汤参1井地震地下流体综合观测新技术

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1、汤参1井地震地下流体综合观测新技术　　摘要：介绍了潜水泵变频稳流抽水观测新技术系统的构成和工作原理，并结合汤参1井的实际应用情况进行分析，发现这一新技术的引进不仅恢复了原有的各测项观测，而且消除了邻近热水开采井对各测项动态的干扰，使井水位动态对地壳应力应变的响应能力得到显著提升，实现了地下流体物理化学多测项的综合观测。这一新技术不仅适用于已经断流或面临断流的地震观测井中，也适用于把静水位观测井改造成人工稳流抽水观测条件下的地下流体物理化学综合观测井，从而提高地震地下流体观测台网的地震监测能力。关键词：地下流体观测；潜水泵变频

2、稳流抽水观测技术；汤参1井中图分类号：P315.6文献标识码：A文章编号：1000-0666（2013）04-0462-050引言3汤参1井原为自流井，自1985年11月开始进行地震地下水观测。1996年开始，随着区域地下热水资源的开发，井水流量逐年减少，2011年6月后时断时流，2012年5月彻底断流，被迫停止观测。面对这种观测环境恶化引起的严重结果，山东聊城地震水化站与河南安阳市地震局合作研发了潜水泵变频稳流抽水观测新技术，不仅恢复了汤参1井的地震地下流体观测，还使观测质量得到明显的提高。1汤参1井及地下流体观测概况汤参

3、1井位于河南省安阳市高庄乡大市庄村北1km处，井点海拔高程为68m。在地质构造上，位于太行山山前断裂带上的汤阴地堑北端安阳次凹中；井区以东发育有汤东断裂，以西发育有磁县断裂，以南发育有安阳南断裂，以北发育有安阳北断裂，且均为新生代活动断裂，井点位于上述断裂的交汇区内。井区主要发育有第三系半胶结的碎屑岩系。井区外围150km范围内历史上曾发生过MS≥5.0破坏性地震10次，其中最大地震为1830年6月12日河北磁县7.5级地震，井震距仅为39.6km（安阳市地震志编纂委员会，1998）。汤参1井原为1985年8月由中原油田勘探

4、局施工的石油勘探井，井深4000m，套管深度1165.96m，套管直径34cm。主要含水层为位于1090～1300m井段的新近系沙河街组第二、三段灰白色砾岩、砂岩与紫红色泥岩、棕红色粘土岩的互层，其中含水的砾岩、砂岩共有9层；观测含水层为其中1090～1160m井段的沙河街组第二段砾岩与砂岩孔隙承压含水层；观测含水层与井孔间连接方式为射孔（胡凤英等，2004）。井水自流，自流量在1989年为3.98m3/h，逐年缓慢下降，到1996年后加速下降，到2011年6月降到0.063m3/h。水化学类型为Cl-Na型，矿化度1.9g

5、/L，pH值为8.38。汤参1井1985年11月开始进行地震地下水观测，1989年被列入全国水文地球化学观测台网基本Ⅱ类台（王唯俊等，2009），地下水测项主要为水氡观测，同时观测Cl-与硬度等水质及水温、流量等。“九五”期间进行数字化改造，2001年开始进行气氡观测，观测资料质量达到全国优秀以上水平，曾2次获全国地下流体学科观测资料统评第三名。该井为晋冀鲁豫交界地区（大华北南四省交界区）内重要的地下流体观测井，在区域某些破坏性地震前曾捕捉到明显的异常信息。随着区域地下热水资源的开发，特别是1996年距离本井约600m处钻了

6、深1300m的热水开采井以来，该井自流量急剧下降。流量的年均降幅1987～1995年为1.35%，1996～1998年为3.66%，1999～2008年为6.28%，2008～2011年为36.53%，2011年6月基本断流，2012年5月彻底断流。流量的逐年变小，对各项地下水动态观测的影响逐年显著，使各测项测值由2008年初到2012年初急剧下降，尤其是气氡测值由110Bq/L降到仅7Bq/L，水氡测值由17.4Bq/L降到0.6Bq/L，Cl-浓度由790mg/L降到720mg/L以下（图1）。2012年5月之后，上述各

7、测项被迫全部停止观测。3