8.4.1. Tr−ờng nhiệt độ trong giếng khoan khoan
Ph−ơng pháp nhiệt trong địa vật lý giếng khoan bắt đầu từ việc đo nhiệt độ của cột dung dịch khoan sau khi ngừng tuần hoàn dung dịch trong giếng. Trong giếng khoan dung dịch và đất đá vây quanh luôn có sự trao đổi nhiệt. Sự trao đổi nhiệt giữa pha lỏng (dung dịch) với đất đá vây quanh (pha rắn) xảy ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào độ dẫn nhiệt và nhiệt dung của các pha đó. Nói chung nhiệt dung của dung dịch thì lớn nh−ng độ dẫn nhiệt thì nhỏ hơn của đất đá vây quanh. Trên đại thể độ dẫn nhiệt của đá phụ thuộc vào mật độ của đá mà mật độ của một loại đá lại phụ thuộc vào độ nén ep hay chiều sâu, thế nằm của loại đá đó. Trong quan hệ phụ thuộc phức tạp đó làm cho nhiệt độ của cột dung dịch trong giếng khoan không giống với nhiệt độ của đất đá có cùng chiều sâu ở thành giếng khoan. Muốn cho nhiệt độ của dung dịch và của đất đá cùng chiều sâu ở thành giếng bằng nhau phải chờ một thời gian ∆t (tính từ lúc ngừng khoan) đủ dài để có sự cân bằng nhiệt giữa hai pha đó .
Ngay sau khi ngừng tuần hoàn ở phần d−ới gần đáy giếng dung dịch làm cho
đất đá vây quanh nguội đi (hình 8.17), còn ở phần trên gần mặt đất, ng−ợc lại dung dịch làm nóng đất đá ở thành giếng. Sở dĩ nh− vậy là vì đới (A) gần đáy giếng là dung dịch mới đ−ợc bơm xuống có nhiệt độ th−ờng nhỏ hơn nhiệt độ của đất đá xung quanh; dung dịch ở đới (B) gần mặt đất là dung dịch mới đ−ợc đối l−u ngựơc từ đáy giếng đ∙ ấm lên do làm nguội choòng và nhận thêm nhiệt của đất đá ở phần d−ới.
Vì vậy sau khi ngừng tuần hoàn nhiệt độ của dung dịch ở phần d−ới (A) th−ờng thấp hơn nhiệt độ thực của đất đá và ở phần trên gần mặt đất nhiệt độ của dung dịch thì lớn hơn nhiệt độ của đất đá (hình 8.17).
Hình 8.16. Thí dụ xác định bất chỉnh hợp địa tầng theo tài liệu đo góc cắm
Mặt bất chỉnh hợp Đới phong hoá
Giữa các đới (A) và (B) có một đới (C), ở đó nhiệt độ của dung dịch và của đất đá bằng nhau ngay sau khi ngừng tuần hoàn. Chiều sâu của đới C phụ thuộc vào nhiệt độ dung dịch ở bể chứa và gradien nhiệt độ của khu vực.