Геотермический градиент чему равен
Геотермический градиент
Смотреть что такое «Геотермический градиент» в других словарях:
Геотермический градиент — Геотермический градиент физическая величина, описывающая прирост температуры горных пород в °С на определенном участке земной толщи. Математически выражается изменением температуры, приходящимся на единицу глубины. В геологии при расчете… … Википедия
Геотермический градиент — повышение температуры на каждые 100м углубления от зоны постоянной температуры. В разных местах и на разных глубинах тлеет неодинаковую, величину … Геологические термины
Геотермический градиент — (a. geothermal gradient; н. geothermische Teufenstufe, geothermischer Gradient; ф. gradient geothermique, gradient de temperature; и. gradiente geotermico) величина, на к рую повышается темп pa с увеличением глубины недр (на 1 или 100 м) … Геологическая энциклопедия
геотермический градиент — Приращение температуры в градусах на каждую единицу (100 м, 1000 м и т.д.) глубины. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие термины строение и состав Земли EN… … Справочник технического переводчика
геотермический градиент — Величина, на которую повышается температура горных пород с увеличением глубины … Словарь по географии
геотермический градиент — величина, на которую повышается температура горных пород в земной коре с увеличением глубины залегания на каждые 100 м. В среднем величина геотермического градиента приблизительно равна 3ºC. * * * ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ,… … Энциклопедический словарь
геотермический градиент — geoterminis gradientas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. geothermal gradient vok. geothermischer Gradient, m rus. геотермический градиент, m pranc. gradient géothermique, m … Fizikos terminų žodynas
ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ — величина, характеризующая нарастание темп ры горных пород по мере увеличения глубины их залегания в земной коре. В среднем на каждые 100 м темп pa в недрах Земли возрастает на 3 °С. Г. г. зависит от геол. строения, теплопроводности горных пород,… … Большой энциклопедический политехнический словарь
ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ — величина, на к руго повышается темп pa горн. пород в земной коре с увеличением глубины залегания на каждые 100 м. В ср. величина Г. г. прибл. равна 3°С … Естествознание. Энциклопедический словарь
Геотермический градиент
Большую роль в исследовании геотермического градиента сыграла Кольская сверхглубокая скважина. При её заложении расчёты велись в соответствии с 10 °C на километр. Проектная глубина Кольской скважины была 15 км. Соответственно, это означало, что ожидаемая температура была порядка +150 °C. Однако, градиент 10 °C/км был только до трёх километров, а дальше градиент стал увеличиваться таким образом, что на глубине 7 км температура составляла 120 °C, 10 км — 180 °C, 12 км — 220 °C. Предполагается, что на проектной глубине температура должна быть равна +280 °C.Наибольший геотермический градиент, равный 150 °С на 1 км, зарегистрирован в штате Орегон (США); наименьший — в ЮАР (6 °С на 1 км).
Помимо общетеоретического значения описание геотермического градиента имеет значительный практический смысл, особенно в свете ожидаемого глобального топливно-сырьевого кризиса. Значение геотермического градиента окажет решающую роль на распространение геотермальной энергетики.
Связанные понятия
Изоба́ры — изолинии величин атмосферного давления. На карте изображаются как линии, соединяющие места с одинаковым давлением. Чаще всего изобарические линии изображаются на метеорологических картах.
Палеомагнитный (археомагнитный) метод датирования — метод датирования горных пород и глины с помощью выявления остаточной намагниченности. Применяется в геологии и археологии.
Изогипсы (от др.-греч. ισος — равный и др.-греч. ὕψος — высота), горизонталь — частный случай изолинии, линия на карте, состоящая из точек с одинаковой высотой над уровнем моря или другим выбранным уровнем.
Геотермальный градиент
Сложно представить, что можно рассчитать температуру внутри земли. Наша планета имеет глубину 6.000 километров, пока не достигнет ядра. Несмотря на это, человек достиг глубины всего 12 км. Однако у нас есть различные методы, позволяющие рассчитать температуру на глубине. Изменчивость температуры в зависимости от глубины земной коры известна под названием геотермальный градиент.
