传感器放置深度对水温动态特征的影响及其机理分析

地热井的观测规范要求尽可能将水温传感器放置在井下深处, 一般放置深度应当大于100 m, 小于200 m。 然而, 近几年的观测结果表明, 水温传感器的放置深度对水温动态特征的影响较大。 在多数观测井中, 同井水温与水位的时值动态、 潮汐效应、 同震响应及震后阶变等动态特征的相关性或一致性, 多与水温传感器的放置深度有关。 本文主要探讨了传感器放置深度对水温动态特征的影响, 水温传感器放置在观测含水层中, 都受井—含水层间水流运动的影响, 会造成水温动态随井水位变化而变化; 当放置在观测含水层下部时, 水温动态则不受井水位变化的影响, 多表现为动态相对稳定。 其原因是水温动态的形成受水热动力学与地热动力学两种不同机制的控制, 此外, 井—含水层系统的条件也会产生影响。     

苏06井不同深度水温变化特征

根据2008—2016年苏06井400 m和800 m深度的水温观测数据,分析不同深度的水温年变速率及日变曲线形态,并运用差值、水温梯度的小波变换方法,对2个不同深度的水温变化特征进行分析,发现:苏06井不同深度水温的长期变化与水位变化具有一定同步性,事实上水位变化起主导作用,构造引起水位变化使不同深度水温的表现不同,对周围近距离显著地震发生有一定意义;从短期变化看,不同深度水温之间很少出现同步变化;400 m深度水温异常信号频度及强度高于800 m深度水温异常信号。     

西昌川32井水温传感器不同投放深度监测能力分析

西昌川32井水温传感器曾投放井下两个不同深度,在含水层的不同位置,记录地震和异常变化的能力各有不同,本文对此进行比较分析,用数据说明西昌川32井水温传感器更合理的投放位置。     

苏06井不同深度水温变化特征与地震活动关系对比分析

分析2008~2016年江苏06井2个不同深度(400 m、800 m)水温观测数据的变化异常,排除仪器故障、人为干扰及降雨等外在因素,与其周边的地震活动进行对比分析发现:不同深度的变化异常所对应的地震震中有明显的地域特征,400 m水温异常变化多对应郯庐断裂南段附近地区地震,800 m水温变化与苏北凹陷及凹陷的边缘地区地震活动相对应;不同深度水温异常变化幅度一般受地震构造方式的影响,与震级大小、距离关系不大。     

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。     

永清MS 4.3地震前永清井水温异常分析

2017年12月永清井观测温度急剧下降,采用该井水温、水位多年观测数据,从仪器测量原理及精细温度梯度测量出发,结合井孔资料,认为该变化为永清M_S 4.3地震（井震距<30 km）发生前的异常信息。利用正弦累加模型计算温度异常持续时间和幅度,发现该异常变化存在2个周期：①周期42天,温度变化幅度为0.042 12℃;②周期16.77天,温度变化幅度为0.018 62℃。分析认为,区域应力状态发生变化,使含水层渗透性受到影响,从而间接影响到井下温度传感器安放处水温。地震发生后近距离观测到水温异常变化尚属首次,利用模型对变化时间与幅度进行量化提取,可为经验预报、统计预报提供经典震例。     

单井多层位水温微动态初步研究

基于海口ZK26井的水温观测环境以及近10年的观测资料, 分析-153 m、 -336 m、 -510 m水温的频谱特征, 探讨单井各层位水温丰富的微动态信息, 对比观测结果表明: 海口ZK26深井不同层位的水温表现出不同的微动态特征, 与观测层位的频谱特征、 水文地质条件、 水力性质等有着密切的联系。 -153 m位于含水层负梯度区, 主要处于低频段, 而且高低频噪声较弱, 信噪比较高, 可以表现出较清晰的微动态特征, 如水温海潮效应、 震前异常、 同震效应以及震后效应; -336 m与-510 m水温位于非含水层, 主要处于高频段, 并且背景噪声较强, 水温微动态信息较弱。     

