井下地震监测的钻井技术.pdf

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2007年第10期
探矿工程(岩土钻掘工程)
井下地震监测的钻井技术
李粮纲,蔡亚先,张乾',杨永波
(1.中国地质大学く武汉〉工程学院,湖北武汉430074;2.中国地震局地震研究所,湖北武汉43000
摘要:采用井下地震仪可监测到许多地面地震台未记录到的微弱地震波,可小地面噪声干扰,大大提高震源定
位精度。介绍了武汉甚宽频带数字地震监测1井的设计以及钻井和固井的关健技术。在项目实施过程中采用合
理的钻井工艺和专『门设计的单向注浆装置等技术满足了地震监测井的特殊技术要求。
关键词:井下地震监测;钻井;钻井结构;固井
中图分类号:TE242;P315.7文献标识码:B文章编号:1672-7428(2007)10-0025-04
Drilling Technology of Downhole Seismic Monitoring/LI Lian gang, A Ya-ian, ZHANG ian YANG Yong-bo
(1. China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China; 2. China Seismological Bureau Earthquake Institute
Wuhan Hubei 430000, China)
Abstract Ear hquake has great harm to humanity. How can forecast earthquake more effective, timely and accurately is
still a scientific research poser. The Downhole seismograph can monitor lots of weak seismic wave that cant be monitored
by the ground seismograph. It can decrease the noise interference on the ground and increase the focus positioning accura
cy. This paper mainly introduced the design and the key technology of drilling and cementing for the NO. I seismic monito
ring well in Wuhan. The reasonable drilling technology and the specially designed one-way grouting device are adopted in
this project to meet the special technical requirements
Key words downhole seismic monitoring; drilling; borehole structure; cementing
0前言
测可以摆脱地表的天然及人为干扰,如降雨、交通等
为了减小地面噪声干扰,提高地震监测精度和等。对深井观测来说,最明显的干扰只剩下固体潮
仪器放大倍数,采用钻井的方法,将地震监测仪安放和海洋潮效应,其振幅可达1~2×10-rad(对倾斜
到地面100m以下的钻井底部,通过缆线将井下监仪情况)。但是,这些干扰具有准周期性,很容易通
测到的地震信号传送到数据分析中心。采用这种井过滤波方法来排除。
下地震监测方法可以取得可靠、连续、完整的地震记
因此,综合利用多种井下观测结果,可以提高地
录图,准确测定地震基本参数(发震时刻、震级、震震预报的准确度与预报效率。
中位置震中距离和震源深度),为预报地震和开展
此外,井下观测的地震波还可应用于石油、地热
各项研究工作提供基础资料。
地下水等资源的勘探中。由于P、S波的传播特性
在具有高水平脉动干扰且沉积层很厚的大城市受岩石孔隙度、孔隙密度和液体成分性质等多孔介
及附近地区,井下地震监测是研究微震活动的唯
质特性的影响,故采用井下周期性震源和井下检波
可行手段。国外研究成果表明利用井下地震仪可
器观测系统可望探测出地下介质的细结构和物性
测到许多地面地震台未记录到的微弱地震波,可大
大提高震源定位精度。
地農监测钴井设计与技术要求
应用井下地震观测技术可发展地声(或称极微1.1井孔选址
震、超微震)的观测研究。国内外研究地声的首要
(1)避开铁路、公路、厂矿、采石场等振动源和
目的是探索地震前兆。其次,井下地声观测技术也油田开采区或工.业采水区
可用于探测地下介质细结构及矿体等。
(2)避开滑坡和易发生洪涝的地区。
在监测钻井中还可进行地层形变观测、地应力
根据干扰源的特性,选取1~5km的避开距离。
测量、水位、水温、地温及地下水化学成分测量等多确因观测布局需要,避开距离可适当放宽,但要达到
种观测项目。井下地层形变(地倾斜、体应变等)观在深井实地测试时的最大干扰双振幅要求。
收稿日期:2007-04-22
作者简介:李粮纲(1961-),男(汉族),湖南长沙人,中国地质大学(武汉)教授,地质工程专业,博士(后),从事地质工程教学与科研工作
湖北省武汉市鲁磨路, Lilog@cug,ecdu,cn