توسعه یک مدل ریاضی جهت تخمین ضریب هدایت گرمایی سنگ با استفاده از آنالوژی بین انتقال الکتریسیته و انتقال حرارت

Abstract

ضریب هدایت گرمایی سنگ‌هایی که به‌صورت جزئی اشباع شده‌اند، به عواملی مانند خواص ماتریس سنگ و فضای متخلخل، سیالات موجود در سنگ و میزان اشباع آن‌ها بستگی دارد. ساختار پیچیده فضای متخلخل، مشکلات زیادی را برای پیش‌بینی ضریب هدایت گرمایی سنگ در درجه اشباعات مختلف ایجاد می‌کند. اگرچه محققین زیادی روابط تجربی و مدل‌های تئوری جهت تعیین ضریب هدایت گرمایی محیط‌های متخلخل و از جمله سنگ ارائه کرده‌اند، اما اکثر آن‌ها قابل کاربرد برای سنگ‌هایی است که تنها با یک سیال به‌صورت کامل اشباع شده باشند. می‌توان از آنالوژی بین انتقال الکتریسیته و انتقال حرارت درون سنگ، جهت توسعه مدل‌های پیش‌بینی کننده ضریب هدایت گرمایی سنگ در شرایط اشباع جزئی استفاده کرد. در این مقاله، ضریب هدایت گرمایی برای شش مغزه کربناته یکی از مخازن جنوب ایران در شرایط خلأ و برای چهار نمونه از این شش نمونه در شرایط اشباع 100% با آب و چهار اشباع جزئی با آب (فاز دوم هوا)، توسط دستگاهی که در دانشگاه صنعت نفت طراحی و ساخته شده است، اندازه‌گیری شد. نتایج نشان می‌دهد که ضریب هدایت گرمایی در شرایط خلأ با افزایش تخلخل، کاهش می‌یابد. علاوه‌بر این، آزمایش‌ها روشن می‌سازد که ضریب هدایت گرمایی با افزایش درجه اشباع آب، افزایش می‌یابد. همچنین در این کار، یک مدل ریاضی برای پیش‌بینی ضریب هدایت گرمایی سنگ‌هایی که به‌صورت جزئی با آب اشباع شده‌اند، ارائه شد. اساس این مدل، آنالوژی بین انتقال الکتریسیته و انتقال حرارت است که نتایج آزمایشگاهی، کاربردی بودن آن را تأیید می‌کند.