توسعه مدل توزیع دما و شار گرمایی در یک مقطع عمقی چندلایه با درنظرگرفتن مولفه‌های تولید گرما و رسانش گرمایی

بخش قابل‌توجهی از گرمای مشاهده شده در سطح زمین، در مرکز زمین تولید می شود و بخشی دیگر نیز حاصل واپاشی مواد پرتوزا در پوسته است. این گرما با روش های هدایت و همرفت، به سطح زمین منتقل می شود. دانستن شیب حرارتی زمین می تواند در برآورد میزان بلوغ و دگرگونی مواد آلی هیدروکربن زا و برآورد سن نسبی هیدروکربن زایی سنگ منشا مفید باشد. اهمیت محاسبه توزیع دما و شار گرمایی در زمین آنجا مشخص تر می شود که می توان این اطلاعات را به سایر پارامترهای فیزیکی زمین نظیر چگالی، سرعت امواج لرزه ای، خواص شیمیایی و ذوب بخشی تبدیل کرد و از آنها برای مدل سازی دقیق تر ناهنجاری ها و لایه‌بندی‌های زیرسطحی استفاده کرد. شناخت اولیه زمین گرمایی می تواند در صنعت اکتشاف و تولید نفت و گاز به‌‍‌ویژه در طراحی ترکیب گِل حفاری، سیمان، ابزارهای لاستیکی درون چاهی، به‌کارگیری ابزارهای نمودارگیری و دستگاه های الکترونیکی درون چاهی و طراحی لوله های حفاری به‌کار‌گرفته‌شود. در این مطالعه، معادله ای توسعه داده شده است که نحوه توزیع دما و شار گرمایی را برای یک مقطع عمقی با تعداد لایه دلخواه حساب می‌کند. هر لایه، تولید گرما و رسانش گرمایی مختص به خود را دارد. شرایط مرزی برای این محاسبه، انتقال گرما در راستای قائم و صرف‌نظر کردن از انتقال جانبی گرما و معین بودن دمای کف پایین ترین لایه و سطح بالاترین لایه است که در حالت واقعی (زمین) معمولاً دمای کف سنگ کره و دمای سطح زمین درنظرگرفته‌می شود. برای راستی‌آزمایی، این معادله در محیط برنامه نویسی متلب توسعه داده شده و نحوه توزیع شار گرمایی و دما برای مدل های مصنوعی محاسبه شده است.