北京地区5口井温度梯度分析

对北京市范围内5口观测井进行了温度梯度精细测量。结果显示:不同区域受到的太阳辐射热的影响深度存在差异,可能与岩性及岩土中夹杂砂砾石颗粒的大小、多少有关;不同观测井的温度梯度值不同,最小的仅0.014℃/hm,最大者达3.376℃/hm,推测与井孔结构、地层岩性及构造条件等有关。水温传感器放置处的温度梯度特征很大程度上影响着水温微动态特征及水温前兆信息特征。     

(U-Th)/He年龄约束下的塔里木盆地早古生代构造-热演化

塔里木盆地早古生代碳酸盐岩沉积时期的热历史由于缺乏有效的古温标进行热史恢复,一直是困扰该区下古生界烃源岩演化研究的难题.磷灰石和锆石的(U-Th)/He热定年技术是近年来用于沉积盆地热史研究的新技术,可以用来揭示地层的构造抬升和热历史.本文利用塔里木盆地典型井中古生界层系的古温标来恢复古生代的热史.这些井在海西期长期隆升、遭受强烈的剥蚀、后期埋藏深度较小,因而古生界层系中的古温标可以保留原始热信息,从而反映古生代的温度状况.本文通过对这些钻井样品进行磷灰石和锆石(U-Th)/He年龄测试,并结合磷灰石裂变径迹和等效镜质体反射率等古温标,综合模拟计算了塔里木盆地不同构造单元的KQ1和T1井早古生代的构造-热演化历史.模拟结果表明,塔里木盆地塔东北和巴楚隆起区古生代热演化存在差异.巴楚隆起区T1井在寒武纪末期的古地温梯度仅为28～30℃/km,奥陶纪的地温梯度增高至30～33℃/km之间,志留-泥盆纪地温梯度为31～34℃/km;塔东北的KQ1井区奥陶纪的地温梯度可达35℃/km,志留-泥盆纪地温梯度为32～35℃/km.因此,(U-Th)/He年龄结合其他古温标综合模拟的方法可以很好地揭示沉积盆地的热历史,特别是该方法为塔里木盆地早古生代的热史恢复提供了新的途径.     

淮北煤田宿临矿区现今地温场分布特征及其影响因素

淮北煤田是我国华东地区最主要的能源供给基地之一,研究其现今地温场特征既是强烈的现实要求,也具有十分重要的理论意义.本文在淮北煤田宿临矿区区域地质研究的基础上,根据位于宿临矿区内不同构造单元中的8个主要煤矿井田及其邻近区域111个钻孔的测温数据,绘制了矿区现今地温\|深度关系图、现今地温梯度\|深度关系图以及不同构造单元的现今地温梯度分布图,分析了宿临矿区现今地温场的分布特征.研究表明,宿临矿区现今地温梯度分布范围介于1.50～3.80 ℃/hm,整个矿区平均现今地温梯度约为2.65 ℃/hm,与华北其他主要能源盆地相比有所差异.宿临矿区现今地温梯度在相同构造单元内分布具有褶皱隆起区高、断裂密集区域高的特点;不同构造单元中井田的平均现今地温梯度相比较则表现出由东部构造单元至西部构造单元逐步增高的趋势.分析表明,区内现今地温场主要受构造格局和岩性变化影响.     

中国大陆科学钻探主孔动态地温测量

介绍了大陆科学钻探主孔完钻后4次的钻井测温数据,地温梯度随深度的变化趋势,系统的热导率测试结果及其温压校正. 地温测量显示,浅部（100m以上）的4次测量结果有较大的区别,而100m以下测量温度趋于一致.在900～1600m井段,温度略有波动,可能存在地下水活动.到了深部,温度与深度呈现良好的线性关系. 在0～500m,500～2700m,2700～3600m及3600m以下这4个井段范围内,地温梯度随深度降低或增加的趋势交替变化,平均地温梯度248±34℃/km. 198块岩芯样品测试结果表明,热导率变化范围在1711～36 W/(m·K),平均2716±0403 W/(m·K). 依据实测的温度-深度进行温压校正后,热导率为1989～3652 W/(m·K),平均2808±0363 W/（m·K）. 热导率随深度的变化趋势与地温梯度的变化趋势并不能完全相互补偿,表明影响地温梯度的其他因素不容忽视. 大陆科学钻探温度测量,为今后进一步研究超高压变质带深部地热场及其地球动力学含义提供了可靠的基础数据.     

