Попов Ю.А., Коростелев В.М., Мандель А.М., Пименов В.П., Попов Е.Ю., Ромушкевич Р.А.
ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ГЕОТЕРМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ В КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ГЛУБОКИХ И СВЕРХГЛУБОКИХ СКВАЖИНАХ
Попов Ю.А., Коростелев В.М., Мандель А.М., Пименов В.П., Попов Е.Ю., Ромушкевич Р.А.
Московская государственная геологоразведочная академия (МГГА)
117873, г. Москва, В-485, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, 23 Тел.: (095)4336255 Факс: 4344144
| Получены новые экспериментальные данные по температуре, градиенту температуры и теплопроводности для Кольской сверхглубокой скважины СГ-3 и 22 скважин околоскважинного пространства. Проведена оценка влияния техногенных факторов на геотермические характеристики горного массива. Получены новые данные о параметрах теплового режима и процессах массопереноса для интервала глубин 0-9000 м. Показано, что даже в интервале 6500-9000 м процесс теплопереноса весьма далек от кондуктивного. Основанные на новых данных результаты первой оценки теплового режима литосферы значительно отличаются от прежних прогнозных данных. Получены новые данные о распределении температуры и термоградиента по глубине Воротиловской глубокой скважины и новая информация о пространственно-временных вариациях термоградиента и плотности теплового потока в интервале глубин 0-4800 м для Уральской сверхглубокой скважины СГ-4. Для выделения проницаемых зон горного массива предложен подход, основанный на применении нового информативного параметра - коэффициента временных вариаций термоградиента - и анализе изменения характера и степени корреляционной связи термоградиента и теплопроводности с глубиной. Подход использован при изучении разрезов скважин СГ-3,4. Проведены массовые измерения теплопроводности пород разрезов Тимано-Печорской и Колвинской глубоких скважин для ранее не изучавшихся интервалов глубин. Получены новые данные о тепловой анизотропии горных пород, величине и вертикальных вариациях плотности теплового потока и вкладе кондуктивной и адвективной составляющих в процесс теплопередачи и уточнить прогнозные оценки температуры. Оценена степень влияния палеоклимата на вертикальные вариации геотермических характеристик в условиях криолитозоны для разреза Тюменской сверхглубокой скважины и Колвинской глубокой скважины. Найдены пути значительного улучшения характеристик приборов оптического сканирования. Оценены возможности прогноза теплопроводности пород по данным об их минеральном составе и структурно-текстурных особенностях с использованием теоретических моделей эффективной теплопроводности, разработанных коллективом. New experimental data on temperature, thermogradient and thermal conductivity have been obtained for the SG-3 well and 22 wells of annular space have been processed. An influence of technogene factors on the geothermic characteristics of stratum was estimated. The new data on the thermal regime parameters, character and degree of an influence of the mass and transfer processes for the depth interval of 0-9000 m were obtained. It was shown that even in the depth interval of 6500-9000 m the heat transfer process differs from the conductive one. The crustal thermal regime estimation for deep horizones not reached by the SG-3 drilling differs from the previous forecast data signifivcantly. New experimental data on temperature and thermogradient distribution along the Vorotilovo deep and Ural superdeep wells were obtained. The heat flow density distribution along the Ural superdeep well SG-4 was calculated within the depth interval of 0-4800 m. The new parameter - the ratio of temporal variations of thermogradient - and thermogradient - thermal conductivity correlation analyses approach were suggested to distinguish permeable zones of strata. The approach was used for the Kola and Ural well section study. Numerous measurements of thermal conductivity were carried out for the Timano-Pechora and Kolva deep well sections within depth intervals not studied before. New data about thermal anisotropy of rocks and values and vertical variations of heat flow density and heat and mass transfer processes were obtained. The degree of paleoclimate influence on vertical variations of geothermic parameters under permafrost zones was estimated for sections of the Tyumen and Kolva wells. The opportunities for an improvement of functional and metrological parameters of the optical scanning instruments were found out. The study of an opportunity to use the new theoretical models of effective thermal conductivity to forecast the thermal properties on minelarogical composition and structural-textural data was performed. |