В этой статье мы расскажем вам обо всех характеристиках и важности геотермального градиента.
Что такое геотермический градиент
Геотермальный градиент это не что иное, как изменение температуры как функция глубины, которую мы находим. Температуру можно измерить в первых километрах земной коры, и они увеличиваются в глубину после среднего давления в 3 градуса на каждые 100 метров глубины. Связь между изменением температуры и глубины называется геотермическим градиентом. Естественное тепло ядра Земли связано с различными физическими и химическими процессами, происходящими внутри. Есть также другие факторы, которые входят в это уравнение, чтобы иметь возможность рассчитать температуру.
Características principales
Давайте посмотрим, какие факторы влияют на значение геотермического градиента:
С другой стороны, у нас есть участки разгрузки, где происходит обратное. Подъем горячей воды на глубине вызывает увеличение геотермического градиента. Следовательно, значение, которое будет принимать геотермический градиент, варьируется в зависимости от геологического и структурного контекста, различия между техническими свойствами горных пород и циркуляцией подземных вод. Все эти факторы заставляют это повышение температуры различаться по глубине.
Поток и распространение земного тепла
Мы знаем, что тепло, выделяемое нашей планетой, можно количественно измерить по поверхностному тепловому потоку. Это количество тепла, которое планета теряет на единицу площади и времени. Поверхностный тепловой поток рассчитывается как произведение геотермического градиента и теплопроводности среды. То есть значение геотермического градиента, умноженное на способность проводить тепло в конкретной среде, в которой мы находимся. Таким образом мы узнаем общее количество потерь тепла в определенной области.
Есть множество нефтяных скважин, в которых значения в 100 градусов достигаются на глубине около 4.000 метров. С другой стороны, в районах, где происходят извержения вулканов, различные материалы выносятся на поверхность земли при высоких температурах, которые поступают из гораздо более глубоких областей. Толщина части земной коры превышает несколько десятков сантиметров. Он отличается тем, что его температура зависит от существующей температуры поверхности и показывает большое разнообразие суточных и сезонных температур. Чем глубже, тем меньше влияние внешней температуры.
Когда мы достигаем определенного уровня глубины, температура постоянна и равна средней температуре поверхности места. Эта зона называется нейтральным уровнем постоянной температуры озона.
Глубина и геотермический градиент
Глубина, на которой находится нейтральный уровень с постоянными температурами, обычно колеблется от 2 до 40 метров. Это тем сильнее, чем более суровый климат преобладает на земной поверхности. Ниже нейтрального уровня температура начинает повышаться с глубиной. Это увеличение неравномерно во всех областях. В первом он более поверхностный, чем земная кора, среднее значение геотермического градиента составляет около 33 метров. Это означает, что вам придется погрузиться на глубину 33 метра, чтобы температура повысилась на 1 градус. Таким образом, Устанавливается между средним геотермическим уклоном 3 градуса каждые 100 метров.
Средние значения применимы только к наиболее удаленным областям коры, поскольку они могут поддерживаться по всему радиусу. На больших глубинах температуры выше, поскольку материалы плавятся на глубине всего в несколько сотен километров.
Сегодня мы знаем, что по оценкам большинства геофизиков, температура в самых внутренних частях планеты не превышает нескольких тысяч градусов. В большинстве, некоторые оценивают значения около 5.000 градусов. Все это приводит к тому, что геотермальный градиент уменьшается с глубиной после достижения определенной подземной квоты.
Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о геотермическом градиенте и его характеристиках.
Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.
Полный путь к статье: Сетевая метеорология » Геология » Геотермальный градиент
Геотермическии градиент
Величина геотермического градиента равна отношению разности пластовой температуры и среднегодовой температуры на поверхности к глубине залегания пласта.
