含水层淤埋流体井技术改造及观测效果

平谷马坊井成井于2008年,是北京北部地区重要流体观测井,井孔结构完整,但水位、水温映震不灵敏,观测信息有限。为提高观测数据质量,对井孔进行射孔改造,增加含水层厚度,洗井及清淤施工增大含水层渗透性。改造后观测井水位具有明显潮汐效应,水温观测数据内在质量明显提高,其映震能力加大。平谷马坊井改造效果良好,为流体观测同类井孔的重新利用提供了借鉴。     

大兴黄村井水温动态分析

对黄村井水位、水温观测资料进行分析,并结合井孔水文条件、水温传感器放置位置及水温梯度特征,对水温潮汐特征、机理及影响因素进行研究,结果表明,水温具有潮汐特征,与该井观测含水层良好的渗透性及传感器合理放置位置有关。该研究以期为有效提取黄村井水温前兆异常信息及合理解释同震效应提依据,为改造井孔结构及合理放置传感器提供借鉴意义。     

北京昌平兴寿镇地震监测井不同深度水温变化特征及机理分析

将北京昌平兴寿镇地震监测井同一型号水温传感器分别置于井下400 m、600 m、700m展开对比观测,就水温数据的变化幅度、差分日变差、均方差和同震响应特征进行差异性分析,以揭示井下不同深度处环境扰动信号的强弱及对水温观测效能的影响。分析发现,传感器置于井下600 m,受观测含水层流体渗入影响,水温数据变化平稳,异常信息更易于识别;传感器置于井下400 m、700 m,受到水温梯度值相对大和距离观测含水层顶板过长的影响,水温数据所受扰动信号增强,异常信息被湮没而不易识别。为提高水温观测效能,应结合井孔条件,综合评价水温传感器的有效置深。     

同井不同层位水温观测同震变化机理分析

不同水温观测点由于观测环境、井孔条件、观测部位构造条件、介质条件、地下水动力条件的差异,使得水温动态呈现出不同的形态。而同一观测井内不同层位的水温由于水温传感器安置深度和井孔热源分布状态的不同,会出现不同的同震响应形态。利用小波变换算法,分析了房县三海村井不同深度的水温在3次地震中的同震响应变化,并结合该井的温度梯度、围岩特性以及含水层分布,提出一个简单的井-含水层模型。进而探讨了同井不同层位水温出现不同变化的动力学机制,初步认为其动力学机制源于水的流动产生的热对流引起的变化。     

浙江地下流体在汶川8．0级地震中的映震效应研究

通过“十五”改造,浙江省目前有地震地下流体观测台站5个,10项测项,主要是水位,水温和水氡。在2008年5月12日四川汶川8．0级地震中有明显映震效应的台站为100％,测项为80％。水氡测值表现为临震向上突跳异常,最大异常幅度达23．7％,创历史之最;水温测项主要出现临震突跳或阶跃;水位测项主要是同震效应现象,为水震波引起的脉冲和阶跃变化。认为同震效应可能是地震发生后地震波传播引起的含水层弹性形变所致。并且认为观测效果不一定是井位越深越好,而是要看含水层封闭情况和仪器观测传感器的位置,没有明显的优劣之分。好的静水位观测井记录的水震波效果明显优于动水位观测井。由于前兆数字化仪器采样率相对较底（1次／min）,记录数据缺失较多,记录的同震变化波形不完整,很难进一步分析。     

江苏流体井网对汶川和日本地震的同震响应特征研究

通过对2008年汶川8.0级和2010年日本9.0级两次大地震的同震响应特征进行分析,讨论了经过数字化改造后的江苏流体观测井网映震能力,对不同测点井孔映震能力出现较大差异的原因进行了探讨,结果表明:(1)江苏区域井孔水位的同震响应能力强于水温,水位同震响应有较一致的变化规律,同时与震级密切相关,水温同震响应在不同井点存在较大差异,更多的表现为缓慢的恢复变化;(2)不同构造单元的井孔同震响应能力有明显差异,苏中和苏北地区的同震响应变化弱于苏南地区,这种南强北弱的原因可能是苏中黄土覆盖层较厚的构造特征使其在捕捉应力—应变状态的微变化时较南部丘陵地带弱,南部较为复杂的地质构造在受到微小扰动后更有利于地下水状态的变化。     

马17井映震灵敏的地质——水文地质条件分析

本文从马17井的大地构造、区域构造与井区构造特征、井区的岩层组合与含水层的埋深、透水性、承压性、水温及井孔结构等方面分析了该井水位的映震灵敏条件.     

