Процесс переноса тепла в угольном пласте с изменяющимися теплофизическими свойствами
- Authors: Абдулагатов И.1,2, Рамазанова А.1
-
Affiliations:
- Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики ‒ филиал Объединенного института высоких температур РАН
- Дагестанский государственный университет
- Issue: Vol 61, No 3 (2023)
- Pages: 391-397
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0040-3644/article/view/232649
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0040364423030018
- ID: 232649
Cite item
Abstract
Приведены новые экспериментальные термодинамически согласованные данные температурной зависимости температуропроводности, теплоемкости и рассчитанной на их основе теплопроводности (λ = аρСР) черного угля. Экспериментально исследовано влияние термического разложения (пиролиза) угля вблизи 700 К, испарения влаги и других легко летучих компонентов угля при 380 К на поведение теплоемкости и теплопроводности. Измерения проводились бесконтактным методом лазерной вспышки (Netzsch LFA 457) в интервале температур 301‒823 К. По измеренным значениям температуропроводности черного угля исследован процесс переноса тепла в угольном пласте. Показано, что учет температурной зависимости температуропроводности среды при решении уравнения теплопереноса существенно влияет на распределение температуры в пласте.
About the authors
И. Абдулагатов
Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики ‒ филиалОбъединенного института высоких температур РАН; Дагестанский государственный университет
Author for correspondence.
Email: ilmutdina@gmail.com
Россия, Махачкала; Россия, Махачкала
А. Рамазанова
Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики ‒ филиалОбъединенного института высоких температур РАН
Email: ilmutdina@gmail.com
Россия, Махачкала
References
- Hofmeister A.M. Thermal Diffusivity of Garnets at High Temperature // Phys. Chem. Miner. 2006. V. 33. P. 45.
- Hofmeister A.M. Inference of High Thermal Transport in the Lower Mantle from Laser-flash Experiments and the Damped Harmonic Oscillator Model // Phys. Earth Planet. Inter. 2008. V. 170. P. 201.
- Zhang L. Potential Assessment of CO2 Injection for Heat Mining and Geological Storage in Geothermal Reservoirs of China // Appl. Energy. 2014. V. 122. P. 237.
- Holt J.B. Thermal Diffusivity of Olivine // Earth Planet. Sci. 1975. V. 27. P. 404.
- Buttner R., Zimanowski B., Blumm J., Hagemann L. Thermal Conductivity of a Volcanic Rock Material (Olivine–Melilitite) in the Temperature Range between 288 and 1470 K // J. Volcanol. Geotherm. Res. 1998. V. 80. P. 293.
- Degiovanni A., Andre S., Maillet D. Phonic Conductivity Measurement of a Semi-transparent Material // Thermal Conductivity. Ed. Tong T.W. Lancaster, PN: Technomic, 1994. V. 22. P. 623.
- Popov Y.A., Pribnow D., Sass J.H., Williams C.F., Burkhardt H. Characterization of Rock Thermal Conductivity by High-resolution Optical Scanning // Geothermics. 1999. V. 28. P. 253.
- Pertermann M., Whittington A.G., Hofmeister A.M., Spera F.J., Zayak J. Transport Properties of Low-sanidine Single-crystals, Glasses and Melts at High Temperature // Contrib. Mineral. Petrol. 2008. V. 155. P. 689.
- Abdulagatov I.M., Abdulagatova Z.Z., Grigor’ev B.A., Kallaev S.N., Omarov Z.M., Bakmaev A.G., Ramazanova A.E., Rabadanov K.M. Thermal Diffusivity, Heat Capacity, and Thermal Conductivity of Oil Reservoir Rock at High Temperatures // Int. J. Thermophys. 2021. V. 42. P. 135.
- Abdulagatov I.M., Abdulagatova Z.Z., Kallaev S.N., Bakmaev A.G., Ranjith P.G. Thermal-diffusivity and Heat-Capacity Measurements of Sandstone at High Temperatures Using Laser-Flash and DSC Methods // Int. J. Thermophys. 2015. V. 36. P. 658.
- Abdulagatova Z.Z., Kallaev S.N., Omarov Z.M., Bakmaev A.G., Grigor’ev B.A., Abdulagatov I.M. Temperature Effect on Thermal-Diffusivity and Heat-Capacity and Derived Values of Thermal-conductivity of Reservoir Rock Materials // Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources. 2020. V. 6. P. 8.
