油气工业内地表温度如何测量

‘壹’ 油气层的压力与温度怎么样

压力和温度是影响油气藏的两种主要因素，并且都是可以利用的潜在能量。随着这两个因素的变化，岩层体积会发生变化，尤其重要的是岩层中所含流体的体积也发生变化。不同地区流体的压力和温度之间的差别，取决于它们的压力梯度和地温梯度。而压力梯度和地温梯度与油气在岩层中的生成、运移和聚集关系极大。它可以使油气聚集而形成油气藏，也可以使油气运移至地面而散失，还可以使油气从储集层中流入井内。油气开采的大部分工作都与压力、体积和温度有关。因此，对于油气田勘探和开采来说，研究压力和温度不仅具有理论意义，而且具有重要的实际意义。

一、油气层压力1.相关概念地层压力是由多种因素形成的。主要有两个来源：一是上覆岩石重力所产生的岩石压力，称为地静压力；二是地层孔隙空间内地层水的重力所产生的水柱压力，称为静水压力或流体压力。

在地层封闭的条件下，地静压力是由组成岩石的颗粒和岩石孔隙中的流体共同承担的。也就是说，地静压力与岩石颗粒和孔隙中流体所承受的压力是相对平衡的。若地层与地表连通，那么地层孔隙及其中的流体就是“敞开”的了。这样，上覆岩层压力即地静压力只由岩石颗粒质点来承担；孔隙流体压力即静水压力由岩层连通孔隙中的流体承担，与地静压力无关。连通孔隙中充满水的地层，可以近似看作是一套地下“连通器”。在油气田勘探和开采过程中，我们把油层中流体所承受的所有压力，统称为油层压力。在一般情况下，油层压力与地静压力关系不大。

为了全面阐述油气层的压力，首先介绍几个与压力有关的基本概念。

1)地层压力储集层孔隙中的各种流体总是处于一定的压力之下。作用于地层所含流体的压力称为地层压力或孔隙流体压力。如果该流体为油或天然气，则分别称为油层压力和气层压力。

2)静水压力当储集层内所含流体以水为主时，随深度增加而增加的水柱静止重力所产生的压力，称为静水压力。静水压力是通过单位面积上的重力或铅垂高度来度量的，其计算公式为：

式中DT——地温级度，m/℃；其他符号与上式相同。

通常认为温度随深度而有规律的增加。深度大约平均每增加33m，地温就升高1℃。与地温梯度一样，不同地区的地温级度也不相同。例如，我国川南气田三叠系地层的地温级度为41.5m/℃；老君庙油田第三系的地层为26m/℃。地温级度越低，地温梯度就越高，对油气的生成、运移、聚集和开采的影响也就越大。

3.地下温度的影响因素综上所述，不难看出，地温梯度和地温级度在不同地区的变化不同。追究其原因除受地下热源影响之外，还有如下几种因素。

1)岩石热导率不同岩石传热导的能力用热导率表示。岩性不同，热导率也不同。例如，玄武岩、碳酸盐岩、碎屑岩的热导率依次减小。因此，可以认为不同地区岩石热导率的不同，是导致地温梯度不同的原因之一。

2)地下水的循环地下水是一种良好的载热体。在循环过程中，水可以把地层向斜深部的热量带到背斜顶部，这将大大影响该区域地温梯度的变化。

3)局部构造的影响据世界统计资料，地温异常与基岩面隆起或背斜构造有关。例如国外有资料统计了57个背斜构造，顶部地温级度平均为27.3m/℃，而两翼则为34.1m/℃。这说明背斜构造顶部的地温梯度比翼部高。

除上述原因之外，还有其他因素，如火成岩侵入、放射性元素蜕变等等，都会影响地下温度的变化。

‘贰’ 工业石油储罐一般使用什么传感器检测温度，液位，压力，密度，质量这些参数的

工业过程测量采用模块化设计，一般不考虑传感器的形式；

• 例如：

  同一种传感器原理在工业上可同时用于温度计，液位计，压力计，密度计，质量分析仪；

  同样称为压力变送器的设备，采用的传感器可以是电容传感器、扩散硅传感器、电感传感器……。

↓ 可用于 压力、流量、液位、压差、密度 测量的变送器：

‘叁’ 天气预报中地面温度是怎么测量的

这是有世界气象组织统一规定的：它是在百叶箱里测到的.百叶箱是安放在防太阳直射、防风、防雨、透风自然的草坪上.温度表放在百叶箱里,在距地面1.5米上测出的数据.这是世界气象组织统一规定的标准.它代表着自然状态下,不受干扰的标准空气温度.通常天气预报中的气温代表自然界的空气温度.