| Объявленные ранее цели проекта: 1. Обработка результатов термометрии и массовых измерений теплопроводности пород в околоскважинном пространстве Кольской сверхглубокой скважины. Расчет параметров теплового режима и анализ влияния процессов массопереноса и палеоклимата на тепловое поле околоскважинного пространства Кольской сверхглубокой скважины по результатам комплексных экспериментальных исследований в Кольской скважине и околоскважинном пространстве. 2. Оценка искажающего влияния техногенных факторов на результаты экспериментальных геотермических исследований разреза Кольской сверхглубокой скважины, определение соответствующих поправок и введение коррекции в экспериментальные геотермические данные. 3. Проведение очередных ежегодных измерений температуры и термоградиента по разрезам Кольской и Воротиловской глубоких скважин, работающих в режиме глубинных геолабораторий, и по разрезу Уральской скважины. Изучение пространственно-временных вариаций температуры и термоградиента по разрезам указанных скважин. 4. Оценка параметров теплового режима глубинных участков земной коры в районе бурения Кольской сверхглубокой скважины по полученным результатам экспериментальных геотермических исследований. 5. Расчет вертикальных вариаций плотности кондуктивного теплового потока для участков земной коры в районах бурения Тюменской и Колвинской научных скважин в связи с влиянием палеоклиматических факторов, проводимый на основе полученных экспериментальных данных о тепловых свойствах пород массива и данных о региональном палеоклимате. 6. Развитие теоретических основ и совершенствование метода оценки тепловых свойств пород in situ по результатам определения их минерального состава и структурно-текстурных характеристик. Апробация метода на экспериментальном материале Уральской и Тюменской скважин. Степень выполнения поставленных задач: Поставленные на 1997 г. задачи выполнены полностью. Полученные важнейшие результаты: За отчетный период получены следующие важнейшие результаты: 1. По результатам обработки результатов экспериментальных геотермических исследований разреза Кольской сверхглубокой скважины СГ-3, работающей ныне в режиме глубинной геолаборатории, и 22 скважин, окружающих СГ-3, получены принципиально новые данные о параметрах теплового режима, характере и степени влиянии на них процессов массопереноса для интервала глубин 0-9000 м. Проведена оценка влияния техногенных факторов на геотермические характеристики горного массива на участке бурения СГ-3, позволившая внести необходимые поправки в результаты экспериментальных исследований при расчете параметров равновесного теплового режима горного массива. Получено прогнозное распределение равновесного термоградиента, эффективной теплопроводности пород (с учетом водонасыщения, пластовых давления и температуры, анизотропии и углов залегания слоев массива) и плотности теплового потока, существенно отличающееся от прежних оценок в связи с тем, что все прежние данные не учитывали значительную тепловую анизотропию пород, установленную лишь исследованиями 1996-1997 г.г., и основывались на результатах термокаротажа 02.10.1976 г., проведенного, как установлено лишь сейчас, через несколько дней после активной промывки скважины до глубины 2837 м. Новые результаты оценки термоградиента и плотности теплового основываются на многочисленных результатах термокаротажа, в том числе проведенного в СГ-3 в 1994-1996 г.г. за время ее работы в режиме глубинной геолаборатории, и охватывают интервал глубин 0-9000 м в отличие от прежних данных, полученных лишь до глубины 7150 м. Новые оценки плотности теплового потока в различных интервалах глубин значительно (до 20-45%) превышают прежние данные. Проведена более точная оценка плотности глубинного теплового потока (62-64 мВт/м2), на 17-26% превышающая прежние оценки различных авторов. Вместе с тем, установленное в интервале 7500-9000 м существенное отличие механизма теплопереноса от кондуктивного оставляет открытым вопрос о действительной величине плотности глубинного теплового потока на этом участке блока земной коры. Предложены и использованы новые критерии оценки характера теплопереноса и выделения проницаемых зон в горном массиве, основанные на использовании коэффициента временных вариаций термоградиента и изучении изменений параметров уравнения регрессии, связывающего теплопроводность пород и термоградиент, по глубине. Предложенный подход использован при изучении разреза скважины СГ-3, а также Уральской и Воротиловской скважин. Установлено, что для большей части разреза СГ-3, за исключением глубин 3000-4500 и 5000-6500 м, процесс теплопереноса весьма далек от кондуктивного, что следует объяснять влиянием движения флюида в горном массиве. Показано, что зарегистрированные вертикальные вариации плотности кондуктивного теплового потока следует объяснять движением флюида в горном массиве, причем в нижней части разреза (7500-9000 м) имеются основания предполагать нестационарный характер теплового поля. Показано, что существенные вертикальные вариации плотности теплового потока, зарегистрированные практически по всей глубине скважины, следует объяснять движением флюида в проницаемых зонах, причем в некоторых случаях (как, например, в интервале 7500-9000 м) тепловое поле в таких зонах может иметь нестационарный характер. Полученные данные позволяют считать, что наиболее значительная геотермическая аномалия - уменьшение плотности теплового потока от 58 до 33 мВт/м2 в верхней части разреза (в основном, в интервале глубин 1.7-2.2 км) - связана с нисходящим движением метеорных вод в зоне активного водообмена и с возможным движением флюида по наклонным зонам повышенной трещиноватости, находящихся на границе вулканогенных и осадочных толщ. Для района заложения СГ-3 сделан предварительный прогноз температур на глубины, не достигнутые бурением. Показано, что при использовании полученной нами плотности теплового потока в 63 мВт/м2 на глубине 6-6,5 км и известных из литературы данных по теплогенерации и теплопроводности пород литосферы температура 1200-1800 град. С, соответствующая плавлению вещества, должна достигаться уже на глубине 70-120 км, а не 160-180 км, как это следовало из прежних оценок, что ставит серьезный вопрос о корректности прежних оценок и подходов при изучении теплового режима недр на участке бурения СГ-3. 2. Получены новые экспериментальные данные о распределении температуры и термоградиента по глубине Воротиловской глубокой и Уральской сверхглубокой скважин. По результатам обработки этих данных получена новая информация о пространственно-временных вариациях термоградиента. Для Воротиловской скважины, в течение последних 5 лет работающей в режиме глубинной геолаборатории, зарегистрированы значимые временные вариации температуры в интервалах резких изменений термоградиента, что требует геолого-геофизической интерпретации. Проведены дополнительные исследования влияния водонасыщения пород Уральской скважины на их теплопроводность, ставшие необходимыми в связи с крайне низким метрологическим обеспечением измерений на водонасыщенных образцах, что является общей серьезной проблемой в современной экспериментальной геотермии. С учетом новых экспериментальных данных о термоградиенте и теплопроводности проведены новые оценки плотности теплового потока по разрезу Уральской сверхглубокой скважины СГ-4 для интервала глубин 0-4800 м. Подтверждено значительное монотонное возрастание плотности кондуктивного теплового потока с глубиной от 27-30 мВт/м2, что хорошо согласуется с результатами измерений прежних лет в неглубоких скважинах (до 1.6 км), до 60-70 мВт/м2 к глубине 3800 м со значительными вертикальными вариациями потока в более низких горизонтах. Полученные результаты надежно подтверждают корректность вопроса о правомерности прежних заключений (70-80-х лет) об аномально низком тепловом потоке в блоке земной коры на участке бурения СГ-4 (а вместе с этим - и корректность прежних прогнозных оценок глубинных температур в этом районе) и показывают серьезное несоответствие теплового режима изучаемого массива ранее принятой модели тепломассопереноса. С использованием предложенного подхода, основанного на анализе вертикальных изменений коэффициента временных вариаций термоградиента и изучении корреляционной связи термоградиента и теплопроводности, показано, что имеются серьезные основания предполагать активную роль фильтрации флюида в формирование теплового режима по крайней мере до глубины 4800 м. 3. Проведены массовые измерения теплопроводности пород разрезов Тимано-Печорской и Колвинской глубоких научных скважин для ранее подробно не изучавшихся интервалов глубин (соответственно 5500-6900 и 5000-5900 м). Получены новые данные о тепловой анизотропии горных пород, величине и вертикальных вариациях плотности теплового потока в указанных интервалах глубин. Проведена оценка вертикальных вариаций плотности кондуктивного теплового потока в верхних горизонтах (до 3 км) разрезов Тимано-Печорской и Колвинской глубоких скважин с учетом новейших данных о региональном палеоклимате. 4. На основе теоретической модели эффективной теплопроводности многокомпонентных анизотропных сред, разработанной коллективом, проведены прогнозные расчеты теплопроводности пород разрезов Тюменской и Уральской сверхглубоких скважин по данным о минеральном составе и структурно-текстурным характеристикам пород. Полученные прогнозные оценки сравнивались с фактическими данными, полученными коллективом путем массовых измерений теплопроводности на керне. Показано, что при незначительных пористости и трещиноватости пород расхождение результатов в большинстве случаев незначительно. Однако при пористости от 2% и более различие экспериментальных и аналитических результатов становится значительным. Особенно велико различие для трещиноватых или высокопористых (более 15%) пород при замене флюида в межзерновом пространстве: в этих случаях различие может достигать 150-200% вне зависимости от метода измерений при систематическом завышении экспериментальных данных, при этом не удается установить основной источник таких расхождений и выяснить, какой из методов - аналитический или экспериментальный - имеет более значительную погрешность. Тем не менее, аналитический подход в настоящее время является единственной реальной альтернативой измерениям теплопроводности на керне, что при практике бескернового бурения в верхних 4 км для глубоких скважин, бурящихся в осадочных чехлах, и с учетом перспективы перехода к бескерновому бурению всех глубоких научных скважин делает продолжение таких исследований весьма актуальным. 5. Разработан алгоритм определения параметров режима измерений теплопроводности методом оптического сканирования, обеспечивающий минимальную зависимость результатов измерений от неопределенности в температуропроводности изучаемых образцов пород и позволяющий оптимизировать параметры режима при заданной погрешности измерений. На основе экспериментальных исследований современной элементной базы, ставшей доступной благодаря конверсии научно-производственных предприятий, найдена возможность качественного повышения технических и эксплуатационных характеристик приборов, реализующих метод оптического сканирования, созданный в МГГА для определения теплопроводности горных пород. В результате разработана оптическая часть будущей универсальной автоматизированной информационно-измерительной системы нового поколения для определения теплопроводности горных пород, предназначенной для прецизионных измерений как в лабораторных, так и полевых условиях и по своим параметрам превосходящей лучшие лабораторные лазерные приборы оптического сканирования, созданные в МГГА ранее. Степень новизны полученных результатов: Принципиально новыми являются следующие результаты исследований 1997 г.: - результаты массовых измерений теплопроводности по 22 скважинам околоскважинного пространства Кольской сверхглубокой скважины СГ-3; - оценка влияния техногенных факторов на значения термоградиента для скважины СГ-3; - прогнозная оценка распределения равновесного термоградиента по стволу скважины СГ-3 в интервале глубин 0-9000 м; - оценка распределения плотности теплового потока по глубине скважины СГ-3 до глубины 9000 м; - установленное значительное влияние адвективного теплопереноса и нестационарных процессов на тепловое поле массива в районе бурения скважины СГ-3 в интервале глубин 0-9000 м; - предложенный подход к выделению проницаемых зон горных массивов на основе анализа вертикальных изменений коэффициента временных вариаций термоградиента и параметров уравнения регрессии для взаимосвязи теплопроводности пород и термоградиента; - ориентировочная прогнозная оценка глубинных температур для района бурения скважины СГ-3, сделанная по новым результатам экспериментальных геотермических исследований в СГ-3, но при использовании прежних представлений о геотермических характеристиках для глубин, не вскрытых бурением; - оценка распределения плотности теплового потока в интервале глубин 0-4800 м для Уральской сверхглубокой скважины СГ-4; - установление резких нарушений кондуктивного механизма теплопереноса до глубины 4800 м в районе бурения скважины СГ-4; - установленные временные вариации температуры в стволе Воротиловской глубокой скважины, длительное время работающей в режиме глубинной геолаборатории; - экспериментальные данные о теплопроводности и тепловой анизотропии горных пород, о величине и вертикальных вариациях плотности теплового потока по разрезам Тимано-Печорской и Колвинской научных глубоких скважин в ранее не изучавшихся интервалах глубин; - оценка степени влияния палеоклимата на вертикальные вариации геотермических характеристик в условиях криолитозоны для разреза Тюменской сверхглубокой скважины; - установление возможности достаточно надежного прогноза теплопроводности пород на основе теоретической модели эффективной теплопроводности разработки МГГА по данным о минеральном составе и структурно-текстурных особенностях плотных нетрещиноватых пород; в то же время установлено резкое несоответствие аналитических и экспериментальных результатов оценки теплопроводности для трещиноватых и высокопористых пород; - алгоритм определения оптимальных параметров режима измерений теплопроводности горных пород методом оптического сканирования. Сопоставление с мировым уровнем: Уровень экспериментальных исследований, качество и важность получаемой геофизической информации соответствуют мировому уровню по следующим причинам: - уникальными являются сами экспериментально изучаемые глубины коры, достигнутые при научном бурении глубоких научных скважин в различной геологической обстановке; - для измерений теплопроводности горных пород использованы уникальные метод и аппаратура оптического сканирования, созданные исполнителями работ по проекту и впервые предоставляющие возможность получения представительной и метрологически надежной информации о главных значениях тензора теплопроводности в широком диапазоне ее значений непосредственно на керне; - впервые в мировой практике геотермические исследования проводятся на основе столь представительной информации о теплопроводности пород и термоградиенте; - столь детальная и представительная информация о вертикальных вариациях плотности теплового потока по разрезам скважин, пробуренных в осадочных чехлах, обеспечивается впервые в практике геотермических исследований. Использованные методы и подходы: В ходе выполнения проекта использовались следующие методы и подходы: - массовые прецизионные бесконтактные неразрушающие измерения теплопроводности горных пород по водонасыщенному керну с определением главных значений тензора теплопроводности и коэффициента тепловой анизотропии при помощи метода и приборов оптического сканирования (принципиально новые метод и аппаратура разработки МГГА); - введение поправок на пластовые давление и температуру в результаты массовых измерений теплопроводности; - определение термоградиента по результатам термокаротажа, проводящегося при различном времени выстойки скважин, с прогнозной оценкой равновесных значений термоградиента - определение геотермических характеристик (теплопроводности, термоградиента, плотности теплового потока) для каждого интервала глубин протяженностью 50-100 м по всей глубине научных скважин (новый подход в практике геотермических исследований); - выделение интервалов глубин с нарушением стационарного кондуктивного режима теплопереноса путем анализа распределения по глубине коэффициента временных вариаций термоградиента и детального корреляционного анализа связи теплопроводности пород и термоградиента по глубине массива (новые метод и подход в практике геотермических исследований). |
ПУБЛИКАЦИИ
| 1. | Geothermal characteristics of the Vorotilovo deep borehole drilled into the Puchezh-Katunk impact structure Попов Юрий Анатольевич Пименов Вячеслав Павлович, Певзнер Лев Абрамович, Ромушкевич Раиса Андреевна, Попов Евгений Юрьевич Tectonophysics | |
| Приводятся результаты геотермических исследований Воротиловской импактной структуры, проведенные на материале Воротиловской глубокой научной скважины. Дана геолого-геофизическая интерпретация значительным вертикальным вариациям теплопроводности, термоградиента и плотности теплового потока, зарегистрированным по всем глубине скважины. | ||
| 2. | Теплофизические исследования пород разреза Тюменской сверхглубокой скважины Попов Юрий Анатольевич Ромушкевич Раиса Андреевна, Попов Евгений Юрьевич Тюменская сверхглубокая скважина (1997) 163-175 | |
| Приводятся результаты детальных исследований тепловых свойств горных пород разреза Тюменской сверхглубокой скважины. Охарактеризованы закономерности изменения тепловых свойств и геологическая интерпретация результатов. Показано значительное отличие результатов измерений от прогнозных данных. | ||
| 3. | Гидрогеологическая интерпретация резкого изменения теплового потока в верхней части разреза Кольской сверхглубокой скважины Пименов Вячеслав Павлович Попов Юрий Анатольевич Геология и разведка 2 (1998) | |
| Дана интерпретация экспериментально установленному резкому понижению плотности теплового потока и его локальным вариациям в интервале глубин 1-2,2 км разреза Кольской сверхглубокой скважины. Предлагается объяснять геотермическую аномалию нисходящим движением метеорных вод в зоне активного водообмена и воэможным флюидов по наклонным зонам повышенной трещиноватости, находящимся в ждановской свите на границе раздела вулканогенных и осадочных толщ. | ||
| 4. | Геотермические характеристики разреза СГ-3 Попов Юрий Анатольевич Певзнер Сергей Львович, Пименов Вячеслав Павлович, Ромушкевич Раиса Андреевна, Певзнер Лев Абрамович Комплексные исследования в Кольской сверхглубокой скважине | |
| Представлены результаты геотермических исследований разреза Кольской сверхглубокой скважины СГ-3. Охарактеризованы пространственно-временные вариации температуры, термоградиента и плотности теплового потока, зарегистрированные по всей глубине скважины. Приведены результаты геолого-геофизической интерпретации полученных экспериментальных данных. | ||
| 5. | Метрологический анализ методов и средств измерений теплопроводности горных пород Попов Юрий Анатольевич Тепловое поле Земли и методы его изучения (1997) 34-39 | |
| Приводится анализ функциональных возможностей и технических характеристик современных отечественных и зарубежных средств измерений теплопроводности, основанный на непосредственном сравнении приборов при изучении представительных коллекций эталонов и образцов горных пород. | ||
| 6. | О поправках к экспериментальным оценкам глубинного теплового потока Попов Юрий Анатольевич Тепловое поле Земли и методы его изучения (1997) 23-31 | |
| Анализируются причины распространенных методических ошибок при экспериментальных определениях плотности теплового потока, связанные с расчетом плотности потока с усреднением термоградиента и теплопроводности в исследуемых интервалах глубин без учета влияния палеоклимата и движения флюидов в верхних горизонтах горных массивов, а также в связи с неучитываемым влиянием природной и техногенной анизотропии на результаты измерений теплопроводности. теплопроводности | ||
| 7. | Влияние палеоклимата на вертикальные вариации теплового потока Пименов Вячеслав Павлович Попов Юрий Анатольевич Тепловое поле Земли и методы его изучения (1997) 49-53 | |
| Оценивается степень влияния палеоклимата на вертикальные вариации плотности теплового потока с учетом новых данных о региональном палеоклимате. | ||
| 8. | О связи локальных аномалий термограмм с движением жидкости по стволу скважины Пименов Вячеслав Павлович Попов Юрий Анатольевич Тепловое поле Земли и методы его изучения (1997) 58-61 | |
| Рассматриваются характерные аномалии термоградиента, регистрируемые по стволу Воротиловской глубокой научной скважины, работающей в режиме геолаборатории. Показано, что, несмотря на отсутствие обсадной колонны в скважине, данные характерные аномалии не могут быть связаны с перетоками воды в стволе скважины и требуют иного объяснения. | ||
| 9. | О связи проницаемости, трещиноватости и теплопроводности горных пород Мандель Аркадий Михайлович Тепловое поле Земли и методы его изучения (1997) 83-85 | |
| Рассматривается возможность оценки трещиноватости и проницаемости горных пород путем изучения теплопроводности их образцов. | ||
| 10. | Sharp increase in heat flow density along the Ural superdeep borehole CG-4 Попов Юрий Анатольевич Попов Евгений Юрьевич, Пименов Вячеслав Павлович Abstracts of the 29th General Assembly of the IASPEI (1997) 249 | |
| Рассматриваются изменения плотности теплового потока с глубиной, экспериментальн зарегистрированные вдоль Уральской сверхглубокой скважины СГ-4. | ||
| 11. | An increase in heat flow density from measurements in deep boreholes: an actual result or effect of experimental errors? Попов Юрий Анатольевич Пименов Вячеслав Павлович Abstracts of the 29th General Assembly of the IASPEI (1997) 417 | |
| Рассматриваются возможные погрешности геотермических измерений, способные привести к систематическому завышению плотности теплового потока при изучении глубоких горизонтов. Показано, что трудно ожидать реальных систематических погрешностей измерений, сопоставимых по величине с экспериментально зарегистрированным увеличением плотности теплового потока в глубоких скважинах, что позволяет сделать важный вывод о действительном положительном тренде теплового потока с глубиной. | ||
| 12. | The effect of rock anisotropy on the estimation of heat flow density for the Kolva, Tyumen, and Kola deep borehole Попов Юрий Анатольевич Abstracts of the 29th General Assembly of the IASPEI (1997) 420 | |
| Оценивается влияние тепловой анизотропии горных пород на особенности экспериментальных исследований вариаций плотности плотности теплового потока вдоль Тюменской, Колвинской и Кольской научных скважин, вскрывших породы со значительной анизотропией как природного, так и техногенного происхождения. | ||
| 13. | Петротепловая информация как ключ к познанию глубинных процессов Попов Юрий Анатольевич Тезисы докладов Международной конференции "Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле" (1997) 50 | |
| Показано, что детальная информация о тепловых свойствах горных пород с учетом их неоднородности и анизотропии, путь к которой открыли новые технологии теплофизических измерений, предоставляет качественно новые возможности для изучения строени и эволюции земной коры в рамках петрофизиечких и геотермических исследований. | ||
| 14. | Optical scanning technology for nondestructive contactless measurements of thermal conductivity and diffusivity of solid matters Попов Юрий Анатольевич Proceedings of the 4th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics (1997) 109-117 | |
| Описаны современные теоретические и экспериментальные основы метода оптического сканирования, созданного для бесконтактных измерений тепловых свойств анизотропных неоднородных твердых тел | ||
| 15. | Математическая модель теплопроводности горных пород Мандель Аркадий Михайлович Попов Юрий Анатольевич Физика Земли | |
| Описывается теоретическая модель эффективной теплопроводности многокомпонентных анизотроных сред, позволяющая рассчитывать свойства твердых тел при значительных контрастах свойств компонентов | ||
| 16. | Геотермические исследования анизотропных горных массивов Попов Юрий Анатольевич Мандель Аркадий Михайлович Физика Земли | |
| Рассматриваются теоретические основы расчета плотности теплового потока в анизотропных горных массивах при различных случаях ориентации градиента темппературы и главных осей теплопроводности. Приводятся данные о реальных значениях коэффициента анизотропии горных пород, полученные по результатам массовых измерений на различных геологических объектах. Показано, что тепловая анизотропия во многих случаях является достаточно значительной, чтобы пренебрежение ею привело к существенным погрешностям при экспериментальных определениях плотности теплового потока. Описаны методические особенности измерений теплопроводности анизотропных пород. Приводятся оценки возможных вариаций расчетных значений плотности теплового потока при геотермических исследованиях Кольской сверхглубокой скважины и сверхглубокой скважины КТВ (ФРГ). | ||
| 17. | Заявка на патент РФ "Cпособ определения теплопроводности материалов" Попов Юрий Анатольевич | |
| Предложен алгоритм определения параметров режима измерений теплопроводности методом оптического сканирования, обеспечивающий минимальную зависимость результатов измерений от неопределенности в температуропроводности изучаемых материалов и позволяющий оптимизировать параметры режима при заданной погрешности измерений. |