- Abdulagatov I.M., Abdulagatova Z.Z., Kallaev S.N., Bakmaev A.G., Omarov Z.M. Heat Capacity and Thermal Diffusivity of Heavy Oil Saturated Rock Materials at High Temperatures // J. Therm. Anal. Calorim. 2020. V. 142 (1). P. 519.
- Min S., Blumm J., Lindemann A. A New Laser-Flash System for Measurement of the Thermophysical Properties // Thermochim. Acta. 2007. V. 455. P. 46.
- Vozar V., Hohenauer W. Uncertainty of Thermal Diffusivity Measurements Using the Laser-flash Method // Int. J. Thermophys. 2005. V. 26. P. 1899.
- ASTM E1461-13 Standard Test Method for Thermal Diffusivity by the Flash Method, 2013.
- ISO 22007-4:2008. Plastics-determination of Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity. Part 4: Laser Flash Method, 2008.
- Cowan R.D. Pulse Method of Measuring Thermal Diffusivity at High Temperatures // J. Appl. Phys. 1963. V. 34. P. 926.
- Mehling H., Hautzinger G., Nilsson O., Fricke J., Hofmann R., Hahn O. Thermal Diffusivity of Semitransparent Materials Determined by the Laser-flash Method Applying a New Analytical Model // Int. J. Thermophys. 1998. V. 19. P. 941.
- Abdulagatov I.M., Abdulagatova Z.Z., Kallaev S.N., Bakmaev A.G., Omarov Z.M., Ranjith P.G. Heat-capacity Measurements of Sandstone at High Temperatures // J. Zhao (Australia). 2016. P. 493.
- Абдулагатов И.М., Григорьев Б.А., Абдулагатова З.З., Каллаев С.Н., Бакмаев А.Г., Омаров З.М. Температуропроводность, теплоемкость и теплопроводность резервуарных пород // Вести газовой науки. Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов. М.: ВНИИГАЗ, 2021. № 1(46). С. 129.
- Абдулагатов И.М., Григорьев Б.А., Абдулагатова З.З., Каллаев С.Н., Бакмаев А.Г., Омаров З.М. Экспериментальное исследование тепловых свойств (теплопроводности, температуропроводности, теплоемкости) естественных резервуарных пород, насыщенных тяжелой нефтью // Вести газовой науки. Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов. М.: ВНИИГАЗ, 2022. № 4(49). С. 75.
- Gu Y.-Q. Thermophysical Properties of Chinese Coals // Science in China (Ser. A). 1991. V. 34. P. 201.
- Gosset D., Guillois O., Papoular R. Thermal Diffusivity of Compacted Coal // Carbon. 1996. V. 34. P. 369.
- Il’chenko K.D., Revenko M.B. Thermophysical Properties of Ukraine Coals // Metallurgy Thermal Engineering. Dnepropetrovsk: NMAU, 2009. V. 1. P. 110.
- Wen H., Lu J.-H., Xiao Y., Deng J. Temperature Dependence of Thermal Conductivity, Diffusivity and Specific Heat Capacity for Coal and Rocks from Coalfield // Thermochim. Acta. 2015. V. 619. P. 41.
- Dindi H., Ba X.-H., Krantz W.B. Thermal and Electrical Property Measurements for Coal // Fuel. 1989. V. 68. P. 185.
- MacDonald R.A., Callanan J.E., McDermott K.M. Heat Capacity of a Medium-volatile Bituminous Premium Coal from 300 to 520 K. Comparison with a High-volatile Bituminous Nonpremium Coal // Energy & Fuels. 1987. V. 1. P. 535.
- Szarawa J. Heat Capacity of Coal Over a Wide Temperature Range // Termodynamika Chemiczna. Warszawa, 1969. P. 74.
- Tomeczek J., Palugniok H. Specific Heat Capacity and Enthalpy of Coal Pyrolysis at Elevated Temperatures // Fuel. 1996. V. 75. P. 1089.
- Leśniak B., Słupik Ł., Jakubina G. The Determination of the Specific Heat Capacity of Coal Based on Literature Data // Chemik. 2013. V. 67. P. 566.
- Schloemer S., Teschner B., Poggenburg J., Seeger Ch. Gas and Temperature Monitoring of a Spontaneous Coal Fire in Wuda Coal Mining Area // Report of Coal Fire Project Phase A. Part B: Innovative Technologies for Exploration, Extinction and Monitoring of Coal Fires in North China, 2007.