Основные определения. Геотермический градиент и геотермическая ступень

Геотермический градиент и геотермическая ступень. Кроме распределения температуры по стволу скважины, характеризующей тепловое поле земных недр, к основным геотермическим параметрам относят геотермический градиент, геотермическую ступень, тепловые свойства горных пород (связанные с литолого-минералогическим составом различных стратиграфических толщ), а также плотность теплового потока и радиогенную теплогенерацию горных пород.

Геотермический градиент λ = (ΔТ/Δz) представляет собой скорость нарастания температуры с глубиной (см. рисунок), измеряется обычно в мК/м, иногда – °С/100м. Геотермическая ступень Г = (Δz/ΔТ) – величина, обратная геотермическому градиенту – это интервал глубины, на котором происходит увеличение температуры на 1 °С (м/°С).

Тепловые свойства горных пород. Существуют три коэффициента, полностью характеризующие тепловые свойства горных пород, как непроницаемых для флюидов, так и насыщенных пластовыми жидкостями (вода, рассолы, нефть):

· коэффициент теплопроводности,

· коэффициент объемной теплоемкости и

· коэффициент температуропроводности.

Коэффициент теплопроводности характеризует способность горных пород передавать тепло. Он используется для вычисления плотности теплового потока, тогда как коэффициент объемной теплоемкости характеризует количество тепла, необходимое для нагрева единичного объема горной породы на 1 °С. Он необходим для расчета плотности ресурсов геотермальной энергии, наконец – коэффициент температуропроводностихарактеризует скорость распространения температурной волны в горных породах.Оннеобходим для расчетов скорости распространения температурного фронта в горных породах при рассмотрении либо моделировании нестационарных тепловых полей в горных породах, например – охлаждение пласта при закачке холодных вод с поверхности при законтурном, либо внутриконтурном заводнении в ходе разработки нефтяных месторождений.