江苏地震观测井温度梯度与井孔构造对比

通过对江苏区域内12口地震研究水温观测井,测量井孔不同深度温度背景值,计算温度梯度;结合温度变化与井孔的地质构造,对比分析研究区内井孔水温特点。结果表明:水温梯度是水-热动力学与地热动力学综合影响的结果,井孔地质构造、含水层分布对温度梯度值存在重要影响。该研究结果可为井孔水温定量分析提供数据支撑。     

(U-Th)/He年龄在沉积盆地构造—热演化研究中的应用——以塔里木盆地KQ1井为例

(U-Th)/He热定年技术是近年来用于沉积盆地热史研究的新技术,目前主要是利用磷灰石和锆石的He年龄来揭示地层的构造抬升和热历史.本文依据塔里木盆地钻井样品的实测磷灰石和锆石(U-Th)/He年龄数据,初步得出了该地区磷灰石(U-Th)/He年龄的封闭温度为85℃,并建立了深度/温度－年龄演化模式;锆石则未达到其较高的封闭温度.综合利用本次实测的He年龄数据结合磷灰石裂变径迹和等效镜质组反射率等古温标,模拟计算了塔里木盆地孔雀1井（KQ1）自奥陶纪末期以来的热历史.模拟结果表明,孔雀1井区奥陶纪末期的地温梯度可达35.5℃/km,志留纪—泥盆纪时期的地温梯度为33.3～34.5℃/km,白垩纪末期地温梯度27.6℃/km左右.因此,(U-Th)/He年龄结合其他古温标综合模拟的方法可以很好地揭示沉积盆地的热历史.特别是该技术为缺乏常规古温标的塔里木盆地下古生界碳酸盐岩层系所经受热史的恢复提供了新的方法.     

新疆伽师55井水温梯度实验及结果应用

采用SZW-II型数字式温度计,对新疆伽师55井水面以下0～180 m段水温梯度的观测及不同深度水温动态观测的数据分析表明,随井深的增加水温梯度逐步增加。在井水位以下50～60 m处水温梯度由负转正,在130～140 m处温度梯度最大,可达到0.093 500℃/m。观测井水温度稳定过程在不同深度上均呈对数变化形态,通过参数拟合及分析对比方法,获得了水温稳定参数方程及水温稳定时间的参数方程。水温梯度及获得的2个参数方程是对伽师55井背景资料的必要补充,可用于判断水温异常变化的来源。     

青藏高原热融湖塘的水热过程及其对下伏多年冻土的热影响

以青藏高原查拉坪地区一处热融湖塘(40 m×50 m,最大深度为1 m)为研究对象,由实测数据对比分析了热融湖塘与天然地表相同深度的温度变化特征.结果表明:与天然地表相比,热融湖塘融化时间长,冻结时间短,且存在接近4℃的水温变化;受太阳辐射及热对流的影响,垂向水温梯度仅在水表从4℃降温及冻结阶段较大,其余时段接近0;湖底年均温度比相同深度的天然地表高约6.4℃,湖底下部存在约14 m深随时间发展的融区,土体吸热增大,放热减小;热融湖塘2.5~3.0 m土体的年内热交换为19592.0 k J/m2,约是天然地表的230倍,其中吸热量及放热量分别为后者的1.4倍及8.7%.湖塘下部的融化夹层是深层冻土的主要热源,湖塘对下部土体放热的抑制作用是湖塘对土体产生热影响的主要原因.     

南海南部礼乐盆地礁体发育区的构造热演化特征

礼乐滩是礼乐盆地的重要组成部分,自晚渐新世礼乐地块裂离北部陆缘后开始发育礁灰岩.为认识这些长期浸没海水中的礼乐礁体及其下伏地层的热状态与热演化特征,在详细分析礼乐滩钻井测温数据和镜质体反射率数据的基础上,对一条穿过礁体的骨干剖面进行了构造热演化数值模拟.结果显示,礁体区钻井2000～4500 m深度范围内温度介于30～90℃之间,井底与海底之间的平均地温梯度仅10℃·km~(-1)左右,地温梯度随深度逐渐增加,3000～4000m深度段地温梯度介于32～37℃·km~(-1);礁体下伏地层有机质曾经经历了比现今所处温度更高的古温度.进一步分析表明,高孔高渗的礁体上部因与周围低温海水发生热交换,导致地层温度降低、地温梯度和热流降低甚至为负值;与海水热交换作用随深度增加而减弱并最终停止,地层温度逐渐升高,地温梯度和热流值趋于正常;现今钻井3000～4000 m深度段地温梯度约为35℃·km~(-1),基底热流可能介于65～75 mW·m~(-2),平均约为70 mW·m~(-2);礁体发育区有机质热成熟度主要是在礁体与周围低温海水发生实际热交换前获得的,礁体与海水热交换作用导致地层温度逐渐降低,有机质热成熟度增长缓慢,现今生烃门限深度明显大于邻近的北1凹陷中部区域的门限深度.     