‘肆’ 地表热流的测量原理

1.基本公式

要取得每一点的大地热值，是很不容易的，但测量原理并不复杂。

热量总是从温度高的地方向温度低的地方流动，其热流总量∆Q与温度梯度∆T/∆Z、截面积∆S、时间∆t成正比，即

固体地球物理学概论

地面热流（q）定义，并写成微分形式，则有

固体地球物理学概论

这里的K为岩石的热导率（或导热系数）。热导率的国际单位为W/（m·℃）。

显然，若知道一个地点的温度梯度dT/dZ和岩石热导率K，则可由公式（8-1）算出该点的热流值q。应指出，该式是根据热传导原理建立的，并不包括热辐射和热对流，因此所得热流为传导热流，不是全部热流。还应注意，热流是由dT/dZ和K计算出来的，并不是直接测量值，迄今为止，还没有直接测定地表热流的专用仪器。

2.热导率K的确定

热导率K是衡量热量流过物质难易程度的参数。地球的热导率很小，例如在1m深处就几乎感觉不到地面温度的变化，即使变化也要迟半天以后才能到达；地面以下再深几米，就只能测出温度的季节变化，并且要滞后几个月才能到达；在大约1km处，仍能找到最近——次冰期时代（10⁴a前）留下的低温痕迹。这里所说的温度滞后效应，可用热扩散率D表述，其定义为

固体地球物理学概论

式中：K是热导率；ρ是密度；C_P是定压下的比热。D的单位是m²/（s·K），大多数岩石的热扩散率D很小，其范围为（0.5～2）×10^—6m²/（s·K），或者按地质尺度为15～60km²/（Ma·K）。这就表示，如果在地下100km处发生热事件，从那里传导到地面，大约需要10～100Ma时间。

岩石的热导率受成分、孔隙度、温压条件影响，向下达到50km左右，估计热导率为2.5W/（m·℃）。再往下的热导率值就不确定了。表8-5给出不同岩石或矿物在标准温压下的热导率值。表中单位为W/（m·℃），若换成曾沿用已久的单位μcal/（cm·s·℃）时，需乘以2.39。

表8-5 典型岩石和矿物热导率值表

如果可以确定岩石类型，则可查表知道该岩石的热导率。有时，还可以通过测量其他物理量，然后换算成热导率K。例如，海底沉积岩的热阻率K^—1与水含量（%）有很好的线性关系如图8-2所示。这样，我们可以不去测量热导率K而测量含水量，由含水量通过查该图得到热阻率（K^—1），从而得到热导率K。

图8-2 海底沉积岩的热阻率与含水量关系图

3.温度梯度dT/dZ的确定

在早期，利用现成的矿井、坑道和油井，直接用水银温度计测量地下不同深度处的温度，从而计算温度梯度（叫地温梯度）。现在，一般用电子温度计（通常是热敏电阻）装置在一条电线的探头上，下落到钻井内测量温度。

平均测量结果表明：地下的温度在任何地点都随深度而增加，平均增加率（即温度梯度）在非火山区是每加深100m，温度大约增加3℃。

‘伍’ 、什么是地表深层温度为什么要测量

是指地表面和以下不同深度处土壤温度的统称。指一定口径的蒸发器中的水因蒸发而降低的深度。单位为摄氏度(℃)。地温为掌握下曲和入窑的温度，参考酿酒车间通风干燥处接触地面设置的温度计的温度。地温是气象观测项目之一，更是十分有用的气候资源。

地温
要用特制的地温表来测量。地表温度的测量是将温度表平放地地面，使表身和感应球部一半埋没于土中，一半裸露于空气中；测量地中温度是将温度表埋入某一深度土壤中，以其球部中间部位距地面深度为准。为了便于读数和准确测量某一深度土壤温度，地中温度通常采用特制的曲管地温表来测量。曲管地温表感应球部与表身成135度角连接，安装时，只要将表身与地面成45度倾斜角埋入土壤中即可。气象站一般观测地面以及地面以下5厘米，10厘米，15厘米，20厘米，40厘米，80厘米，160厘米和320厘米深度的地温，以及地面每天的最高、最低温度。

‘陆’ 什么是地表深层温度为什么要测量

地温（ground temprature）

是指地表面和以下不同深度处土壤温度的统称。指一定口径的蒸发器中的水因蒸发而降低的深度。单位为摄氏度(℃)。地温为掌握下曲和入窑的温度，参考酿酒车间通风干燥处接触地面设置的温度计的温度。地温是气象观测项目之一，更是十分有用的气候资源。

地温

要用特制的地温表来测量。地表温度的测量是将温度表平放地地面，使表身和感应球部一半埋没于土中，一半裸露于空气中；测量地中温度是将温度表埋入某一深度土壤中，以其球部中间部位距地面深度为准。为了便于读数和准确测量某一深度土壤温度，地中温度通常采用特制的曲管地温表来测量。曲管地温表感应球部与表身成135度角连接，安装时，只要将表身与地面成45度倾斜角埋入土壤中即可。气象站一般观测地面以及地面以下5厘米，10厘米，15厘米，20厘米，40厘米，80厘米，160厘米和320厘米深度的地温，以及地面每天的最高、最低温度。

‘柒’ 地核的温度怎样测量的

人们经过试验证实，在地表从挖石油的钻孔往下测量，每深1千米，温度就上升33℃。从地表到地下200千米处是岩石，所以地下200千米以内的温度还没有达到使岩石熔化的程度菜叶网。但地下压力一大，就会形成使岩石熔化的高温。尽管如此，该处的温度也不过只2000℃左右。