李念琪、符力耘等，Olkaria地熱儲層熱孔彈性AVO模擬

作者：李念琪、符力耘*、鄧武兵、José M. Carcione、楊建

關鍵詞：縫洞型多孔介質；地熱儲層；冷沖擊；地震監測

摘要：具有復雜孔隙結構（剛性孔隙、裂縫和孔洞）的縫洞型熱儲層作為中國典型的地熱資源正在被廣泛的研究、開發和利用。這類熱儲層的循環采熱涉及復雜的熱-水-力耦合作用過程。冷熱循環對地震響應的熱彈性效應對循環采熱過程中的地震監測具有重要意義，但這一問題在現有文獻中尚未得到充分關注。為填補這一空白，中國石油大學（華東）高溫高壓巖石物理與深層地震探測實驗室的李念琪博士，符力耘教授和鄧武兵副教授，聯合意大利國家海洋學與應用地球物理研究所José M. Carcione教授通過應用雙重孔隙熱彈性理論來解釋水冷條件下花崗巖的超聲波測量結果。我們考慮的是含有裂縫和硬孔的各向同性多孔基質。平面波分析得到經典的P波和S波以及三種慢速P波，即慢（Biot）P1波、慢（Biot）P2波和熱P波。我們研究了溫度、雙重孔隙結構和孔隙流體對典型花崗巖儲層在冷沖擊過程中熱彈性特性的綜合影響。裂縫是熱交換和流體流動的主要通道。熱-水-力耦合熱彈性模型描述了與熱誘發裂縫相關的儲層屬性，其中裂縫孔隙度比剛性孔隙度更能有效描述儲層質量。研究發現，在低于400°C的溫度范圍內，熱導率和比熱容對地震頻率范圍的影響可以忽略不計，而裂縫密度在加熱-冷卻循環中顯著影響地震響應，這主要是受熱效應和冷沖擊誘發的裂縫的影響。進一步研究表明，水冷條件下的P波速度和衰減效應為監測熱誘發裂縫和增強型地熱系統的操作效率提供了重要的指標。該熱-水-力耦合熱彈性模型為熱儲層循環采熱過程中的主動（或被動）地震監測奠定了基礎。研究成果近期發表于國際學術期刊Geophysics（Li N.Q., Fu* L.-Y., Deng W.B., Carcione J.M., and Yang J. A thermo-hydro-mechanical model to evaluate the seismic properties of geothermal reservoirs. Geophysics, 88(5), 2023, WB23-WB35. DOI: 10.1190/geo2022-0491.1.）。