煤田地质与勘探

作者：解经宇, 宋继伟, 隋建才, 赵萌, 王韧, 曾翀, 王建龙,

关键词：增强型地热系统, 干热岩, 花岗岩, 不同冷却条件, 力学响应,

意义增强型地热系统(EGS)是目前开发干热岩的关键技术手段，在EGS的建设与运行过程中，储层岩石会遇到高温冷却、循环冷却、遇水冷却等多种冷却条件。因此，研究不同冷却条件下花岗岩(典型干热岩)的力学响应特征意义重大。进展 (1) 总结并分析了不同冷却条件(高温自然冷却、遇水冷却、循环冷却)下我国典型花岗岩在力学响应(单轴抗压强度σc、弹性模量E、抗拉强度σt和泊松比ν)方面的实验数据，指出温度低于200或300 ℃时，高温自然冷却后花岗岩的σc、E和σt略有降低；温度高于200或300 ℃时，σc、E和σt随温度升高近线性减小。(2) 在任意温度下，遇水冷却后花岗岩σc、E和σt随温度的升高近线性减小。循环冷却下，在经历第1次循环后花岗岩σc、E和σt迅速降低，而当循环次数大于5时，σc、E和σt逐渐趋于定值。高温自然冷却下，ν随温度升高而降低，其降幅大于高温遇水冷却条件下的ν。(3) 高温花岗岩在不同冷却条件下力学性能劣化的主因是内部微裂纹的起裂和扩展。统计了不同冷却条件下干热花岗岩力学响应数据并分析其内在机理，对力学参数归一化值与温度的关系进行拟合，并提出了经验公式。展望提出高温花岗岩岩石力学研究的未来发展趋势，包括干热岩开采与CO2地质封存结合过程中的力学响应、多场−多相−多过程耦合作用下干热岩力学响应、基于干热岩开发过程中的实际条件开展实验研究等，以期为干热岩开发的相关设计、计算和数值模拟提供理论支撑。

来源：2025年第3期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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