海口ZK 26井水温动态特征

通过对海口水化台ＺＫ２６井不同层位水温数字化观测资料的分析,发现水温随深度的增加呈线性上升趋势,在第二含水层的１２０～１５０m段可能有一热水活动带,而１５０m向下至１５８m段水温快速下降,并在该段观测到大致与水位反向的水温日变形态。此外,该井不同层位的水温还显示出不同的长期变化特征,并在１５３m含水层和３３６m非含水层内皆不同程度地观测到井区３００Ｋm内ＭL≥４．０级地震的可能前兆异常。     

赵各庄井水位水温演化特征及其成因分析

平谷赵各庄井深200 m, 观测含水层为182 m以下的全井段, 是浅层冷水和深层热水的混合水。 受开采及降雨影响, 水位、 水温长趋势及年动态具有同步协调性变化, 地下水开采使井筒内冷水比例变小, 水位下降, 水温上升; 降雨渗入补给使流入观测井筒内冷水占比例变大, 水位上升, 水温下降, 但雨季结束, 井筒内冷水流入量变少, 井水温逐渐回升。 气压和固体潮使井筒与含水层间有水流运动, 水位出现周期性波动, 从而改变井筒内冷热水比例, 引起水温周期性变化的次生效应, 两者有短期同步协调变化。 不同种干扰因素造成了不同周期的变化影响, 在排除干扰, 提取地震异常信息时, 应选用不同方法及取样周期进行分析。     

上海崇明长江农场深井综合地震观测系统地磁观测数据质量分析

对上海崇明长江农场井深约460m的深井综合地震观测系统中的地磁观测数据进行质量分析。通过对该系统2套地磁仪以及相距约12km的三烈中学台地磁仪的时序图、相关性、频谱以及等效背景噪声水平对比分析,得出:(1)上海深井综合地震观测系统中用膨胀水泥固定在井深约460m岩石中的地磁仪工作正常,未受同一耐压腔体内应变仪、地温计、空隙压计传感器和安装在同一个钻孔内深度为430m左右的地震仪、倾斜仪传感器和系统影响,且相距60m远的长约400m的井下套管对其相对变化也未产生扰动;(2)长江农场深井地磁观测的等效背景噪声水平明显小于三烈中学台,开展深井地磁观测既能节约经费又能获得高于地表的观测数据质量,是值得推广的建设方式。     

上海地区电磁辐射信号特征及其与大震的关系研究

通过对上海地区近5年电磁扰动观测资料的整理,从扰动能量的角度分别对雷电信号、高压输电信号、工业源信号、测区作业信号、地铁干扰信号和地震电磁扰动信号等观测异常信号的能量强度特征进行分析。结果表明:(1)目前上海及其周边地区不存在能使电磁扰动观测电场能量变化超过1 000mV/km量级的电磁辐射源;(2)青浦台记寻到的电磁扰动观测异常信号在变化形态上与其他可识别的异常信号存在明显差异,其中31次电磁扰动观测异常信号具有短期地震前兆异常的特性;(3)与震例对比分析后可知,大地震在孕震过程中产生的电磁信号可以远距离传播,其传播距离可以达到800km以上,甚至有可能超过2 000km。     

河北赤城地震台水温观测对比分析

对赤城地震台同一观测深度上两套数字式温度计的观测资料运用曲线拟合、离散等方法进行分析得出,两套仪器产出的观测数据真实可靠,温度变化趋势特征一致,能反映井下温度的变化;两套水温观测仪进行同层温度的对比观测,可实现数据异常时影响因素的排查,有益于震前异常的准确判定。     

非自流井水温传感器置深对固体潮体应变响应的影响

水温传感器置深不同,所反映的固体潮效应不同。基于非自流井水温传感器深度,从与井底深度和含水层顶板埋深的相对位置关系,探讨水温传感器不同置深对固体潮体应变响应的影响,明确其最佳观测条件,分析认为:非自流井中水温记录固体潮效应的前提条件依次为:水位能记录到固体潮效应,水温传感器投放在观测含水层上方,传感器投放在地温梯度相对较大位置及井半径较小位置。     

