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作者：冀胤霖;张苏鹏;朱鸿鹄;张振宇;宋先知;王勤;
单位：南京大学地球科学与工程学院;江苏省大地感知与控灾工程研究中心;重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室;中国石油大学(北京)深层地热富集机理与高效开发全国重点实验室;
摘要：为应对全球气候变化的严峻挑战,我国提出了“碳达峰、碳中和”的“双碳”战略目标。深地能源开采、二氧化碳地质封存、深地能源存储和废弃矿井再利用等深地工程为实现“双碳”目标提供了重要技术路径。深入揭示上地壳广泛存在的裂隙和断层(统称为岩体界面)的摩擦-渗流耦合演化机制对深地工程的安全高效开展具有重要意义。本文综述了岩体界面的摩擦-渗流耦合机理和调控技术的研究历史和现状,并对未来的研究重点与发展方向提出了建议。首先,简要介绍了岩体界面在当代深地工程中的关键作用;然后,系统梳理了岩体界面的摩擦与渗流特性及其耦合演化机理的基础理论;最后,总结了流体注采诱发地震的主要机制,阐述了与深地能源开采中的储层增渗和深地流体存储中的泄漏相关的机理与挑战,并介绍了当前主要的调控技术。通过对现有研究的系统梳理,指出黏土对岩体界面的摩擦-渗流耦合特性的影响、恒法向刚度条件下岩体界面的摩擦-渗流耦合演化模式以及水力压裂诱发张裂隙的粘裂扩展机理等仍有待厘清。此外,多级水力压裂、机器学习以及分布式光纤传感技术的发展有望为预测并调控深地能源开采的储层增渗效果、深地流体存储的泄漏风险以及各类深地工程的诱发地震风险提供更加高效且智能化的解决路径。
关键词：“双碳”战略;;深地工程;;岩体界面;;摩擦-渗流耦合;;流体注采;;诱发地震
基金资助：国家自然科学基金杰出青年科学基金资助项目(42225702);国家自然科学基金面上基金资助项目(52374031);; 南京大学队伍建设启动经费资助项目(1480604122)