碳酸盐团簇同位素在沉积盆地热演化中的应用——以塔里木盆地顺托果勒地区为例

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层是近年来油气勘探的热点.然而,由于碳酸盐岩地层缺乏有效的古温标,极大的制约了热历史的研究.团簇同位素作为一种新的有效古温标,为碳酸盐岩地层的热历史恢复提供了可能.本文通过测试塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系碳酸盐岩储层中不同结构组分的团簇同位素,利用固态重排模型重建了塔里木盆地顺托果勒地区不同构造单元的奥陶纪以来的热历史.塔里木盆地顺北、顺托和顺南地区泥晶基质的团簇同位素温度(TΔ47)平均值分别为92.34℃、124.35℃和170.27℃,除了顺南地区SN501井和SN4井外,其他的所有样品在最高埋藏温度下尚未达到完全热平衡,可用于热历史重建.通过对顺托果勒地区典型单井设置不同的热史路径,进而明确最高埋藏温度的上限为170～190℃.此外,二叠纪的异常高温可能是地层抬升剥蚀和岩浆活动热事件共同作用的结果,顺托果勒地区二叠纪地温梯度范围为26～46℃/km,呈现西北高东南低的趋势,地温梯度的空间变化表明可能与岩浆活动有关,且岩浆活动中心可能位于塔北地区附近,岩浆活动造成热响应可能在SN3井附近终止.     

中国大陆井水温度潮汐动态的统计与调和分析

用收集到的全国356个井水温度测点的数据, 分析了水温对地球固体潮汐的响应, 统计出 35个存在水温潮汐现象的测点。 利用Baytap-G调和分析方法, 计算了水温潮汐分波的振幅、 振幅比和相位差。 结果表明: 水温潮汐现象是一类较普遍的地球物理现象, 其机制与水位潮汐相关, 可用水动力学模式解释; 水温潮汐变化特征还受太阳辐射热、 含水层和地温的影响, 自流井水温记录潮汐现象的能力高于非自流井、 东部地区水温测点记录潮汐现象的能力高于西部, 与太阳辐射热的影响有关, 在含水层附近的水温测点, 其潮汐动态比其他井段显著, 在受地温影响较大的井段, 水温的潮汐变化幅度与水温梯度成正比; 水温的应力-应变灵敏度量级为0.01～10℃/10^-6m·s^-2。     

金沙江水网各观测井温度梯度的精细测量结果及其分析

Fine measurements have been conducted to temperatures and their gradients of six wells of the Jinsha River Groundwater Observational Network.The results show that the influence depths of sun radiation heat are 50m to 125m,average temperature gradients in the wells range from 0.11 to 2.81℃/hm and most are 1～2℃/hm,and the temperature gradients on varied depth sections of one well are highly changeable.Lithology of strata and their integrity,particularly high-angle crashed fault zones,have imposed major effects on the influence depths of sun radiation heat and temperature gradients of the wells.The micro dynamic characteristics of water temperature,such as coseismic effects,tidal effects and anomalies of the wells prior to earthquakes,probably depend,to a large degree,on the temperature gradients of the depths at which the water temperature sensors are settled.     

金沙江水网对日本9.0级地震的同震响应及其特征与机理

本文系统介绍了金沙江水网6口观测井水位与水温动态对日本9.0级地震的同震响应, 分析了同震响应的特征与同震响应的机理。 结果表明, 4口井水位有同震响应, 同震响应形态全是振荡, 对地震波响应的时间、 振荡的幅度、 振荡的持续时间等的差异主要取决于井-含水层系统的导水系数。 结果还表明, 3口井水温有同震响应, 响应形态是不对称的V字或U字形; 水温的先期下降是井筒内上(冷)下(热)水混合作用引起的, 后期上升是井水与围岩之间的热传导引起吸热作用的结果, 各井水温升降的幅度、 持续时间等不同, 主要是井水温度梯度与水岩热传导系数不同引起的; 后期升幅总是大于先期降幅, 这可能与地震波作用使井区大地热流增强有关。     

