鲁29井井口变压试验

本文介绍了鲁29井井口变压试验结果。试验结果表明,井水位对井口空气压力变化的响应与变化周期有关。井口空气压力变化的周期越大,则井水位的响应幅度越大,而响应的位相滞后越小。对于长周期压力变化的响应,在量值上为井口压力每hPa变化引起水位10.2mm的变化。由于水在井孔与含水层之间的渗流造成了井水位对空气压力变化的响应产生位相滞后。这些试验结果与实际观测资料分析的结果及理论模型研究的结果是一致的。     

井水位的“记忆”滞后效应

观测资料表明,井水位对信息响应存在的“记忆”滞后现象,它与一般的位相滞后不同,在鲁２９井现场试验也证明了井水位对井吕空气压力变化的响应存在的“记忆”滞后现象。利用水平层状承压含水层模式,从理论上解释了井水位对井口空气压力变化响应“记忆”滞后现象,认为这种现象与水井含水层的导水系数有关,含水层导不系数越小,这种现象越明显,用一般多元回归方法无法较好地扣除井水位中“记忆”滞后影响,作给出了一种可以扣     

一个新的水位气压效应的理论解

以气压影响承压井水位的偏微分方程为基础，推导了井孔与含水层之间流体互相渗流的边界条件．然后，用拉普拉斯变换法得到了任意气压过程作用下水位变化的时域解析解．此解由稳态项和迟滞项两部分组成，稳态项为气压系数与当时气压值的乘积，相当于今后气压不变的条件下时间趋于无穷时的水位；迟滞项是由于井中的流体和含水层中的流体交换，不能瞬时完成而引起的过渡过程．分析这个解可知，某时刻水位受气压的干扰是由该时刻之前所有气压变化量对水位影响的积分叠加．所以，我们进一步找到了脉冲气压过程作用下的井水位响应函数．计算表明:① 脉冲响应函数总是从零值开始，时间趋于无穷时，其值趋于稳定值，此稳定值与气压效率成正比；② 迟滞时间大小取决于含水层的力学性质和井的半径，渗透系数越大、井孔半径越小、含水层厚度越大，则迟滞时间越小 此解可作为今后进一步全面地分析气压干扰和研究实际校正方法的理论基础．      

承压井水位对气压动态过程的响应

本文从气压影响承压井水位的偏微分方程出发,考虑到井孔和含水层之间相互渗流的边界条件,得出了方程的解。给出了承压井水位对气庄动态过程响应的气压效率和位相滞后。讨论了气压效率和位相滞后与水井含水层系统各参数的关系。并指出气压效率越大的承压井,其含水层对应力应变的敏感程度越差。     

鲁—14井井径变化试验的解释

对鲁－14井井径变化试验的井水位潮汐资源进行了反复调和分析，结果表明试验前后井水位对气压和固体潮的响应改变较小。根据多孔介质渗流理论和弹性理论，对这一现象进行了解释，认为井径变化相当于改变了井水柱的有效高度，从而影响了水井含水层系统的固有振动周期。分析了井孔变径对潮汐信号响应的周期特征，认为在含水层水体很大（含水层水平面积比井孔面积大得多），且含水层的渗透系数也很大的条件下，井径变化对井水位畦体潮响应幅度影响很小。     

菏泽5＼9级地震前豫01井水位对气压和固体潮响应的变化

本文给出了一种处理井水位的新方法，它考虑了井水位对气压和固体潮响应的滞后影响。利用泰勒和杜得森展开法，导出了计算井水位气压系数，固体潮系数以及它们的滞后时间的公式，并给出了考虑滞后影响的井水位气压与固体潮改正公式。我们利用这一新方法处理了豫０１井１９８３年的观测资料，计算出每天的井水位固体潮，气压系数和它的滞后时间。该４种参数在１９８３年１１月７日菏泽Ｍｓ５．９级地震时大幅度变化。而且在地震前，后     

计算井水位对固体潮和气压滞后响应的新方法

提出了一种计算井水位对固体潮和气压滞后响应的新方法.利用杜得森潮汐展开和泰勒级数展开,导出了计算井水位固体潮系数和气压系数以及滞后时间公式,并给出了考虑滞后影响的井水位固体潮和气压改正公式.利用该法处理了鲁03井水位和气压观测资料,求出该井水位固体潮系数为1.8mm/10~_(-3),水位对固体潮响应的滞后时间为1.53小时,气压系数为6.4mm/hPa,滞后时间为1.5小时。与以前的一般回归分析方法相比,改正后的水位中误差明显减小,改正效果较好。     

井孔变径与水井含水层系统对地震波的响应

本文给出了井孔变径条件下水井含水层系统对地震波响应的微分方程,认为井孔变径相当于改变了井水柱的有效高度,从而影响到水井含水层系统的固有振动周期。当井孔水柱的总高度不变时,井孔变径次数越多,井孔变径系数越大,则井水位响应幅度的放大因子越大,而且系统的固有振动周期也越大。利用这一理论,可以用改变井径的办法使水井对地震波的响应变好。     

