Природные и техногенные 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.
Когда мы закачиваем в пласт воду, эта вода имеет температуру поверхности. Попадая в пласт, вода начинает охлаждать пласт, что неминуемо приведёт к различным неблагоприятным явлениям, например парафинизации нефти. Т.е. если в нефти есть парафинистая составляющая, то в результате охлаждения выпадет парафин и закупорит пласт. К примеру, на месторождении Узень температура насыщения нефти парафином Тн=35°(40°), и при его разработки были нарушены эти условия, в результате температура пласта снизилась, парафин выпал, произошла закупорка и разработчикам пришлось длительное время закачивать горячую воду и прогревать пласт, пока весь парафин не растворился в 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.
Метод снижения вязкости нефтей посредством радиоактивных отходов. Они хранятся 106 лет, но при этом греют высоковязкую нефть, позволяя легче её добывать.
55. Понятие теплоемкости пласта и коэффициенты, характеризующие теплоемкость
Теплоёмкость (с) - количество теплоты, необходимое для повышения температуры вещества на один градус при заданных условиях (V, Р=соnst).
с=dQ/dТ
Средняя теплоёмкость вещества: с=DQ/DТ.
Т.к. образцы породы могут иметь разную массу, объём, то для более дифференцированной оценки вводятся специальные виды теплоёмкости: массовая, объёмная и молярная.
Удельная массовая теплоёмкость [Дж/(кг×град)]:
Сm=dQ/dТ=С/m
Это количество теплоты, необходимое для изменения на один градус единицы массы образца.
Удельная объёмная теплоёмкость [Дж/(м3×К)]:
Сv=dQ/(V×dТ)=r×Сm,
где r - плотность
Количество теплоты, которое необходимо сообщить единице для повышения её на один градус, в случае Р, V=соnst.
Удельная молярная теплоёмкость [Дж/(моль×К)]:
Сn=dQ/(n×dТ)=М×Сm,
где М – относительная молекулярная масса [кг/кмоль]
Количество теплоты, которое надо сообщить молю вещества для изменения его температуры на один градус.
Теплоёмкость является аддитивным свойством пласта:
Сi=j=1NSСj×Кi, где SКi=1, К – количество фаз.
Теплоёмкость зависит от пористости пласта: чем больше пористость, тем меньше теплоёмкость.
(с×r)=сск×rск×(1-kп)+сз×rз×kп,
где сз – коэффициент заполнения пор;
kп – коэффициент пористости.