呼图壁储气库地表形变监测数据分析.pdfVIP

第31卷 第1期 内 陆 地 震 V01．31 No．1 2017年 3月 INLAND EARTHQUAKE Mar． 2O17 文章编号：1001-8956(2017)01-0009-08 中图分类号：P315．7 文献标识码：A 呼图壁储气库地表形变监测数据分析 方伟，阿 卜杜拉塔伊尔 ·亚森，李瑞，艾力夏提 ·玉山，刘代芹，王晓强 (新疆维吾尔 自治区地震局 ，新疆 乌鲁木齐 830011) 摘要：利用7期水准数据，对呼图壁储气库在注采气周期不同阶段地表发生形变的过程进行了分 析，并对可能产生的外部干扰因素进行了简要分析。结果表明：利用水准测量方法能够反映出由于 注采气的作用，储气库内部构造在受压和释放过程中在地表形成的变化。地表形变量大小与注采气 的周期与注采气气量有关，地表变形方式分为明显的抬升和沉降两个阶段，既注气期间地表抬升，采 气期间地表沉降，且形变幅度较大。 关键词 ：储气库；地表；形变；干扰因素 doi：10．16256／j．issn．1001-8956．2017．01．002 呼图壁储气库位于新疆维吾尔 自治区呼图壁县境内，距县城以东20km，主要功能为天然 气季节性调整，对乌鲁木齐及相邻地区用气安全至关重要。2013年6月8日，呼图壁气 田开始 注气，随后常年无小地震的气 田周围发生了许多小地震。地下注气诱发地震，是关于页岩气开 采 (压裂压力为50—100Mpi)等新能源地层稳定性问题，也是社会公众关心的环境安全问题。 由于储气库在天然气注入过程中，在一定压力的作用下，内部环境会产生周期性波动，地表变 形在一定程度上由受到储气库内部的变形引起，因此进行储气库地表形变的监测，研究其变形 规律，对保障储气库正常运行具有重要意义。基于此 目的新疆地震局测绘研究院于2013年在 呼图壁储气库建立了形变监测网，到2015年 10月进行了7期水准测量、重力测量和 GPS监 测，观测时间在每年3月注气和 1O月采气期间进行。本文中通过对水准观测成果研究储气库 地表垂直变形的过程，发现储气库在注采气后形变具有明显差异，既有空间位置的差异也有随 时间不同产生地表变形的差异。目前国内不少单位开展类似研究，取得了一批研究成果 ¨引， 为开展此项工作提供了参考。同时，开展此项工作对研究天山造山带的深部地质结构，探索深 部介质物理特性与应力变化及其与构造活动及强震孕育的关系也具有重要参考作用。 1 呼图壁储气库基本情况 呼图壁储气库位于昌吉州高新区呼图壁县境 内，哈萨克一中国东部天然气输运管道附近， 距离乌鲁木齐市70km。地理位置处于天山北麓中段，准噶尔盆地南缘，地势南高北低，海拔 收稿 日期：2016-03-21：修 回日期：2016-06-08． 课题项 目：国家 自然科学基金 “呼图壁地下储气库三维时空变形与注采压力变化机理研究”；中国地震局三 结合课题 “利用水准和重力联合 平差模型研究储气库压力变化与地壳形变特征关系”(CEA．JC／3JH． 16310X)；新疆维吾尔 自治区自然基金 (2016D01A062)． 作者简介：方伟 (1965～)，男，工程师，1991年毕业于中国科学院管理干部学院，主要从事大地测量及地壳形变的研究 工作．E—mail：wulumuqifangwei@sina．COIn 10 内 陆 地 震 3l卷 360～460m。这里年平均气温 7．4c=《，最高温度 40℃，最低温度 一33．8℃，年降水量 182．9mm，年总蒸发量 1926．7mm，年总Et照时数 2783．8h。监测区位置东经 87。O1～ 87。04 ，北纬44。05～44。O9，呈矩形区分布。呼图壁天然气气 田多年产气后，2011年 已废弃 生产。现将该气 田改造为季节调峰与战略储备气库，以储气 (夏季)与供气 (冬季)方式进行运 转，设计气库运行方案在 2013年达到 20×10 m 的季节调峰能力，远景能力将达 到 1×10mm ， 是 目前国内最大的地下储气库，其对保障西气东