金沙江水网及其地震地下水前兆监测能力的讨论

金沙江下游梯级水电站水库地震地下水动态监测网(简称金沙江水网),是中国第2个专门用于水库区地震前兆监测与研究为目的的企业地下水动态监测网.文中简要介绍了该网的布设、观测网的技术构成、观测井与观测含水层的基本特征及试运行的基本结果,从观测井-含水层特征及观测到的水位与水温多月、月、日动态特征,评估了其地震前兆监测能力.     

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。     

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。     

水库诱发地震地下水监测网建设的若干问题探讨

根据国内外已发生的水库诱发地震的基本特点,结合三峡工程诱发地震地下水监测网与金沙江下游水电工程地下水监测网建设的经验及我国地震地下水动态观测网建设与运行中得到的科学认识,探讨了水库诱发地震的地下水监测井网建设中的布网区及其范围、观测井间距确定、观测井位置选择、观测含水层选择与观测井深度和结构设计等若干技术问题.     

试论地震水位异常变化的机理与地震预报

本文从地下水位的变化与重力理论值成正相关的事实出发,阐明了水位变化是含水层应力——应变变化的反映。因而可以利用水位的变化来监测含水层的应变过程。在承压含水层受压时,其实隙减小,赋存其中的水被挤出向井孔中汇流;当含水层受拉张时,其空隙变大,孔降水压减小,水由井孔义回流入含水层的空隙中,由于水体的这种运珍,实现了井孔的的放大过程。井孔有很高的放大倍数和小的有效范围。据此,又进一步论证了观测井在多点集中的地壳应力场及其演变过程中所能监测到的信息和观测井的布设原则。文章最后论述了观测井在地震预报中可能发挥的作用;单井只能对发震时间做出可能的判断,对于震中信置、震级的大小,要靠一个完好的观测网才有可能做出科学的判断。     

由地下水位变化反演大同—阳高6.1级地震前后应力场的动态图像

分析研究了承压含水层应力应变与井水位变化之间的定量关系,得出了井水位变化与含水层应力应变之间的定量关系公式,给出了利用承压井水位变化反演含水层应力变化的两种新方法。利用大同地震前后井水位变化资料,反演了该地震前后大区域应力场的动态调整变化,并形成了时间与空间的演化图像。利用这些图像分析了大同地震前后大区域应力场的动态调整变化特征与可能的机制。     

由地下水位变化反演大同—阳离6.1级地震前后应力场的动态图像

分析研究了承压含水层应力应变与井水位变化之间的定量关系,得出了井水位变化与含水层应力应变之间的定量关系公式,给出了利用承压井水位变化反演含水层应力变化的两种新方法。利用大同地震前后井水位变化资料,反演了该地震前后大区域应力场的动态调整变化,并形成了时间与空间的演化图像。利用这些图像分析了大同地震前后大区域应力场的动态调整变化特征与可能的机制。     

井孔△H指标及其观测系统原理

根据地震前兆的"应力-应变原理",以及"岩石变形破坏的实质是其孔隙度发生变化"的结论,进一步应用地下水动力学中的达西定律推导得出,饱和含水层井孔在恒定流量下的动水位与该井孔静水位之差或二种不同恒定流量下的动水位之差ΔH,可以相对量度饱和含水层岩体孔隙度的变化,进而得出相对量度岩体受力变形的动态变化过程,这可作为一项新的地震前兆指标。据此设计了一种以"井孔ΔH指标"为观测对象的新型地震前兆观测系统。理论分析得出,ΔH指标仅对地下深部岩体应力-应变的变化信息敏感,对非应力-应变因素和地表干扰不敏感。已有实验初步验证了其具有抗干扰、高灵敏度和高信噪比等特性。距离实验点400km的2002年3月31日台湾花莲海外7.5级地震为ΔH指标的可行性实验提供了一个例证。     

一次中等地震前地下水位异常的典型实例

震前井孔水位异常的报道,国内外已屡见不鲜,本文介绍的是1984年11月北京塔院井捕捉到的一组典型的异常实例,包括水位的趋势异常,水位与气压的正相关异常、短临突降及水位固体潮畸变等。 塔院井位于著名的深大断裂—黄庄—高丽营断裂带的中段,井深361米,观测层为中侏罗系凝灰岩裂隙承压含水层。通过近十年的观测,已查明其正常水位变化的规律,即多年趋势性下降的背景上年变规律清晰,较清楚地记录到水位固体潮、水震波、气压效应及降雨荷载效应等多种地壳应力应变微动态信息。表明,该井井位好,对地壳活动的反映能力较强,已弄清正常动态特征,具有捕捉地震前兆异常信息的可能性和有利条件。     

波速异常的进一步研究和问题讨论(三)——水库诱发地震前的Vp/Vs异常

本文研究了一些水库诱发地震前的波速比变化。结果表明:(1)在水库诱发地震(M=2-6)前均可观测到波速比异常;(2)前兆异常时间△T和震级M的关系为log△T=aM+b,其斜率明显小于天然构造地震;(3)在震级相同的情况下,水库诱发地震的波速比异常区比天然构造地震小得多。所得结果可用来区分水库诱发地震与天然构造地震,本文给出了一个具体应用实例。     