中国大陆科学钻探靶区深部温度预测

依据中国大陆科学钻探(CCSD)两口先导孔中地热测量和岩石样品热物性参数,对5000m深钻的可能钻遇温度进行了预测.先导孔中地温梯度介于1-26℃/km;岩石热导率变化为2.64-8.81W/(m@K),平均(3.4±1.26)W/(m@K);实测热流值为76-80mW/m2;30块岩石样品放射性生热率变化为(0.0-2.17)μW/m3,450m深度以上层平均(0.76±0.5)μW/m3,以下层段平均(0.48±0.2)μW/m3,生热率随深度递减,但变化趋势难以明确判定.分别对热流和热导率取上、下限,采用不同的生热率随深度的分布函数,区分考虑或不考虑热导率的温度相关性,分别计算出5000m深度内可能的温度分布剖面.计算结果表明,超深井于5000m垂直深度上的温度将达到110-140℃,2000m深度的探井钻遇温度将介于54-64℃.此外,考虑热导率的温度效应后预测的温度一般高于未考虑热导率温度效应5-8℃.     

河北赤城井水温对远场大震的响应特征研究

在河北赤城井井下30 m、53 m、58 m处分别安装了3个温度传感器,进行水温微动态观测。通过对2004年12月以来全球发生的22次M_S≥8.0地震时赤城井不同深度水温观测数据的变化进行研究发现,井下30 m处水温均无明显同震变化;而7次大震时53 m、58 m处水温有明显的同震变化,53 m处水温同震初始变化形态均为上升,58 m处均为下降。同时,对水温变化机理进行探讨发现,井下30 m处水温日变幅度偏大是记录不到地震的主要原因;水温同震初始变化是由井孔水体对流引起的,53 m处水温同震初始变化形态均为上升是由于该处位于负温度梯度带,井孔中水体受震荡激发而加速对流与掺混是导致58 m处水温同震初始下降的主要原因,赤城井水温同震初始变化的后效恢复过程为热传导作用的结果。     

准噶尔盆地热流及地温场特征

利用准噶尔盆地 1 96口井的温度资料及 90块岩石样品热导率的测定 ,计算了 35个大地热流数据 ,编制了盆地不同深度现今地温等值线图 .研究结果表明 ,准噶尔盆地现今为低地温、低大地热流的冷盆 ,盆地的现今地温梯度平均为 2 1 2℃ /km ,大地热流密度平均为42 3mW/m2 .热流的分布表现为隆起高、坳陷低的特征 .影响地温场的主要因素包括盆地的深部结构、盆地演化、盆地基底构造形态、地下水活动和沉积层的放射性生热等 .     

山西省4口井(泉)水化学特征与水氡映震效能研究

对山西4口水化学观测井（泉）及周边地表水进行水化学和氢氧同位素分析,利用Piper图、durov图、Na-K-Mg三角图等方法研究其水化学特征及成因,得出井（泉）水岩平衡程度、热储温度、地下水循环深度及地下水补给来源详情;分析了井（泉）水氡测项映震特征,应用水氡映震效果与水岩平衡程度、地下水循环深度表现出的特征,评价了地震监测效能。评价结果显示夏县井、奇村井优于临猗井,适于开展地震水化学观测;定襄泉应用该水化学方法评价尚存不足之处,需要探索适用于该类观测泉点的物理与化学相结合的评价方法。     

江苏苏05井、苏06井水温近年来典型异常特征分析及其机理讨论

近10年历史震例的分析表明,江苏苏05井、苏06井水温观测资料异常与江苏及邻省中等地震有很好的对应关系。本文对2010年后两口井的观测数据进行分析,总结了苏05井、苏06井水温测项在震前的典型异常特征:①异常表现为打破上升趋势的下降变化;②震前异常持续时间为2-3个月左右,映震范围在300km左右;③两口井的震前异常幅度在0.003℃左右。根据总结的异常特征并结合水温与井孔结构关系、水温与水位的关系、不同层位水温观测原理以及水化分析结果等,对异常可能的成因进行了初步探讨。     

水头梯度变差值演化图象及强地震危险区预测方法研究

在类比地温梯度计算方法的基础上,将区域地下流压场中众多井孔的水位埋深归一化为每米井深或每百米井深的压力水头高度,即单位压力水头高度,定义为水头梯度值,并通过对水头梯度变差值时空强全方位绘制出其动态演化图象,进而对未来强地震发生的潜在危险区进行预测。经唐山７．８级 震内符检验,效果较为理想。