1. 引言 (Introduction)
- 背景:文章讨论了在增强型地热系统(EGS)中,水力压裂技术用于创建导水通道,以及这一过程可能引发的地震问题。
- 研究目的:研究旨在探讨水力压裂后地震活动的可能解释,并了解其对井筒放压(bleed-off)这一常见工业实践的响应,以控制此类地震活动。
2. 方法 (Methods)
- 模型几何:构建了一个概念模型,包括一个深花岗岩储层和与之相交的长裂缝网络,以及一个附近的、临界应力状态的断层。
- 材料属性:为模型分配了花岗岩储层和裂缝的典型属性,包括渗透性和杨氏模量。
- 数值模型描述:使用有限元方法模拟储层刺激过程中的流体注入和压力变化。
3. 结果 (Results)
- 基线模拟:模拟了水力压裂过程中孔隙压力的变化,以及对断层稳定性的影响。
- 裂缝网络与断层的相互作用:分析了裂缝网络与断层之间的相互作用,以及这些相互作用如何影响断层的稳定性。
- 放压对断层再活化的影响:探讨了放压对断层再活化的影响,包括孔隙压力和剪切应力的变化。
4. 讨论 (Discussion)
- 地震触发机制:讨论了多种可能的地震触发机制,包括孔隙弹性应力变化、未排水孔隙压力积累和断层渗透性变化。
- 放压的有效性:分析了放压在控制注水后地震活动方面的有效性,以及这些活动如何受到储层特性和地质结构的影响。
- 监测和模型校准:强调了对EGS项目不同阶段的准确地表特征和持续监测的重要性,以及如何利用物理基础模型来识别和最小化注水引发的地震风险。
5. 结论 (Conclusions)
- 多重机制触发地震:发现多种机制可能触发EGS项目中的地震活动,包括孔隙弹性应力变化和孔隙压力扩散。
- 放压的局限性:指出放压可能无法有效控制注水后地震活动,尤其是在储层体积扩展和孔隙压力传播方面。
- 优化注入和放压协议:强调了根据涉及的耦合过程和地下结构特征优化注入和放压协议的必要性,并通过适当的监测和持续地表特征来控制注水后地震活动。