Геотермическии градиент = (пластовая температура ‑ среднегодовая температура)/глубина залегания пласта
Величина геотермического градиента может быть выражена по-разному. Иногда она выражается в градусах Фаренгейта на 100 футов глубины, составляя в
Фиг. 9-14. Геотермический градиент (около 1°F/62,5 фут), нефтяное месторождение Элк-Бейсин, Вайоминг (Espach, Fry, U.S. Bur. Mines, RI 4768, Fig. 12, opp., p. 10).
Фиг. 9-15. Градиенты температуры и давления, группа месторождений района Большая Офисина, Венесуэла (геотермический градиент равен примерно 1°F/50 фут глубины (Неdberg, Sass, Funkhouser, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 31, p. 2124, Fig. 11, 1947).
среднем 2°F на 100 футов (1°С на каждые 27,5 м). Более распространено обратное выражение ‑ количество футов возрастания глубины, приходящееся на 1°F увеличения температуры¹. Этот показатель составляет в среднем 50 футов/Г F, изменяясь от 20 до 180 футов на 1°F. Таким образом, на забое 5000-футовой скважины
температура должна достигать 160°F (температура на поверхности 60°F плюс 100°F ‑ по средней величине градиента для глубины 5000 футов). Типичные геотермические градиенты показаны на фиг. 9-14, 9-15 и 9-16. Аномально высокие величины геотермического градиента достигают 20-40 футов/°F, а аномально низкие ‑ 120-180 футов/°F.
Изотермическая поверхность ‑ это такая поверхность, на которой температура постоянна во всех точках. На профиле фиг. 9-17 показан ряд изотермических поверхностей между городами Талса и Оклахома-Сити в Оклахоме. В частности, геотермическая поверхность, соответствующая
Фиг. 9-16. Геотермические градиенты, группа залежей в северо-восточном Техасе и северо-западной Луизиане (величина градиента изменяется от 1°F/44 фут/лр 1° F/50 фут) (Nichols, Tech. Paper 2114, Trans. Am. Inst. Min. Met. Engrs., 170, p. 46, Fig. 2, 1947).
100°F близ Оклахома-Сити располагается на глубине около 4200 футов, а близ Талсы, в 100 милях от первого, на глубине 1800 футов [27]. Это значит, что геотермический градиент близ Оклахома-Сити равен примерно 1°F на 100 футов, в то время как близ Талсы ‑ 1°F на 36 футов. Разрез в районе Талсы представлен более древними, чем в районе Оклахома-Сити, докембрийскими гранитами и метаморфическими породами фундамента, характеризующимися и более высокой степенью теплопроводности.
Геотермический градиент может быть показан в виде изолиний. Линии равных значений температуры, расположенные на какой-либо поверхности выше или ниже уровня моря, называются изогеотермами. Если горизонтали, проведенные через 100 футов глубины соответствуют геотермическому градиенту, то такие карты называются картами изоградиентов. На фиг. 9-18 показаны карты изоградиентов для некоторых районов Техаса, Нью-Мексико, Оклахомы, Арканзаса и Луизианы, где величина геотермического градиента варьирует примерно в пределах 0,4-2,2°F на 100 футов глубины [28]. Интересен аномально низкий градиент температур, образующий «впадины» примерно в центральной части бассейна Мидленд в Нью-Мексико и западном Техасе.
Возрастающий интерес к добыче нефти и газа с глубин свыше 15 000 футов (4,5 км) вызывает ряд проблем, связанных с влиянием высоких давлений и температур, которые могут быть встречены на этих глубинах. В США температура 212°F (100°С) была зафиксирована в трех случаях на глубинах менее 7000 футов и в трех случаях ‑ на глубинах свыше 10 000 футов [29]. Критическая температура воды 374° С (705°F), судя по расчетам, характерна для глубины, значительно
Фиг. 9-17. Профиль, показывающий изменение пложения изотермических поверхностей между городами Оклахома-Сити и Талса на расстоянии примерно 100 миль (McCutchin, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 14, p. 542, Fig. 2).
