Физика пласта: Курс лекций по одноименной дисциплине, страница 14

Высокой теплопроводностью отмечаются все гидрохимические осадки и породы, обладающие электронной составлявшей теплопроводности: графит, железные и полиметаллические руды. С увеличением влажности породы от 0 до 40% теплопроводность пород увеличивается в 6 – 7 раз.

С увеличением температуры теплопроводность пород уменьшается. Так, в пределах до 500°С в осадочных породах, гранитах и базальтах теплопроводность уменьшается на 20%, а ультраосновных пород – в 2 – 2,5 раза.

Теплоемкость пород увеличивается с ростом пористости, влажности, температуры. Изменяется она также от изменения минералогического состава, растворенных в воде солей и их концентрации. Однако пределы изменения теплоемкости незначительные.

Коэффициент теплопроводности пород возрастает с увеличением их плотности и влажности, а с ростом пористости уменьшается. Он уменьшается и с увеличением нефтенасыщенности и мало зависит от минерализации.

Геотермические параметры пород связаны зависимостью:

                                λ = α С ρ

Таблица 2.1 – Теплофизические параметры горных пород

Важное значение для геотермической характеристики среды имеет геотермический градиент. Он определяется как отношение разности температур к разности глубин, на которых была измерена температура, и характеризует увеличение температуры на единицу глубины, ⁰С / 100 м².

Градиент температуры используют для прогнозирования температур по глубине предполагаемой к разбуриванию толщи, для сравнения и прослеживания одноименных горизонтов по площади, для расчленения геологического разреза, выделения проницаемых горизонтов.

Градиенты температур в земной коре изменяются в широких пределах от 0,9 до 6,0 ^оС/100 м. Наибольшими величинами градиентов характеризуются более молодые геологические структуры, зоны интенсивной тектонической активности, вулканической деятельности. Как правило, все нефтеперспективные геологические структуры обладают повышенными значениями тепловых потоков и градиентов температур. В связи с этим геотермические исследования проводятся с целью оценки нефте- и газоперспективности территорий.

Для Припятского прогиба среднее значение градиентов температур составляет величину близкую к 2,5-3,0 ^оС/100 м. Следует иметь в виду, что эта величина будет различна для северной и южной зон прогиба, а также различна для горизонтов разных глубин. Так, в южной зоне она будет близка к 1,5 ^оС/100 м, а в северной больше 3,0 ^оС/100 м. С увеличением глубины градиенты температур для всех зон Припятского прогиба становятся по величине в среднем одинаковыми. Отмечается повышение градиентов температур в зонах глубинных тектонических нарушений.

На практике часто вместо градиентов температур используют обратную величину, которая называется геотермической ступенью. Геотермическая ступень показывает, сколько метров необходимо пройти скважиной, чтобы температура пород изменилась на 1^оС.

Вопросы для самоконтроля к теме 2

1. Факторы, определяющие напряженное состояние горных пород.

2. Влияние горных выработок на напряжения в горной породе.

2. Виды деформаций пород.