承压井水位对地表水潮汐的响应

本文以地表水潮汐影响承压井水位的偏微分方程为基础,考虑到井孔和含水层之间相互渗流的边界条件,得出方程的解。通过对解中水井含水层参数给予一些可能的值进行数值计算,绘出了承压井水位地表潮汐荷载效率与位相滞后曲线,讨论了这个效率和位相滞后水井含水层参数之间的关系。认为这个效率主要取决于含水层的孔隙度和固体骨架压缩系数;孔隙度愈小,压缩系数愈大,则效率也愈大。而位相滞后主要取决于含水层的渗透系数和厚度;这两个参数越大,则位相滞后越小。 本文还介绍了上海地区地下水位与地表水潮汐的观测结果。把这些观测结果和本文理论结果比较分析,两者符合得较好。     

鲁03井水位滞后于气压的处理

本文给出了一种处理井水位对气压影响滞后的方法,同时给出了计算公式。以鲁03井为例,用这种方法求出其井水位气压系数为6.41mm/hpa,水位对气压响应的滞后时间为1.52小时。该方法排除气压影响的效果较好,水位的气压校正中误差明显减小。     

井水位对气压和潮汐的响应特征与机理研究

井水位作为一种灵敏的体应变仪,是一种重要的前兆观测资料,有望用于提取地下应力和介质变化信息。目前我国已建成较为密集的地震地下水观测井网,积累了大量的波形记录,为建立地下水位变化模型、提取应力及介质变化信息和开展地震预测研究等提供了基础性平台。然而,由于井水位受多种因素影响,水位变化的信噪比很低,从水位中提取含水层物性和应力变化的模型、方法和规律都有待深入研究。本论文围绕井水位对气压和潮汐这两种天然载荷的响应特征与机理开展研究。从中国大陆地震地下水观测井网选取了一些气压和水位较为连续、稳定的台站资料,用于发展井水位微弱信号分析方法;利用汶川地震和芦山地震水位资料,分析同震水位阶变类型,区分动态和静态应力变化的作用;利用全频带气压响应分析井水含水层的承压特性,尝试反演含水层物性;选取潮汐响应敏感的台站,利用水位对潮汐的相位响应进行含水层渗透率变化的分析。研究得出:(1)通过井水位传递函数的多次叠加可以大幅度提高信噪比,首次在一些台站获得了井水位对气压的全频带响应。(2)发展了全频带气压响应拟合反演含水层物性的方法,相对于低频带和几个潮汐频点拟合,全频带拟合可以提高反演的可靠性,降低强能量潮汐频点的影响。分析了含水层的承压状况以及井筒的储集效应,计算获得了承压含水层的压缩系数、孔隙度等参数。(3)汶川地震近场水位阶变主要与静态应力变化有关,而芦山地震400km范围内的井水位同震响应与静态应力变化无关,这种差别可能与地震能量和地质构造等因素有关。(4)无论汶川地震还是芦山地震,不管水位同震变化是上升还是下降,多数台站同震引起的含水层渗透率都增大,表明渗透率的增强可能主要与动态应力有关,而与静态应力变化关系不大。(5)芦山地震引起的水井渗透率增大在震后一年内基本恢复到震前水平,而汶川地震引起泸沽湖井的渗透率增大明显,并在约6年后仍然没有恢复到震前水平,推测该区域在汶川地震中有新的裂隙产生。     

鲁14井数字化水位潮汐响应特性初析

以井—含水层系统潮汐理论为基础,利用Baytap-G潮汐分析程序计算鲁14井数字化水位的潮汐响应特征参数,提取井水位潮汐因子和相位差,分析远场大震前后井水位潮汐响应特征参数的变化情况,同时对固体潮和气压影响量进行分离,以期深入了解井水位微动态变化特征,为该井水位观测资料的动态评价和效能评估提供参考。结果表明：鲁14井潮汐地下水流类型以径向流为主,潮汐因子和相位差变化相对稳定,但受远场大震影响显著,其含水层渗透性随潮汐参数的增大（减小）而增大（减小）;地震波作用可使含水层渗透性发生变化,但并非导致含水层渗透性变化的主要因素。     

水井含水层导水系数及其对地震波的响应

利用弹性理论和渗流理论研究了井水位振荡试验,给出了一种计算水井含水层渗流特性参数的新方法。该方法不是用井水位的恢复曲线,而是用井水位的振荡曲线计算出水井含水层的导水系数。对５ 口水井的导水系数及其对地震波的响应进行了统计,结果表明：水井含水层的导水系数越大,井水位对地震波响应的幅度越大,响应的次数越多。     

井水位的振荡与地震波

利用弹性理论和渗流理论研究了井水位振荡试验,给出了一种计算水井含水层频率特性参数（固有振动周期和阻尼系数）的新方法,对５口水井进行了ＳＬＵＧ试验,计算水井含水层的固有振动周期和阻尼系数,分析了水井对地震波响应的规律和内在联系。水井含水层系统对地震波的响应主要取决于水井含水层系统的固有振动周期和振动的阻尼系数,固有振动周期越是接近地震波－瑞利波的振动周期２０ｓ振动的阻尼系数越小,它对地震波的响应越好     