Изотерма 100°F располагается на глубинах, соответствующих изменению величины геотермического градиента от 1°F/107 фут на западе до 1°F/36,5 фут на востоке, примерно параллельно напластованию осадков. Наиболее древние палеозойские отложения и докембрийские граниты в восточной части профиля располагаются ближе к поверхности, чем в западной.
превышающей 30 000 футов (9 км). Давления и температуры, замеренные в нескольких глубоких скважинах, приведены в табл. 9-1. Следует заметить, что градиенты давления
Фиг. 9-18. Карта изотермальных градиентов Техаса и части Луизианы в градусах Фаренгейта на 100 футов глубины (Nichols, Trans. Am. Inst. Min. Met. Engrs., 170, p. 46, Fig. 2, 1947).
Величина пластовой температуры в любой точке карты может быть определена путем умножения величины геотермального градиента в этой точке на глубину и прибавления к получившемуся результату среднегодовой температуры на поверхности 74°F.
и температуры в некоторых из этих глубоких скважин даже меньше, чем во многих нефтегазоносных районах, характеризующихся высокими значениями градиентов.
Когда замеры температур произведены достаточно тщательно, то на диаграммах температура ‑ глубина градиент обычно представляет собой линию, слегка изогнутую в сторону оси глубин. С глубиной наклон этой линии слегка увеличивается, что указывает на постепенное возрастание градиента температуры по мере погружения [29].
Геотермический градиент, замеренный в той или иной скважине либо в том или ином районе, может варьировать в зависимости от типа пород, слагающих разрез. В частности, в одной из скважин, пробуренных в Нью-Мексико [30 ], замерены следующие градиенты для различных типов отложений:
Средний геотермический градиент по этой скважине, максимальная глубина которой 6 683 фута (пермь), составляет 131,8 фут/°F, причем в интервале глубин 0-3 500 футов он равен 2°F на 100 футов, а в интервале 3 500-6 300 футов ‑ 1,2°F на 100 футов. Примерно такой же характер имеет усредненная кривая геотермического градиента по восьми исследованным скважинам месторождения Рейнджли в Колорадо [31], показанная на фиг. 9-19, на которой изменения геотермического градиента происходят на отметке 1800 футов выше уровня моря, где глинистые породы формации Манкос (верхний мел) налегают на песчаники формации Дакота (верхний мел). На фиг. 9-20 показано изменение геотермического градиента в залежи месторождения Ла-Пас в западной Венесуэле. Величина геотермического градиента изменяется от 1,66° F/100 фут в интервале 0-4000 футов до 1,0°F на 100 футов ниже этой глубины, соответствующей переходу от третичных песчаников и сланцев к меловым известнякам. Во всех приведенных случаях изменения величины градиента, по-видимому, лучше всего объясняются изменением теплопро водности (см. стр. 398: глава 9, источники тепловой энергии. – А.Ф.) вскрытых скважинами
Фиг. 9-19. Усредненная ттоооп кривая по восьми температурным градиентам месторождения Рейнджли, Колорадо (Cupps, Lipstate, Fru U.S. Bur. Mines, RI 4761, Fig. 5, 1951).
Изменение величины градиента от 1°F/51 фут дo 1°F/68 фут на отметке 1800 футов выше уровня моря (на глубине около3500 футов) соответствует контакту подошвы сланцев Манкос и кровли песчаников Дакота (мел), что, видимо, связано с различной теплопроводностью песчаников и сланцев.
Величина геотермического градиента может изменяться и в пределах локальной структуры, Например, величины геотермического градиента, замеренные в сводовых частях 57 антиклинальных складок [32], составляют 47,4-50,6 футов на 1°F, а на крыльях этих же складок ‑ 51,3-62,1 фута на 1°F. Детальное изучение пластовой температуры в песчаниках Уэбер (пенсильваний) на месторождении Рейнджли в Колорадо также свидетельствует о влиянии на величину замеряемой температуры положения скважины на структуре. На фиг. 9-21 видно, что изотерма 160°F повышается на своде и снижается на крыле антиклинали. Нефтеносные антиклинальные складки в Оклахоме также характеризуются относительно повышенными температурами по сравнению с окружающими участками [26]. Различия эти очень малы, но вполне измеримы и безусловно закономерны.
