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吉林大学学报(地球科学版)2025年第01期:热-力耦合作用下花岗岩粗糙裂隙渗透率演化规律

来源:期刊VIP网 时间:


作者:袁益龙;唐佳伟;李鹏;何瑞敏;郭强;钟承昊;

单位:煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室;地下水资源与环境教育部重点实验室(吉林大学);国家能源集团神东煤炭技术研究院;

摘要:为研究热-力耦合作用对增强型地热系统热储裂隙渗透率演化的影响,利用含粗糙单裂隙的花岗岩试样,分别在加卸载围压为5~30 MPa,室温(25℃)、高温(150和180℃)条件下进行了流动-应力加卸载耦合实验,分析了应力加卸载引起的弹-塑性变形与裂隙渗透率演化规律。结果表明:花岗岩粗糙裂隙渗透率与围压呈对数负相关关系。当温度分别为25、150和180℃时,加载阶段裂隙渗透率分别减小78%、90%和92%,卸载阶段裂隙渗透率仅分别恢复63%、26%和19%;这表明加卸载过程粗糙裂隙面在应力作用下发生了塑性变形,导致裂隙渗透率出现永久性衰减。当温度由25℃增加到150℃和180℃时,加卸载过程塑性变形导致粗糙裂隙的渗透率衰减率由15%分别上升至64%和73%;这表明塑性变形与裂隙表面接触微凸体发生的矿物颗粒破碎有关,高温条件下其影响更为显著。

关键词:增强型地热系统;;地热裂隙;;热-力耦合作用;;流动实验;;裂隙渗透率

基金资助:国家自然科学基金项目(42372283);; 吉林省科技厅自然科学基金项目(20220101160JC);; 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室2021年开放基金(GJNY-21-41-13)~~