热-力耦合作用下花岗岩粗糙裂隙渗透率演化规律

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