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.      

水温传感器放置深度研究现状

通过调研井孔水温传感器放置情况及水温观测现状和效果,剖析了在井水温度观测中存在的问题,尤其是水温传感器放置条件(深度)对观测效果的影响问题,就水温传感器的最佳放置条件,综述近年相关研究进展,包括水温微动态特征的影响因素和成因机制的研究。     

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。     

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。     

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。     

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。     

新30井不同深度下的水温观测试验及其结果

本文通过在新30号观测井孔里重新放置一套新的测温仪, 使新、 老水温监测仪在不同深度同时观测, 发现在同一井孔中, 不同深度的水温探头所记录到的井水温度变化曲线形态是不一样的, 也就是观测井放置探头的深度与部位对井水温观测结果有明显的影响。 通过对新30井水温试验仪观测数据分析, 可以确定探头放置180～185 m处, 水温日变化有规律, 有潮汐显示, 而且与同井观测的井水位在日变形态上具有一定的同步性, 表现为水位上升时水温上升, 水位下降时水温也下降。 另外, 分析了该井水温探头在不同深度的日变形态和映震灵敏度, 并初步确定该井放置水温探头较为合理的观测深度为180 m。     

井孔水温动态变化的影响因素探讨

本文主要通过对近两年来在北京塔院井、 四川西昌太和井不同深度上取得的水温观测资料的对比研究, 得到以下认识: ① 塔院井有套管封闭, 温度梯度变化较小的区段内, 梯度是水温动态的主要影响因素, 梯度变化较大的上部, 水温动态无明显的规律性, 梯度变化较小的下部, 正梯度段内水温潮汐与水位同向变化; ② 塔院井负温度梯度段对其下部旧探头震后变化形态有明显影响, 使得震后需要较长时间才能恢复; ③ 太和井位于观测含水层位范围内的探头由于受温度梯度和含水层进出水的共同影响, 使得其温度动态变化更为复杂。 研究结果表明, 分析水温资料和放置水温探头时, 充分了解井孔水文地质条件、 井孔结构和温度梯度分布是非常必要的。     

宁夏井水位固体潮调和分析结果及应用

系统研究了宁夏地震地下水观测井网中7口国家井的井水位固体潮效应。对7口井的观测资料进行了调和分析,给出了各井孔井水位固体潮主要潮汐波的潮汐参数。利用湖汐参数计算了各井孔含水层的某些物理力学参数,并对各井孔井-含水层系统探测地壳内应力应变状态的能力及利用井孔潮汐效应进行地震预报等问题进行了探讨     

初建永安井水温动态大幅度起伏及其原因的调查与分析

在分析永安井水温动态背景特征的基础上,对该井长期以来的大幅动态异常变化原因进行调查核实,利用观测数据对比分析、井下电视探测和井孔内外环境调查等方法,基本查明是由于井孔自身条件及场地环境所限,使得该井存在影响水温动态的因素,建议对该井进行井孔改造。      

盘锦红25井和于105井水温梯度观测试验及其结果分析

对盘锦地震台红25井和于105井水温梯度进行精密测量并对水温梯度特征进行分析。结果表明,观测井不同深度上的水温变化形态有一定的相似性,水温稳定过程均呈对数曲线变化,且两口井水温梯度曲线变化具有一致性特征,其温度—深度曲线几乎重合,但井孔不同深度的井水温度微动态特征明显,显示出一定的差异性。结合井孔柱状图与区域水文地质资料综合分析认为,差异性变化主要与井孔的水文地质特征、地下水类型有关。根据对井孔水温梯度数据的分析确定了水温探头投放的最佳位置。     

太原地震监测中心站晋7-1井水温动态变化初步分析

观测表明,太原站晋7-1井水温长趋势与水位同步同向变化,水位上升时,含水层高温水流入量增加,井水温升高;井水温日动态与温度传感器放置的位置相关,传感器放置在不同的深度段,井水温日动态表现出一定的差异性,由井孔水文地质条件、温度传感器置深和温度梯度等因素共同影响所致。     

日本9.0级地震引起新30井水位水温同震响应及震后效应特征分析

分析了日本MS9.0地震引起的新疆温泉30井水位、水温同震变化特征。结果显示,该观测井水位同震响应和震后效应不论是响应起始时间还是阶变时间均早于水温的同震响应和震后效应的起始时间;此次日本地震引起的该观测井水温同震响应和震后效应均为阶升型,说明水位同震升降性质受控于当地的地质构造环境和水文地质条件,而水温同震变化还与地震波引起的井孔中水的运动方式、水温探头放置的位置等因素有关。     

青海水温(地温)观测台网井孔动态背景

通过对青海水温(地温)观测台网各井孔动态背景分析,确定各井孔水温(地温)动态变化类型,并对井孔性质与水温(地温)动态类型之间的关系、升温型井孔特征及引起水温(地温)动态变动的原因等进行研究。结果认为,青海水温(地温)观测台网中,各井孔水温(地温)动态背景与水文性质具有一定关系。升温型井孔变化形态表现为准斜直线上升和弧线上升,每种曲线形态各井孔数据间具有较好相关性,但曲线的上升速率与井孔的地理位置、水文性质、地质构造等关系不明显。水温(地温)动态的明显变化与观测系统变动、对比观测仪器间的相互影响有关,在此基础上,提出加强监测系统检查维护及改进对比观测的建议。     

昌黎井水温潮汐形成机理分析

昌黎井水温具有潮汐变化特征, 并且与该井水位的潮汐动态同步。 该文对比分析了井水温潮汐特征产生的可能原因。 认为井水温潮汐现象在井管内任何深度不一定都有反映, 能够显示温度潮汐周期性变化大体有两种模式: 一是井管水体具有足够大的温度梯度, 水体上下周期性运动时, 温度探头可以捕捉到水体的温度变化; 二是井-含水层系统地下水交换量的多寡引起水温同步的周期性变化。 研究结果表明, 昌黎井水温潮汐现象是次生效应, 水温潮汐动态与井孔管路特殊结构有一定关系。     

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。     

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.     

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。     

盘锦于105井不同深度水温观测实验及其结果分析

通过对盘锦于105井三个观测段开展不同深度水温观测实验,结果表明,在同一井孔中,不同深度段的井水温度微动态变化特征明显,显示出一定的差异性。对该差异性综合分析认为,井孔水文地质条件、温度传感器置深和温度梯度是影响该井水温微动态变化响应特征过程的重要因素。     

2015年尼泊尔MS8.1地震引起的井水位与井水温同震效应及其相关性分析

尼泊尔M_S8.1地震引起中国大陆大量地震观测井水位和水温的同震响应. 从宏观结果看, 在54个同时存在水位和水温同震效应的观测井中, 有51口观测井的变化类型为水位上升-水温上升、 水位下降-水温下降、 水位振荡-水温上升或下降(以下降为主), 井水位与井水温同震效应表现出良好的相关性, 这可能与地下水动力学作用有关; 有3口观测井的水位变化与水温变化方向相反, 且水温变化均为震后效应. 另外, 有1口观测井水位无变化而水温同震效应明显. 这些不同类型的同震变化与井孔条件、 水温梯度、 传感器位置及水位埋深等多种因素有关. 从微观结果看, 井水位同震效应出现的时间及变化幅度与井水温同震效应出现的时间及变化幅度之间的关联性比较复杂, 这与井孔条件和温度梯度等因素有关.