华蓥山地区4口井水位潮汐动态特征研究

本文选择沿华蓥山断裂带分布的荣昌等4口观测井,利用Baytap-G潮汐分析方法,计算各井水位和气压及理论固体潮的潮汐振幅谱,比较其潮汐频谱差异,通过对主要潮汐分波振幅的回归计算定量分析各井水位受气压潮和固体潮影响的大小。基于对井水位正常动态的认识,选择各井水位潮汐的主要分波,对井水位长时序数据进行分析计算,提取水位潮汐响应特征参数(振幅比和相位差),进而探讨特征参数动态变化特征。最后对井水位受气压潮和固体潮影响的差异原因进行了初步探讨。结果表明,荣昌井水位主要受气压作用的影响,北碚、大足、南溪三口井水位受固体潮-气压潮综合作用的影响,而荣昌井水位只受气压潮影响可能与该井所处含水层裂隙发育且该井未下设止水套管有关;荣昌井P_1S_1K_1波和南溪井M_2波振幅比和相位差在几次大震后没有明显变化,说明地震波没有使井孔与含水层之间的水流交换发生显著变化,而北碚井和大足井M_2波振幅比和相位差分别在汶川和芦山地震时发生变化,反映了地震波的疏通影响。     

井水位对固体潮-气压综合作用的响应关系研究

本文基于井水位微动态对固体潮和大气压响应的物理机制, 运用水-岩耦合理论, 建立了井水位对固体潮-气压综合作用的响应模型。 以邛崃川22井和南溪川12井为例, 通过井水位与固体潮和气压原始曲线的对比及拟合分析, 对井水位对固体潮-气压综合作用的响应模型进行了验证。 结果表明, 两口井对固体潮-气压综合响应非常好, 井水位的变化均由固体潮和气压变化引起。 两口观测井中, 以南溪川12井的水位综合响应能力较好, 邛崃川22井水位受到较多的杂讯干扰, 水位曲线日变化较复杂。 对邛崃川22井进一步分析表明, 利用井水位时段平均值可有效消除观测误差, 用小时值计算时可以忽略井水位对气压响应的滞后效应。     

对Nakai拟合法的改进及实际应用

本文对Nakai拟合法作了改进并应用于计算井水固体潮和气压系数。利用该方法还可以计算井水位对固体潮和气压响应的滞后时间。以鲁06井为例,用本文的方法计算出其井水位的固体潮和气压系数分别为16.9mm/10~(-3)和5.58mm/hPa,滞后时间分别为18.8和22.4分钟。校正后的中误差由8.5mm下降到6.1mm。     

深井水位对地震波、固体潮和气压的水力响应—以范县井为例

以河南范县井为例,利用不同的水力响应模型分析了井水位对地震波、固体潮和气压的响应特征,并基于相关水力响应模型反演估算了含水层的水力参数。结果显示:在高频加载作用过程中,井-含水层系统中的水流模式以水平向为主,而在低频加载作用过程中,则为水平向和垂直向共存的混合模式;利用周期为10—102 s的高频段的地震波响应模型估算的含水层导水系数值较大,为7.20×10?3 m2/s,利用周期为3.75×104 s的低频段的固体潮响应模型估算的含水层导水系数值较小,为2.02×10?6 m2/s,而利用周期为102—104 s的中等频率段的气压响应模型得到的估算值介于二者之间,为3.44×10?5 m2/s。由此分析认为,在周期性加载作用过程中,井-含水层系统内的水流模式与加载频率有关,基于不同水力响应模型反演估算的含水层水力参数存在尺度效应。本研究取得的认识,既可为井水位动态响应的机理解释提供理论基础,也可为目标含水层水力参数的原位测量提供技术支撑。      

井孔变径与井水位的固体潮效应

根据多孔介质渗流理论和弹性理论，在井孔变径条件下，得出水井含水层系统对潮汐信号响应的偏微分方程，认为井径变化相当于改变了井水柱的有效高度，从而影响了水井含水层系统的固有振动周期。分析了井孔变径对潮汐信号响应的周期特征，认为当含水层水体很大（含水层水平面积比井孔面积大得多），且含水层的渗透系数也很大的条件下，井径变化对井水位固体潮响应幅度影响很小     

海南琼海加积井水位受万泉河水位的影响及震例分析

利用逐步回归法分析了琼海加积井受万泉河水影响的各因素,可知地下井水受河水的影响,其距离越近影响越大;在日均值数据背景下,相比固体潮、气压、降雨量,河水位对井水位的影响最大;河流潮汐与固体潮汐效应,以及河水位对地下井水影响的滞后时间在不同时期下是不同的。以2008年5月12日汶川8.0级地震为震例分析背景,得出井水位与万泉河水位小波细节3阶中在震前或震后均有较显著的震兆异常反应,值得跟踪类似的震兆异常。