地溫梯度又稱地熱梯度或地熱增溫率。是指地球內部溫度隨深度的變化率,通常以℃/100m或℃/km表示。
穩態測溫是獲取地溫梯度最直接的有效方法之壹。但要滿足兩個條件,首先,從鉆井中測得的溫度必須在井水與巖層溫度達到平衡以後進行。因為在鉆探過程中,井內溫度受到很大幹擾,只有在完井相當長的時間之後,當井筒液柱溫度與圍巖溫度達到平衡後,所測得的數據才是真實的地層溫度變化情況;其次,得到的地溫梯度必須是傳導型的,因為在地下水活動強烈的地區和層段,由於水-熱對流影響,所得的結果不能反映地球內部的傳導熱流,因此,我們通常所說的地溫梯度主要針對傳導型溫度場而言的。
對於中、新生代形成的中低溫沈積盆地來說,滿足上述第壹個條件並不困難,因為在石油、地熱資源勘探和開發中有壹些可用於測溫的廢舊鉆井。雖然這些鉆井的數量有限,不能獲得大量的數據,但卻能夠獲得比較理想的地溫梯度。至於地下水活動對地溫場的幹擾,理論上有辦法處理,但需對地區的水文地質條件有充分的了解,並獲得可信的各項水力、熱力參數。在實際工作中,壹般難以實現。因此,目前只能對其有意識地避開,選擇不受幹擾或少受幹擾的地區和層段進行研究,如選擇沈積盆地中部或鉆井的井底段。有時為了掌握壹個地區的地溫梯度,人們專門施工多眼100m以深的鉆井,成井後下入套管,用水泥漿將環狀空間封固,套管中灌滿水,安上井口裝置,然後反復用熱敏電阻探頭測量地溫,直到達到熱平衡時溫度變化曲線即為穩態地溫梯度。
現實的地熱井成井過程往往是在停鉆後立即進行井下物探,同時也將整個井下鉆井液溫度測出來,連成曲線後的地溫梯度只能反映壹種相對變化趨勢,也能給我們提供壹些信息。如巖溶裂隙型測溫曲線,鉆井液溫度低值區,往往與鉆井液漏失有關,漏失量越大,溫度越低,對應的區域往往是地熱井的主力開采層或回灌層。