山西夏县东郭井水位水温巨幅异常变化调查与分析

山西夏县东郭井是山西省南部地区映震性能较好的一口流体观测井,自2007年观测以来,水位、水温的几次阶变异常与山西及周边地区的中等地震都有较好的对应关系。2011年4月16日,东郭井水位、水温再次出现阶变变化,且变化幅度较大,异常出现后,对观测系统、地下水开采情况、井孔结构三方面进行调查与分析,最终确定此次异常变化是由井孔井管错位造成,非地震前兆异常。     

云峰井水位微动态的变径观测效应

井孔水位对地壳应力应变的反映能力取决于井－含水层系统的多方面条件，观测井的直径大小是其中之一。在云峰井进行的变径观测结果。水位变动段的直径由１１８ｍｍ缩至８０ｍｍ之后，水位固体潮井系数明显变大，水位记震能力有显著提高，水位气压系数也有所增大。这样的事实表明，缩小水位变动段的井径是提高水位映震能力的有效途径之一。     

夏垫断裂带地震地下流体的同震响应研究

地震地下流体已成为一种重要的地震监测手段。 本文分析夏垫断裂带上观测井的同震响应特征, 探讨观测井水位、 水温同震变化对夏垫断裂带的影响机理, 收集和整理布设在夏垫断裂带上的赵各庄井和西集井两口观测井水位和水温同震响应资料, 从响应的地震次数及发震位置、 异常幅度、 时间和形态类型等方面对其响应特征进行分析, 从震中距、 震级和井-含水层岩性等方面探讨了地下流体地震前兆异常的成因。 结果显示, 赵各庄井和西集井水位地震响应能力强于水温, 响应形态以振荡型为主, 对于M_S7.0以上地震具有显著的映震能力。 在水温资料中, 仅有赵各庄井对2008年汶川M_S8.0地震有响应, 响应幅度为0.0129℃。 综合分析认为, 井-含水层岩性影响了两井同震响应形态特征, 远场大地震产生的动态应变导致了较大的水位变幅。     

地下水位前兆敏感水力学条件的数值模拟研究

根据弹性孔隙理论,利用数值分析的方法,研究了承压含水层对井水位的映震效果的影响,模拟结果显示：含水层系统的封闭状态对水位的映震效果有很大的影响,侧漏的大小和水头的高低会直接影响水位的观测效果,在系统封闭很好的情况下,观测水位的变化基本与水头的变化呈线性关系,此外,含水层系统的渗透性也是影响水位变化的重要条件之一,渗透性好则水位的映震效果明显。     

识别地下水超采区井水位异常性质的理论与方法

长期过量开采地下水,使地下水位持续下降、水质发生变化,动水位观测井断流;地面沉降造成井管上窜,观测管路系统被损坏等,这些现象对地震地下流体观测地震前兆异常的正确判断带来很大困难。应用水文地质理论与方法,分析含水层的水均衡状态、应力-应变状态及其与水位动态的关系,初步探讨了超采区井水位异常性质的理论与方法。结果表明,根据井孔所在区水位下降漏斗的扩散特征,结合以上所提到的理论和方法,依据资料多年变化特征,可以较准确地判断异常的性质。研究结果有助于区分单一集中抽水与长期地下水超采对水位观测的影响,有助于正确识别超采区水位前兆异常,有助于地震分析预报水平的提高     

唐山马家沟矿井水位异常分析

地下水动态受水文因素影响较大,对地震和构造活动具有较灵敏的响应。判别并排除各种水文干扰,确认地下水在地震前的异常变化,对提高地震分析预报能力,具有重要作用。马家沟矿井水位动态观测层与地下水开采层为同一含水层,井水位于2010年出现破年变异常,加速持续上升,截至2015年,最大上升幅度约30 m。依据该井水文地质环境特征,根据唐山市区2001-2015年地下水位、降雨量、地下水开采量实测资料,建立合理多元回归模型和三维地下水流动模型,发现地下水开采量减少应为影响马家沟矿井水位动态的可能因素。文中采取的异常识别与分析方法,可为其他类似井孔的地下水动态异常识别及判定提供一定借鉴。     

天津潘庄井水位突升异常的调查与分析

咸水层是华北沿海平原地区特有的含水层。 多年观测实践表明, 咸水层水位动态表现出较好的映震能力。 天津宁河潘庄井是现存的一口咸水观测井, 水位动态一般较为稳定, 日变幅度小于10 cm。 多年来该井在首都圈尤其是唐山老震区中等以上地震前有很好的水位异常显示。 2010年5月该井水位出现大幅度突升异常, 上升幅度近3 m这种显著的异常变化是与地震孕育有关, 还是由其他因素引起的干扰变化, 需要给出一个科学的判定意见, 笔者为此进行了跟踪分析。 通过对环境调查、 井深测量、 抽水试验及水质检测等结果认为, 此异常是井管老化、 腐蚀、 渗漏, 浅层高矿化度水渗入井内引起的, 与地震孕育、 区域构造活动等无关。     

