8.1. Температура в природних резервуарах земної кори

Енергетичні властивості нафтових і газових родовищ обумовлені термобаричними параметрами — тиском і температурою в природних резе­рвуарах земної кори.

Вивчення закономірностей зміни температури в земній корі з глиби­ною і розподіл по площі в окремих районах і областях має велике значення для вирішення геологічних і технічних завдань при пошуках, розвідці і розробці покладів нафти і газу. Знання температурного режиму в верхній оболонці земної кори полегшує розуміння процесів, пов'язаних з пізнан­ням тектоніки окремих регіонів, генезису вуглеводнів і їх накопичення в покладах, а також закономірностей переходу вуглеводнів з однієї фази в ін­шу. Крім того, інформація про температурні умови того або іншого регіону потрібна для успішного проведення будівництва свердловин і експлуатації нафтогазових покладів. Питаннями вивчення температури в земній корі і в цілому Землі займається наука, яку називають геотермією. Відомо, що тем­пература в земній корі з глибиною підвищується. Оцінку збільшення тем­ператури з глибиною проводять за допомогою понять геотермічного ступе­ня і геотермічного градієнта.

Геотермічний градієнт — величина, обернена геотермічному ступеню, тобто кількість градусів Цельсію, що припадають на 100 м збільшення гли­бини. У середньому геотермічний градієнт дорівнює 3,33 °С на 100 м, од­нак у різних районах залежно від геологічної будови він також коливається в широких межах. У передгірських прогинах і міжгірних западинах, де по­роди знаходяться в умовах тектонічних напружень, геотермічний градієні високий (відповідно геотермічний ступінь зменшується). У межах плат­форм геотермічний градієнт зменшується. На щитах, де на поверхню вихо­дять консолідовані гірські породи, геотермічний градієнт мінімальний і, зг даними Д.І. Дьяконова, знижується до 0,9—0,6 °С на 100 м, а геотермічний ступінь, відповідно, є максимальним.

Тепло в надрах земної кори генерується тепловими потоками з мантії Землі в результаті розпаду радіоактивних елементів, гравітаційного ущіль­нення осадової товщі земної кори і тектонічних процесів, які зумовлюють деформацію великих мас гірських порід під час їх переміщень. Підігріванн* гірських порід збільшується зі зменшенням їх теплопровідності. Так, відо­мо, що в розрізах осадової товщі земної кори, де переважають глинист утворення, які характеризуються відносно меншою теплопровідністю порі­вняно з іншими осадовими породами, геотермічні градієнти за інших рів­них умов трохи вищі, ніж у карбонатних породах унаслідок більшої тепло­провідності останніх.

За даними геотермічних досліджень не можна вважати, що збільшена температури, яке спостерігається з глибиною у верхніх шарах земної кори відбувається і в її нижніх шарах, а також у більш глибинних оболонка) планети. Дані щодо джерел тепла і теплових режимів земної кулі не даюті підстав думати, що Земля тільки випромінює так зване початкове тепло поступово охолоджується. Радіоактивні процеси, які проходять у земнії корі, підтримують у ній тепловий режим і навіть розігрівають верхні обо­лонки Землі. Результати геотермічних досліджень показали, що геотер­мічний градієнт, відомий для верхніх шарів земної кори, зберігається де глибини 20 км. Нижче збільшення температури сповільнюється.

Розглянемо такий приклад. Радіус Землі (по великій осі) дорівнює 6 377 397 м. Якщо уявити збільшення температури закономірністю, яку вста новлено у верхніх шарах земної кори (в середньому 3,3 °С на 100 м абс 1 °С на 33 м), то в центрі земної кулі температура мала б бути 193 254 гра­дусів. Це неможливо, земна куля не витримала б такої температури і пе­ретворилася би на газоподібну речовину. Навіть на поверхні Сонця, згідне з астрофізичними дослідженнями, температура не перевищує 9000 °С. Зе В.О. Магницьким, на глибині 100 км температура дорівнює приблизне 1300 °С, а не 3000 °С, як це виходить із середнього значення геотермічноге градієнта.

У табл. 8.1 наведено інформацію про температурні характеристики зі даними замірів у свердловинах нафтогазоносних регіонів України.