Описана методика теплофизических исследований, которая обеспечивает измерения комплекса тепловых свойств - теплопроводности, температуропроводности, объёмной теплоёмкости, коэффициента тепловой анизотропии - на стандартный образцах пород (цилиндры диаметром и высотой 30 мм), широко используемых в лабораторной нефтегазовой петрофизике. Изложены теоретические основы исследований анизотропных стандартный образцов пород при произвольной ориентации главным осей теплопроводности. Методика позволяет измерять тепловые свойства вместе с другими свойствами пород на одних и тех же образцах пород, что обеспечивает получение надежным данным о корреляционных связях тепловым свойств с другими свойствами. Важным достоинством методики исследований является возможность получения экспериментальным данных о тепловых свойствах образцов пород, последовательно насыщаемым различными поровыми флюидами. Исследования на коллекциях стандартным образцов пород с широким диапазоном пористости позволяет определять тепловые свойства минеральной матрицы пород, что необходимо при бассейновом и гидродинамическом моделировании при помощи современным симуляторов. Результаты теплофизических исследований образцов стандартного керна дают возможность оценивать адекватность теоретических моделей теплопроводности реальным свойствам пород, определять необходимые корректирующие поправки и вносить их в современные теоретические модели теплопроводности. Показано, что применение теоретической модели среднего геометрического для оценки теплопроводности пород требует использования в ней корректирующего фактора, который может быть определен путем измерений на стандартным образцах. Приводятся полученные оценки корректирующего фактора для карбонатным пород. Результаты исследований коллекции образцов пород баженовской свиты позволили установить уравнение регрессии, характеризующее связь между теплопроводностью и общим содержанием органического вещества для коллекции образцов низкопроницаемых пород-коллекторов, дали возможность определить теплопроводность минеральной матрицы пород. Установлены существенные особенности данным характеристик для радиоляритов. Приведены данные о корреляционной связи теплопроводности и скоростью продольной упругой волны, полученные при исследованиях стандартным образцов коллекции доломитов.
A technique of the thermal investigations of rock samples is described that provides measurements of the rock thermal conductivity, thermal diffusivity, volumetric heat capacity, and thermal anisotropy coefficient on standard core plugs (cylinders with a diameter and height of 30x30 mm) that are being used widely in laboratory oil&gas petrophysics. A theoretical basis of the anisotropic core plugs investigations is given when the principal axes of the thermal conductivity are oriented arbitrarily. The technique allows to measure the rock thermal properties and other rock properties just on the same rock samples that provides reliable data on correlations between the thermal properties and other properties. A technique important peculiarity is that the thermal property measurements on the core plugs successively saturated with the different fluids are possible. Determination of the thermal properties of the rock mineral matrix, that are necessary for the basin and hydrodynamic modeling with the modern simulators, became possible due to the technique application. The results of the thermal core plugs investigations can be used for testing of correspondence of the theoretical models of the thermal conductivity to real rock properties and for necessary theoretical model corrections estimations and their implementation in the theoretical models. It is demonstrated that application of the geometrical mean mixing law for the rock thermal conductivity prediction requires introduction of a correction factor that can be determined from the thermal measurements on the standard core plugs. Experimental estimations of the correction factors for carbonates are given. The thermal investigations of Bazhen formation rocks provided the data on the regression equations for correlations between the thermal conductivity and total organic carbon and on rock matrix thermal conductivity. Essential peculiarities of these characteristics were established for radiolarites. The data on correlations between the thermal conductivity and compressive sonic wave veiocity for dolomites are given that were obtained from the core plug collection investigations.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.