Исследования, проведенные в Калифорнии [33] и долине Рейна [34], свидетельствуют о том, что само по себе наличие в пластах нефти и газа не влияет на температуру. Последняя изменяется главным образом в связи
Фиг. 9-20. Изменение величины геотермического градиента от дневной поверхности до подошвы песчаников Газарс, до глубины около 4000 футов, и в меловых известняках в интервале 4000-9000 футов (среднегодовая температура на поверхности 83,3°F) (Rоjas, Smith, Austin, Report of Ministry of Mines and Hydrocarbons, Venezuela, Nat. Petr. Convention, p. 214, Fig. 5, 1951).
с изменением структурного положения точки замера: в точках более высокого гипсометрического положения температура повышается независимо от наличия нефти. Положительные температурные аномалии фиксируются также над
Фиг. 9-21. Изогеотермический профиль месторождения Рейнджли, Колорадо (Lipstate, Fry, U.S. Bur. Mines, RI 4761, opp., p. 6, Fig. 6, 1951).
Замеры температуры произведены вкрест простирания структуры. Изогеотерма 160°F пересекает кровлю продуктивных песчаников Уэбер (пенсильваний) на крутом крыле складки. а ‑ кровля песчаников Уэбер; б ‑ плоскость через главную ось складки по кровле песчаников Уэбер.
соляными куполами. По-видимому, повышение температуры над приподнятыми участками объясняется более близким залеганием к поверхности пород, имеющих более высокую температуру. Теоретически по температурным картам неглубоких горизонтов можно выявить положительные структуры, однако стоимость этих работ, видимо, значительно выше, чем других методов структурного картирования.
Геотермический градиент
Смотреть что такое «Геотермический градиент» в других словарях:
Геотермический градиент — Геотермический градиент физическая величина, описывающая прирост температуры горных пород в °С на определенном участке земной толщи. Математически выражается изменением температуры, приходящимся на единицу глубины. В геологии при расчете… … Википедия
Геотермический градиент — повышение температуры на каждые 100м углубления от зоны постоянной температуры. В разных местах и на разных глубинах тлеет неодинаковую, величину … Геологические термины
геотермический градиент — Приращение температуры в градусах на каждую единицу (100 м, 1000 м и т.д.) глубины. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие термины строение и состав Земли EN… … Справочник технического переводчика
геотермический градиент — Величина, на которую повышается температура горных пород с увеличением глубины … Словарь по географии
геотермический градиент — величина, на которую повышается температура горных пород в земной коре с увеличением глубины залегания на каждые 100 м. В среднем величина геотермического градиента приблизительно равна 3ºC. * * * ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ,… … Энциклопедический словарь
геотермический градиент — geoterminis gradientas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. geothermal gradient vok. geothermischer Gradient, m rus. геотермический градиент, m pranc. gradient géothermique, m … Fizikos terminų žodynas
Геотермический градиент — величина, на которую повышается температура горных пород с увеличением глубин залегания на каждые 100 м. В среднем для глубин коры, доступных непосредственным температурным измерениям, величина Г. г. принимается равной приблизительно 3°С … Большая советская энциклопедия
ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ — величина, характеризующая нарастание темп ры горных пород по мере увеличения глубины их залегания в земной коре. В среднем на каждые 100 м темп pa в недрах Земли возрастает на 3 °С. Г. г. зависит от геол. строения, теплопроводности горных пород,… … Большой энциклопедический политехнический словарь
ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ — величина, на к руго повышается темп pa горн. пород в земной коре с увеличением глубины залегания на каждые 100 м. В ср. величина Г. г. прибл. равна 3°С … Естествознание. Энциклопедический словарь