 | |
| Торф | 0, 07 | Андезит | 1, 42–2, 79 | |
| Уголь | 0, 13–2, 24 | Базальт | 1, 30 | |
| Нефть | 0, 14 | Сланец | 0, 65–4, 76 | |
| Графит | 1, 16–17, 4 | Гнейс | 0, 94–4, 86 | |
| Алмаз | 121, 0–163, 0 | Амфиболит | 1, 57–2, 89 | |
| Сера | 0, 21–0, 48 | Кварцит | 3, 68–7, 60 | |
| Роговик | 2, 12–6, 10 | |||
| Мрамор | 1, 59–4, 0 | |||
Таблица 2
Теплопроводность флюидов
| Тип флюида | Коэффициент тепло-проводности λ, Вт/(м∙ К) | Тип флюида | Коэффициент тепло-проводности λ, Вт/(м∙ К) |
| Лёд Вода | 2, 33 0, 58 | Нефть Воздух | 0, 14 0, 023 |
Для оценки теплопроводности горных пород с устойчивым минеральным составом можно использовать формулу логарифмического средневзвешенного:
(2)
где l и li - соответственно коэффициенты теплопроводности породы и слагающих их минералов в Вт/(м× К); Vi - объемная концентрация каждого из минералов.
Рис. 1. План изолиний теплового потока и расположение месторождений углеводородов в Припятском прогибе.
1 – разрывные нарушения; 2 – месторождения нефти и газоконденсата
|