静态密闭状态下大甸子井孔隙度与体积压缩系数时序特征分析

以内蒙古大甸子观测井为数据收集对象,利用原始水位观测数据得到该井静态密闭下气压系数、水位与气压的关系以及孔隙度与气压系数的关系,从而分析该井静态密闭状态下孔隙度与体积压缩系数时序特征。结果表明,孔隙度与固体骨架的体积压缩系数和含水层内水的体积压缩系数间存在幂函数关系;在第一象限内,各井含水层介质固体骨架的体积压缩系数随着孔隙度的增大而增大;含水层内水的体积压缩系数随着孔隙度的增大而减小。     

Co-seismic multilayer water temperature and water level changes associated with Wenchuan and Tohoku-Oki earthquakes in the Chuan no. 03 well,China

The present paper shows analysis of water level (the distance from the land surface to the water in the well under static condition) and water temperature observed at three different levels of Chuan no. 03 well to study the changes associated with the Wenchuan earthquake of 2008 and the 2011 Tohoku-Oki earthquake. Our analysis shows co-seismic changes in water level and water temperature associated with the increase in compressive stress associated with the Wenchuan earthquake. The water level shows an increase, whereas there was drop in water temperature at the shallow depth (395 m) and enhancement of water temperature at the middle (595 m) and the bottom (765 m) layers. However, no step change in water level or temperature of Chuan no. 03 well is observed associated with the Tohoku-Oki earthquake, only seismic wave propagation-induced water level oscillation and led to co-seismic response of water temperature. The analysis of the co-seismic responses and post-earthquake adjustment processes combined with the borehole histogram and the borehole temperature gradient data clearly show co-seismic changes in water temperature that could be closely associated with the changes in the regional stress and strain state and the distribution of the aquifer and the characteristics of the aquifer. The observed temperature variation of different layers in the borehole is likely to be controlled by the flow of water in the horizontal direction.     

广西桂平西山井水位同震特征和机理初探

收集了2008~2016年广西桂平西山井水位观测数据及全球5级以上地震资料,分析井孔记录水震波的能力、水震波形态特征及影响因素,初步探讨了西山井同震的机理,获得以下认识:桂平西山井对全球M_S≥7地震具有较好的同震响应能力,水震波的形态主要为振荡型,少数呈现阶升型。井-含水层观测系统、地震震级、井震距是影响井孔记录水震波能力的主要因素。含水层介质受瑞利面波作用会发生体积变化,导致水位振荡,是形成振荡型水震波的可能机理。阶变型水震波的形成与区域应力场增强、介质变化及构造活动等因素有关。西山井水位阶升与周边中强地震活动存在较好对应关系,该认识可为地震预测研究提供参考。     

维尼迪科夫调和分析对大甸子井水位潮汐因子和相位的气象影响研究

利用维尼迪柯夫潮汐调和分析方法计算内蒙古大甸子井水位原始资料和剔除气压、降雨资料后的潮汐因子和相位。结果显示,两种情况下得到的潮汐因子和相位具有较好的一致性,说明采用维尼迪柯夫潮汐调和分析方法得到的结果基本不受降水、气压等因素的影响。这对于缺少气压和降水等辅助观测的水位观测资料,使用原始资料进行维尼迪科夫潮汐调和分析,可获取比较可靠的潮汐因子和相位参数。     

地震地下流体井水位、水温观测数据集

地震地下流体井水位、水温观测是地震地球物理台网主要观测手段,其数据集包含水位、水温测项的原始数据、预处理数据、产品数据和均值类数据,可为地震监测预报研究提供重要的数据支撑,用于前兆异常、同震响应、区域应力变化特征、含水层参数反演、观测机理等研究。地下流体井水位、水温数据集不仅可为地震预测预报和科学研究提供服务,而且在国民经济建设领域具有重要的应用价值。     

大震前地下水位异常与应力异常区

利用井口水位对潮汐应力的响应，分析了含水层对强震孕育过程中应力变化的响应。结果显示，当含水层的瞬时应力变化值大于临界值时，水位的异常图像为阶变形态；当含水层的瞬时应力变化值小于临界值，但某一时段的累计值大于临界值时，水位的异常图像为缓变形态。而水位异常图像出现的上升或下降形态，取决于井孔含水层系统在大震孕育过程的应力调整再积累阶段所处的构造部位。水位震前异常的特征，源于地震孕育过程中应力异常区的形成。