Метод естественного теплового поля земли (геотермия)

Тепловые потоки, замечаемые у поверхности Почвы — это суммарное проявление многих источников тепловой энергии, главными из которых являются энергия естественных радиоактивных превращений и солнечная радиация, и энергия, освобождающаяся при разных физико-химических процессах. Тепловой баланс поверхностных слоев зависит в основном от величины солнечной радиации.

Геотермическими изучениями установлено, что на континентах температура пород до глубин 10-40 м подвержена периодическим (суточным, сезонным и годовым) колебаниям, связанным с трансформацией интенсивности солнечного излучения. Слой, в котором годовых температур и колебания суточных становятся не большими, именуют нейтральным слоем. Для европейской части СНГ глубина его залегания принимается равной 25 м (для отечественных районов она » 19-20 м).

Ниже нейтрального слоя везде отмечается закономерное увеличение температуры с глубиной, определяемое внутренним теплом Почвы. Интенсивность увеличения температуры с глубиной определяется величиной геотермического градиента:

Г=dt/dz=q*z [град./м].

Величина, обратная геотермическому градиенту, именуется геотермической ступенью:

G=1/Г=1/q*С [М/Град.]

В практике значение геотермического градиента определяется величиной трансформации температуры, отнесенной к промежутку 100 м:

Г=(t2-t1)/(H2 – Н1)*100, где

t2 и t1 — температуры пород, зарегистрированные на глубинах Н2 и H1. Потому, что при постоянстве теплового потока q геотермический градиент пропорционален

Район Геотерм. ступень, м./град° Геотерм. град., град./100 м
Северный Кавказ 12.0 9.3
Донбасс 32,2 3,1
Эмба 33,3 3,0
Западная Украина 42,9 2,3
Белоруссия 86,5 1,2

сопротивлению пород z, то его величина возможно использована для литологического расчленения разреза скважин. Наряду с этим изучение тепловых особенностей горных пород вероятно как в обсаженных, так и в необсаженных скважинах. Это разъясняется тем, что тепловое сопротивление металлов мало если сравнивать с тепловым сопротивлением горных пород (к примеру, тепловое сопротивление железа в 40-80 раз ниже, чем глин).

При скважинных измерениях температур приходится измерять не температуру горных пород, а температуру бурового раствора. Это требует особой подготовки скважины:

1) Тщательной промывки (удаления шлама) в течение нескольких часов.

2) Заполнения скважины качественным буровым раствором (с малой скоростью осаждения глинистых частиц). Чистую воду применять запрещено из-за интенсивных процессов конвекции, исходя из этого используется вязкий буровой раствор с малым переносом тепла.

3) Выдержки скважин перед измерениями в течение долгого времени для восстановления теплового баланса между пластами и буровым раствором горных пород (не меньше 10 дней).

По окончании подготовки скважины создают температурные измерения, причем, измерения производятся на спуске скважинного прибора для предотвращения нарушения температурного баланса.

Метод естественного теплового поля земли (геотермия)

Напомним, что для каждого термометра благодаря его инерции должна быть подобрана собственная скорость каротажа, которая, помимо этого, зависит от проектной точности измерений. Дабы установить правильность выбора скорости каротажа в некоторых точках скважины спуск скважинного прибора прекращают и делают выдержку прибора. После этого спуск продолжают. При появлении характерных скачков на термограмме делается вывод о превышении скорости каротажа.

На региональное тепловое поле, обусловленное тепловым потоком, из недр Почвы накладываются местные тепловые поля. Их происхождение возможно позвано разными обстоятельствами.

Локальные тепловые поля в нефтегазоносных и газоносных горизонтах образуются при вскрытии и разработки пластов. Наряду с этим странности температуры обусловлены эффектом дросселирования газа (при фильтрации нефтепродуктов из пласта в скважину происходит адиабатическое расширение газа благодаря перепада давлений и происходит падение температуры флюида). Так, в эксплуатационных скважинах газоносный пласт отмечается отрицательной аномалией, амплитуда которой оценивается из соотношения:

, где

e — коэффициент Томпсона; рс и рпл — давления в пласте и скважине соответственно.

Коэффициент e вычисляют хорошим, в случае если газ при дросселировании охлаждается и напротив — отрицательным — в случае если газ нагревается. Как направляться из формулы, значения DT связаны не с числом поступающего в скважину газа, а с перепадом давлений. Исходя из этого маленькое количество газа может позвать большие по величине странности, и напротив высокодебитные пласты смогут отмечаться малыми странностями температуры.

Локальные тепловые поля в галогенных отложениях (каменная соль, сильвин и др.) обусловлены эндотермическими реакциями растворения солей в промывочной жидкости. Исходя из этого соленосные отложения на термограммах выделяются отрицательными странностями температуры.

Локальные тепловые поля в рудных территориях (сульфидные залежи) образуются в ходе экзотермических реакций окисления, протекающих под влиянием промывочной жидкости. Окисляющиеся рудные тела являются источником тепла, исходя из этого на термограммах рудные промежутки выделяются большими значениями температуры.

Локальные тепловые поля на угольных месторождениях связаны кроме этого с процессами окисления углей и содержащихся в них сульфидов. Исходя из этого угольные пласты смогут выделяться на термограммах повышенными значениями температуры.

Область применения способа:

1) Тектонические и гидрогеологические задачи региональной геологии:

— определение естественной температуры пород на заданной глубине;

— корреляция разрезов скважин;

— прогнозирование тектонического строения территорий (по геотермическим ступеням);

— получение гидрогеологической и мерзлотной черт исследуемых районов.

2) Детальное расчленение разрезов скважин в комплексе с другими способами.

3) Контроль глубины перфорации при вскрытии нефтяных пластов.

Монтаж геотермального теплообменника вентиляции

Похожие статьи:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector