Aula 5 - Temperatura da Terra

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Aula 5 
Temperatura da Terra 
Tópicos 
 O que faz a temperatura aumentar com a 
profundidade? 
 gradiente geotérmico 
 fontes de calor 
 Física de transferência de calor 
 Equação de fluxo de calor 
 Papel da condutividade térmica 
 bacias sedimentares e domos de sal 
 transporte de calor por fluidos 
 medições de T em poço 
Calor Interno 
 
 A temperatura aumenta com a profundidade 
 Evidência? 
 
 Vulcões 
 minas profundas [em 3200m, a 150 ° F (65 ° 
C)] 
 poços de petróleo 
 rochas metamórficas 
Gradiente Geotérmico 
 Muda com a profundidade 
 25º/Km (média continental) 
 Varia com o ambiente tectônico 
 
Gradiente Termal 
Fontes de Calor 
 Calor produzido nas rochas por elementos 
radiativos 
 
Física do Calor 
 O que é calor? 
 Átomos agitados 
 Energia cinética (em escala atômica) 
 
 O que é fluxo de calor? 
 Calor transferido por unidade de área 
 Transferênca de agitação de átomos 
 O calor se move do “quente para o frio” 
Experimento 
 Qual recipiente aquecerá mais rápido? 
Equação do Fluxo de Calor 
 Q= taxa de energia transferida Watt (W) = (J/s) 
 k= condutividade térmica [W/(m·K)] 
 A= área (m²) 
 ΔT= diferença de temperaturas (K) 
 L= espessura (m) 
Gradiente térmico 
Fluxo de Calor através de uma Camada 
A Janela de Óleo 
 A temperatura de maturação ocorre entre 60 ºC – 120 ºC 
Condutividade térmica 
Papel da K 
 Alta K rápida transf. de calor baixo grad. Térm. 
 
 Baixa K baixa transf. de calor alto grad. térm. 
Efeitos da Variação da K 
Bacia Sedimentar 
Medidas da temperatura na 
Perfuração 
 Mede-se a temperatura da base do poço 
(BHT) a cada perfilagem 
Efeitos da Variação da K 
Desequilíbrio de Temperatura 
 Durante a perfuração, bombeia-se lama de 
perfuração poço à baixo para controlar a 
pressão 
 O fluido de perfuração resfria o poço 
Temperatura de equilíbrio 
 
 
 
dt = tempo do fim da 
circulação de lama 
 
t = tempo da circulação 
naquela profundidade 
 
Quanto maior t, mais se 
afasta da normalidade e 
vice-versa 
Conclusões 
 O gradiente geotérmico é de cerca de 25ºC/km 
 A fonte de calor é de origem radioativa 
 A janela do petróleo ocorre a cerca de 2-5 km 
(6000-16000 pés) de profundidade. 
 rochas de baixa condutividade conduzem um 
elevado gradiente térmico e vice-versa. 
 O movimento de fluidos subsuperficiais perturbam 
a estrutura térmica. 
 temperaturas da base do poço (BHT) não estão em 
equilíbrio devido à circulação de lama, precisam 
ser corrigidas. 
 Selley, pag. 152 - 160