基于THMD多场耦合的地热断层活化参数敏感性研究

作     者：袁潮 吕言新 李海波 甘泉 祝效华 YUAN Chao;Lü YanXin;LI HaiBo;GAN Quan;ZHU XiaoHua

作者机构：西南石油大学石油天然气装备教育部重点实验室成都610500 西南石油大学机电工程学院成都3610500 深圳大学土木与交通工程学院武汉430071 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室重庆400044 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室深圳518060 

出 版 物：《地球物理学进展》 (Progress in Geophysics)

年 卷 期：2022年第37卷第5期

页      面：1895-1906页

核心收录：

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51709231,52034006) 石油天然气教育部重点实验室开放基金(OGE202102-01)联合资助 

主　　题：TOUGHREACT-FLAC3D 断层活化 损伤 热提取 孔隙压力 

摘      要：地热能储层岩石具有低渗高温特点,但岩石中仍存在大量微裂隙、微孔洞等初始缺陷.岩体受到应力扰动或冷流体作用时会造成其力学性质发生变化进而导致初始缺陷进一步扩展演化形成岩石损伤.在损伤力学的基础上,本文根据岩石弹性模量Weibull概率随机分布构建了热-水-力-损伤模型.基于TOUGHREACT-FLAC3D框架,选取美国Coso地热田现场参数,建立含断层的三维数值模型,研究储层损伤演化与断层滑移的内在联系,并就地热开采的注入压力、注入温度和渗透率各向异性作敏感性分析.结果表明断层损伤导致断层的正应力退化是诱导断层活化失稳产生滑移的原因.不同流体注入压力和温度主要影响储层的应力状态与流体流动速度以改变损伤演化过程,进而改变断层滑移距离.储层渗透率变化将直接影响储层注入流体的压力损失.单向渗透率越大,储层整体损伤面积越小,断层受到持续热冲击的时间越长,断层滑移越大.