中深井綜合地球物理監(jiān)測試驗(yàn)初步進(jìn)展

李 麗 彭 華 楊周勝 白寶榮

1）中國地震局地球物理研究所，北京 100081

2）中國地質(zhì)科學(xué)研究院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081

3）云南省地震局，昆明 650224

4）普洱市地震局，云南普洱 665000

探索深井綜合地球物理監(jiān)測可以分為3 個(gè)步驟，在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)顯著、地震多發(fā)區(qū)域選擇造價(jià)合理的井口后，第一步進(jìn)行同一深度、多手段綜合監(jiān)測；第二步進(jìn)行不同深度、單一手段的對(duì)比監(jiān)測；第三步進(jìn)行不同深度、不同手段的綜合監(jiān)測。每一步試驗(yàn)中，都應(yīng)進(jìn)行多手段數(shù)據(jù)綜合解析、地下觀測與地面觀測對(duì)比分析。因而，有計(jì)劃、有步驟、試驗(yàn)性地開展深井地球物理綜合觀測，從同一深度不同手段的綜合觀測，到不同深度同一手段的觀測，到不同深度多手段的綜合觀測，最終發(fā)展到規(guī)模性深井地球物理監(jiān)測，在地震行業(yè)是一項(xiàng)非常有意義的探索。

我國首次中深井綜合地球物理監(jiān)測試驗(yàn)在云南省普洱市進(jìn)行。位于云南省普洱市思茅區(qū)倚象鎮(zhèn)的大寨地震觀測站內(nèi)，2009 年12 月由地方政府出資完成了一口目標(biāo)深度410 m 的地震專用觀測井，其中0～50.38 m 深為孔徑225 mm 的套管，50.38～350.31 m 為孔徑150 mm 的套管，350.31～410.31 m 為孔徑130 mm 的裸孔。2011 年2 月，對(duì)該井進(jìn)行溫度、井徑和地磁測井。結(jié)果顯示360～378.74 m 為裸孔段，由于鉆孔垮塌，局部孔徑較大，呈圓鼓狀，在深度367.81 m 處井徑達(dá)到最大201.464 mm。井底深度約為379 m。

項(xiàng)目研制的總長6.3 m、重約120 kg 的深井綜合地球物理探頭在下井前經(jīng)過嚴(yán)格的室內(nèi)防水、耐壓、抗腐蝕測試后，在現(xiàn)場進(jìn)行了各通道測試。下井之后，1 個(gè)小時(shí)即記錄到井口35 km 附近發(fā)生的2.8 級(jí)地震。目前各項(xiàng)記錄完整，同時(shí)下井的光纖傳感器記錄顯示歷史地震記錄清晰，地表對(duì)比觀測地震計(jì)工作正常。

本項(xiàng)研究首次提供了同一觀測點(diǎn)、同一觀測深度上多個(gè)分量的綜合地球物理觀測數(shù)據(jù)。其中，測震觀測帶寬2 s～60 Hz，由24 位數(shù)據(jù)采集器在地面單獨(dú)記錄；傾斜觀測范圍是±800×104，分辨率為2×10-4〞，地磁觀測范圍是±10×104nT，分辨率為0.1 nT；分量應(yīng)變觀測范圍是±800×104，分辨率2×10-10；體應(yīng)變觀測范圍是±800×104，分辨率為2×10-11；地溫觀測分辨率為0.0001℃；水位觀測分辨率為0.1 mm。

此項(xiàng)初步探索，在多手段設(shè)備集成技術(shù)、綜合地球物理觀測技術(shù)、多手段觀測信息聯(lián)合分析方法等方面，為我國規(guī)模化開展深井綜合地球物理觀測奠定技術(shù)基礎(chǔ)和資料聯(lián)合處理基礎(chǔ)。

圖1 我國首個(gè)中深井綜合地球物理監(jiān)測試驗(yàn)臺(tái)站概略圖