原理
井筒熱傳遞理論
溫度測井基於井筒周圍地層是一個熱穩定體的這個假定，自然溫度梯度是由地球熱擴散造成的，當這種熱平衡條件被打破時，井內的溫度梯度或徑向溫度分布就會發生變化。井溫測井就是通過測量井筒的局部溫度異常和溫度梯度來反映這些變化，從而根據這些變化來推斷井筒可能出現的情況。
井中熱傳遞規律
油氣生產和注入井中流體的溫度往往與它們周圍介質的溫度不相同，當兩物質之間存在溫度差時，熱量總是自發地由高溫熱源向低溫熱源傳遞。井筒內地質情況比較複雜，生產和注入情況差別很大，因而熱量傳遞就更為複雜。
熱量傳遞存在三種方式，即傳導、對流和輻射，一般說來，井筒內熱量傳遞這種三方式均存在。
1、熱傳導方式 ： 井筒內地層與水泥環之間、水泥環與套管之間、套管與井筒流體之間 。
2、熱輻射方式 ：套管和油管環形空間內的動液面以上的氣體部分 。
3、對流方式：井筒內有流體流動且井筒內流體各部分之間有溫度差 。
套用
井溫測井可以進行地溫梯度的測量；可以在產液井中尋找產液的井段，在注入井中尋找注入的井段；對熱力採油井，可以通過鄰井的井溫測量檢查注蒸汽的效果；可以評價壓裂酸化施工的效果等。
裸眼井中測量可了解地層溫度變化、地溫梯度，對油、氣勘探確定油、水層提供資料; 套管井中可用於確定水泥上返高度及膠結情況，確定出水、出氣位置，確定生產層的產出量或注入層的注入量等。
井溫儀
井溫測井所用的井溫儀多採用電橋電路，電橋的一個臂採用對溫度敏感的元件，如溫度係數大的漆包線，熱敏電阻、半導體二極體等。隨著溫度的變化，靈敏臂的阻值也發生變化，電橋失去平衡輸出正比於溫度變化的信號。
井溫測井