Геотермия

Геотермические исследования проводятся при разведке и разработке полезных ископаемых, месторождений термальных вод, для решения проблем тектоники, в промышленных и бытовых целях.

Источником термического поля Земли являются внутренние и внешние процессы: солнечная радиация, распад радиоактивных изотопов U, Th, K, гравитационная дифференциация вещества, приливные течения и др.

Основная потеря внутреннего тепла Земли происходит за счёт теплового потока, среднее значение его плотности по земному шару 64–75, по территории  Республики Татарстан — 30–60 мВт/м².

Систематическая геотермическая съёмка на суше проводится с конце XIX в., на дне океанов — с середины XX в.

Первые сведения о геотермических исследованиях в Среднем Поволжье относятся ко 2-й половине XVIII в., когда участниками экспедиций П.С.Палласа, И.И.Лепёхина и Н.П.Рычкова была измерена температура и составлены температурные разрезы некоторых подземных полостей и источников подземных вод.

Прокладке казанского водопровода (конец XIX в.) предшествовали измерения температуры подземных вод артезианских скважин (А.А.Штукенберг, В.Н.Щербаков, 1893 г.).

В 1940 г. изучен температурный режим Сюкеевских пещер (А.В.Ступишин).

Открытие в 1940-х гг. нефтяных залежей в Татарстане обусловило проведение термометрии скважин и геотермических исследований преимущественно нефтепоискового назначения.

В разные годы этим занимались подразделения «Татнефть», «Татнефтегеофизика», ТатНИПИнефть, Казанский университет, Лениногорский филиал Московского института нефтяной и газовой промышленности, Казанский филиал Академии Наук СССР и Камский филиал Всесоюзного института нефти и газа (город Пермь).

Были выполнены измерения температур по разрезу сверхглубоких, структурных, поисково-разведочных и эксплуатационных скважин; усовершенствована методика и разработана аппаратура геотермических измерений; изучены тепловые свойства пород; выяснены изменения геотермической ступени, геотермического градиента и плотности вертикальной составляющей теплового потока; обеспечен контроль технического состояния скважин и разработки нефтяных залежей.

Исследованы термодинамические процессы в недрах, тепловой режим месторождений. Показана возможность выделения геотермическим методом пород-коллекторов.

В Республике Татарстан и некоторых других регионах бывшего СССР выяснены связи термоаномалий со структурно-тектоническими особенностями разреза и, в частности, характер корреляции относительных повышений температур (до 30–48 °С) с выступами кристаллического фундамента, а уменьшений температур (до 20–22 °С) — с его понижениями.

Установлены особенности геотермического режима подземных вод, в том числе в нефтепродуктивных толщах девона и карбона.

Объединение «Татнефть» выполнило (1970-е гг.) малоглубинную геотермическую съёмку с целью изучения структурно-тектонических особенностей осадочного разреза и поиска нефтяных залежей.

Исследования на Сугушлинском, Мордово-Кармальском и Ашальчинском месторождениях показали приуроченность повышенных геотермических градиентов к зонам развития битумонасыщенных песчаников. Геотермический и другие геофизические методы использованы для контроля за разработкой битумных залежей методом внутрипластового горения.

В НПО «Нефтепромавтоматика» (Казань) разработана аппаратура для контроля распространения очагов такого горения при эксплуатации месторождений битумов и битумонасыщенных пород.

В ГИПО проведена (1980-е гг.) аэротепловая (инфракрасная) съёмка Республики Татарстан, построены карты геотеплового поля, что позволило выяснить особенности изменения строения различных этажей земной коры.

ЦНИИгеолнеруд провёл в Республике Татарстан тепловые съёмки с целью изучения перемещения фронта подземного горения битумов на Мордово-Кармальском месторождении и для выделения очагов загрязнения подземных вод. Была изготовлена (совместно со специалистами Ленинграда и Минска) аппаратура для наземных геотермических съёмок и для измерения теплопроводности твёрдых и рыхлых горных пород; разработана методика приповерхностной геотермической и наземной инфракрасной съёмок, которая была опробована на Столбищенском и Сокуровском водозаборах и внедрена в ряде производственных организаций страны; исследованы изменения геотермического градиента и теплового потока на разных этажах земной коры применительно к мониторингу эндогенных геологических процессов в пределах Республики Татарстан.

Геотермические исследования на Ныртинском полигоне и в Нырты-Таканышской меднорудной полосе обеспечили разработку поисковых геотермических критериев выделения медного и благороднометального (платиноидного и золото-платиноидного) оруденения (1997 г.).

Герасимов В.Г., Покровский В.А. О термальных водах палеозойских отложений Татарской АССР // Региональная геотермия и распространение термальных вод в СССР. М., 1967;

Яковлев Б.А. Решение задач нефтяной геологии методами термометрии. М., 1979;

Христофорова Н.Н. Конвективный тепловой поток Волго-Уральской и Предкавказской нефтегазоносных провинций // Геотермические исследования и использование термальных вод в народном хозяйстве. Тбилиси, 1985;

Близеев А.Б., Боронин В.П., Степанов В.П. Выделение пород-коллекторов по данным термических исследований в глубоких скважинах Татарского свода // Геофизические исследования в Татарии и сопредельных областях. Казань, 1990;

Опыт и перспективы использования геотермического метода при прогнозе и поиске медных руд Приуралья // Тепловое поле Земли и методы его изучения. М., 1997.

Авторы – В.В.Вишневский, В.П.Боронин