三峡井网地下水动态观测的技术系统

三峡井网是我国第 1个以监测水库诱发地震的地下水前兆为目的的专业网 ,由 8口观测井构成。其中 4口井台有水温和土氡观测 ,3口井台有降雨、气压与气温观测 ,另有一处库水位观测 ;每口井台中均有水位动态观测。观测项目共有 2 6项。文中主要介绍三峡井网的观测技术系统 ,其中包括井网的技术系统与井台的技术构成 ,各类仪器设备的技术指标与安装调试 ,相关的供电、通讯与防雷等技术支撑设施。此外 ,还简要介绍了观测技术系统的运行及其基本结果     

油井产液量与井底压力关系的研究

利用流体动力学理论,研究了油井产量与井口压力、井底压力之间的产量关系,给出了井口压力和油井产液量之间的等效互换关系,进一步研究了油井动态观测资料的科学处理方法,以胜利油田东水－３井为例,对其观测资料进行了处理,并讨论了泄流管管径对流量及等效水位的影响。     

含山井水位的特异动态与井孔结构的关系

通过对含山井水位动态在井孔改造前后的变化进行对比分析，认为该井多年来记录到水位的特异动态与井孔结构有关，受井管变径影响，一次较大地震的水位振荡使水位急剧升降并产生不均匀变化。井径大小一致，则水位的振震不受变径阻力影响，振荡均匀，记录对称，同时发现安徽井网中其他他井的水位动态也存在类似情况，因此，某些井水位的特异动态作为异常形态或预报指标，有待进一步深入研究。     

我国海洋测井技术回顾与展望

地球物理测井是利用各种现代物理学的方法（包括电学、声学、核物理、热学、光学、磁学、力学等）对储层空间的油气水特性、沉积环境、地层层序、构造地质等现象进行定量研究，逐步形成的一门理论性、实用性很强的边缘学科．海洋测井作业环境更为特殊而复杂，不但投资大、作业风险大，而且具有技术高度密集、技术难度大的特点．发展海洋石油勘探事业，必须加强对海洋测井技术的研究，利用现代高新科学技术，开拓海洋测井新领域，为海洋石油勘探提供更丰富、更准确的地质信息．     

ANN测井相分析方法研究

本文研究了用于测井相分析识别岩性的人工神经网络（ＡＮＮ）模型设计并在ＳＵＮ工作站上用基于距离Ｄ－ＫｏｈｏｎｅｎＮＮ、Ｄ－ＢＰＮＮ两个网络建立了ＡＮＮ自动测井相分析系统。在实际应用中对比了ＡＷ岩相识别和传统多元统计岩相识别的效果，证明了ＡＮＮ模式识别技术用于测井相分析的可行性和优越性。     

井水位潮汐特征及其震前的异常变化

本文采用调和分析的方法,处理了全国地下水观测井网中18口井孔的水位和气压资料,求出了水井水位中固体潮体应变各分波群的潮汐系数和位相滞后,对这些结果作了分析和讨论。重点对映震能力较好的滇01井潮汐系数及位相滞后这二个参量与地震的关系,作了较详细的研究。     

陶庄矿山诱发塌陷地震对承压井水位的影响

试用弹性理论和地下流体动力学分析了陶庄矿山诱发塌陷地震对承压井水位的影响,分析了井水位变化与陷地震震级及塌陷点距水地蝇距离之间的关系,通过对塌陷地震序列的分析,给出了较大塌陷地震前小塌陷地震增多的可能“前兆”。     

抚松井水位观测干扰因素分析

选取2007—2014年抚松井水位、气压、降雨等数据及该井周边抽水资料进行了相关分析,旨在归纳总结相关干扰因素对水位动态变化影响特点及规律。分析表明,该井水位微动态变化与气压呈负相关系,水位年变主要受远程径流补给调制。工业及民用抽水及周边环境改变对水位影响关系复杂,对近年来抚松井水位趋势下降有较大影响。     

三峡井网地下流体动态与映震能力的初步分析

系统分析了三峡井网 8口井水位、4口井水温和 4个井台土氡 2 0 0 1年的观测数据 ,建立了各个测项的正常动态 ,并检验了其各自的映震能力。结果表明 ,8口井水位均有固体潮显示 ,其对地壳体应变的响应灵敏度为 10 - 9～ 10 - 10 体应变 /mm。井水位大多有气压效应 ,并受一定程度的降雨干扰。 4口井的水温动态相对平稳 ,日变幅一般为千分之几度。 4个井台的土氡动态起伏较大 ,变化范围在几到几十Bq/L之间。在 2 0 0 1年 10月 16日秭归县梅家河ML3 6地震前 ,有 6口井水位、1口井水温和 1个井台的土氡有异常显示 ,表明三峡井网具有较强的映震能力     

蛟河井水位异常的初步分析

对１９９８年６月吉林蛟河井出现的较大小位异常进行了详细的讨论,通过对比分析,排除了其它因素干扰的可能,结合地震活动性和其它异常现象,对该井的水位异常的性质进行了阐述。