肇东水温观测数据低值异常分析

2022年1月28日肇东地震台观测井水温出现低值异常,在现场核实过程中,逐一排除观测系统、观测环境、气象因素、地源热泵系统等干扰因素的影响。引入1套相同型号的水温观测仪进行同层水温比对观测,并与同井水位测项数据变化进行对比,且选取观测井周边200 km范围内震例进行水温日均值映震异常分析,结果发现,水温数据异常具有发生不规律、数据变化幅度较大等特点,应为观测技术系统故障影响所致,分析认为此次水温数据异常主要由水温仪老化所致,非地震前兆异常。此次异常核实工作可为地震台站观测资料异常的现场核实提供参考依据。     

巢湖皖14井高精度水温变化机理探讨

<正>巢湖皖l4井数字化水温仪架设属于"十五"项目,2007年9月正式开始观测,仪器型号为SZW-1A,水温探头位于井下195 m处。该井水温日动态属于随机波动型,长期动态属于复合型。长期观测资料结果表明,该井数字化水温观测资料信息量丰富,不仅有降雨、气压的扰动,还有大震的同震效应和震后效应。为进一步研究该井水温变化机理,对该井高精度水温观测环境、数字化观测资料,以及在-160 m处架设了     

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。     

冷水源井水温固体潮现象及其机理研究以黄村井为例

该文对黄村冷水源井的水温固体潮现象进行了观测研究,初步解释了冷水源井的水温固体潮汐的形成机理.通过对黄村观测井进行水温梯度的详细观测及不同深度水温的对比观测研究,得到了黄村井水温潮汐现象的观测结果:① 黄村冷水源井的水温固体潮的相位与水位的相位是相反的;② 黄村井水温梯度曲线呈下凹型,特别是在含水层及受含水层进出水影响较大的附近区域下凹程度大,且随着与含水层底板距离逐渐变大,下凹程度也变小;③ 水温传感器的观测值与含水层观测距离存在一定的规律性:距离含水层越远,水温潮汐差越小, 直至潮汐变化消失.这说明冷水源井与热水井的水温潮汐现象是不同的,前者是吸热过程, 后者是放热过程,由此造成二者水-热动力学特征的不同.      

德令哈地震台水温对比观测分析

德令哈地震台水温仪自2007年5月运行以来,出现很多呈"急升"型的变化形态,为了判别水温变化是否为前兆异常,2013年4月20日在德令哈地震台水温井同一观测深度上安装了另外一套相同型号的水温仪进行对比观测。通过对产出的连续资料进行对比分析,认为两套仪器产出的观测数据真实可靠,温度变化趋势特征一致,是井下温度变化的真实反映。     

苏22井水温映震效能及典型地震前兆特征分析

分析苏22井2008年观测以来11次水温数据下降变化异常,排除仪器故障、人为干扰及降雨等因素。与地震活动的对比分析发现,苏22井水温具有较好的映震效能,变化幅度≥0．005℃的水温异常与井孔周围300 km 范围内 ML 4．0以上地震有较好的对应关系。     

泉水和井水温度长期观测资料的初步统计

依据中国地震台网中心前兆数据库中的水温数据,绘制了中国大陆用于地震监测预报的泉水温度分布图以及井下50—149m和150—250m的水温分布图,统计了人工和数字化观测水温中长期趋势性上升或下降的测点,分析了数字化观测水温长期趋势性变化的原因。结果表明,泉主要分布在川滇、青藏高原东北缘、中天山、郯庐断裂带及邻区、北京西北和福建沿海等地,这些泉与断裂构造具有较好的空间相关性;其中水温大于25℃的温泉多分布在中强地震多发区;井水温度的空间分布具有北方地区水温低于南方地区、小区域内的温差不显著等特征,其主要受控于气候因素;井下150—250m与50—149m水温相比,符合随深度增加水温升高的地热规律;人工观测水温中10%为客观的长期趋势性变化;数字化观测水温中24%为长期趋势性变化,其中一部分是水温的客观反映,另一部分是水温仪零飘的反映。