Метод естественного теплового поля

В методе естественного теплового поля изучают распределение в скважине температур, создаваемых региональным тепловым полем земли и локальными тепловыми полями, возникающими в горных породах при их пересечении скважиной.

При исследованиях регионального теплового поля земли изучают величину геотермического градиента Г (град/м), определяющего скорость нарастания температуры t в скважине с глубиной h, или величину, обратную геотермическому градиенту, - геотермическую ступень G=1/Г. Величина геотермического градиента зависит от плотности естественного теплового потока q и удельного теплового сопротивления горных пород Г=qζ.. В осадочных отложениях наибольшим тепловым сопротивлением характеризуются глины, наименьшим - гидрохимические и карбонатные осадки.

Естественные локальные тепловые поля возникают в скважине за счет физико-химических процессов, протекающих в породах и на контактах их с буровым раствором, с выделением или поглощением тепла. Повышение температур в скважинах, связанное с окислительными процессами, наблюдается против залежей сульфидов и каменных углей; локальные понижения температур в скважинах - против галогенных и газонефтеносных пластов.

В первом случае понижение температур связано с эндотермическим процессом растворения галоидов, во втором - с дроссельным процессом расширения газа и перехода углеводородов из жидкой фазы в газообразную при понижении пластового давления. Локальные тепловые поля возникают также против водоносных горизонтов с циркулирующими в них водами. На термограммах, зарегистрированных высокочувствительными термометрами, все эти полезные ископаемые отмечаются соответственно повышением или понижением температур.

Область применения метода - определение геотермического градиента Г, расчленение разреза скважин по тепловым свойствам пород, выделение полезных ископаемых (газ, нефть, каменный уголь, сульфиды, каменная соль), изучение глубинной тектоники района исследований.