49. Физические и тепловые свойства горных пород.

Физические свойства горных пород характеризуются следующими основными показателями :

• пористость;

• проницаемость;

• капиллярными свойствами;

• удельной поверхностью;

• механическими свойствами.

Упругость – свойство горных пород сопротивляться изменению их объема и формы под действием приложенных сил.

Для характеристики скорости, распространения изменений давления по пласту вводится понятие о коэффициенте пьезопроводности, величина которого выражается формулой

где - коэффициента пьезопроводности .

- вязкость жидкости, .

m – коэффициент пористости, д.ед.

- коэффициент сжимаемости жидкости, ;

- коэффициент сжимаемости породы, .

ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД

Удельная (массовая) теплоемкость характеризуется количеством теплоты, необходимым для нагрева единицы массы породы на 1°С.

Коэффициент теплопроводности (удельного теплового сопротивления)  характеризует количество теплоты dQ, переносимой в породе через единицу площади S в единицу времени t при градиенте температуры dT/dx:

Коэффициент температуропроводности характеризует скорость прогрева пород (или скорость распространения изотермических границ):

Коэффициенты линейного (_L) и объемного (_v) расширения характеризуют изменение размеров породы при нагревании:

;

Теплоемкость пород зависит от минералогического состава пород и не зависит от строения и структуры минералов. Удельная теплоемкость увеличивается при уменьшении плотности породы и растет с увеличением температуры и влажности в пределах 0,4-2 кДж/(кгК).

50. Состав и физические свойства природных газов и нефти.

Как и все каустобиолиты, нефть содержит углерод, водород и кислород в следующих средних соотношениях: С 85 %; Н 13,5 %; О 1,5 %. Кроме этого, часто в нефти содержатся сера и азот (до 5 %).

Нефть составляют УВ трех основных групп: метановые, нафтеновые и ароматические. Метановые УВ (алканы) относятся к предельным УВ и со­ответствуют химической формуле С_nC_2n+n

УВ с числом атомов углерода до 4 - газ, от 5 до 16 - жидкость, выше 16 - твердые (парафин).

Нафтеновые УВ - С_nC_2n (цикланы)

Ароматические УВ (арены) бедны водородом, а химическая формула имеет вид кольца (С_ПН_П):

Различают нефти метановые (метановых УВ более 65 %), нафте­новые (нафтеновых УВ более 66 %), нафтено-метановые и ароматические.

К основным показателям физических свойств нефтей относятся плот­ность, вязкость, температура застывания, кипения и испарения, теплота сгорания, растворимость, электрические и оптические характеристики.

Углеводородный природный газ образует как самостоятельные про­мышленные скопления, так и встречается в земной коре вместе с нефтью. Он представляет собой смесь нескольких газов: 95 % метан СН₄, осталь­ное - этан С₂Н₆, пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀ и другие метановые УВ. Основ­ные свойства газа: молекулярная масса, плотность, вязкость, раствори­мость, сорбционная способность, упругость паров, критическое давление, теплотворность, теплоемкость, температура.

Как видим, нефть и газ - это сложные естественные соединения УВ. Как правило, нефть имеет темный цвет, резкий запах, масляниста наощупь; плотность нефти менее 1000 кг/м³. Газ бесцветен, не имеет запаха, тяжелее воздуха, ядовит; в смеси с воздухом взрывоопасен.