Связь теплопроводности с другими петрофизическими величинами

Существуют разные мнения по вопросу о вкладе в теплопроводность отдельных ее составляющих, он определяется минеральным составом породы, коэффициентами ее пористости и насыщения, размером и формой пор и зерен, температурой и давлением. С ростом пористости теплопроводность уменьшается, что объясняется более низкой теплопроводностью жидкости и особенно газа в порах пород по сравнению с теплопроводностью их твердой фазы.

В большинстве случаев теплопроводность можно считать аддитивной величиной, и для насыщенной жидкостью породы она может быть выражена следующим выражением:

,

в частности, для водонефтенасыщенной:

.

Вполне аналогичные выражения могут быть записаны и для теплоемкости среды.

Размер зерен, определяющих эффективный диаметр пор, конечно, должен также влиять на теплопроводность. Низкую теплопроводность глин связывают не только с малой теплопроводностью, но и со значительной дисперсностью их частиц.

Для песчано-глинистых и других пород найдены и прямые корреляционные связи: между теплопроводностью водонасыщенной породы λ_вп и плотностью породы δ_с (рис. 1.7.1),

Рис. 1.7.1. Связь между коэффициентом теплопроводности и плотностью для песчаников и известняков. Песчаники: 1 — кварцевые; 2 — полевошпатовые; 3 — с неизвестным минеральным составом; 4 — известняки; 5— кварцит; λвп — определялось на максимально влажных, δс — на сухих образцах

теплопроводностью породы λ_с и объемной теплоемкостью с_v (рис. 1.7.2), теплопроводностью и модулем Юнга Е (рис. 1.7.3),а также удельной электропроводностью (рис. 1.7.4). Первые две зависимости объясняются тем, что каждая из сопоставляемых величин в отдельности находится в определенной связи с пористостью.

.	Рис.1.7.2. Связь между коэффициентом теплопроводности и объемной теплоемкостью
Рис.1.7.3. Связь между коэффициентом теплопроводности и модулем Юнга для железистых кварцитов (λc. измерен перпендикулярно к слоистости).	Рис. 1.7.4. Связь между коэффициентом теплопроводности и удельной электропроводностью для гематитовой руды.

Прямые корреляционные связи λ=f (E) и λ=f (σ), установленные также для железистых кварцитов (рис.1.7.3) и гематитовой руды (рис.1.7.4), объясняются иначе — тем, что каждая из сопоставляемых величин определенным образом зависит от содержания в руде электронно-проводящего компонента (окислов железа и гематита).