不同注入方案对干热岩石裂缝网络模式影响的研究——犹他州FORGE EGS现场的数值案例研究

交替注入多阶段增产技术已成功应用于低流动性油气生产。然而，对于热干岩（HDR）地热储层，不同注入方案引起的裂缝萌生和扩展研究还不够充分。在此，使用PFC2D软件确定了注入方案对水力裂缝（HF）扩展模式的影响。结果表明，循环注入形成的天然裂缝（NFs）的扩展受剪切活化模式和直接渗透模式控制。然而，频繁启动和停止的循环注射会产生不均匀的应力和疲劳，导致裂纹萌生和更多的分支裂纹扩展。阶梯式注入可以有效地激活NF，HF传播的特点是NF尖端的旋转。然而，阶梯式注入通常会产生一条分支较少的主裂缝。不同的注入方法会导致不同的传播方式，并最终导致裂缝网络的变化。利用3DEC软件建立了包含相关地质结构和断裂网络的FORGE场地的数值模型，并系统地研究了NF对HF网络形成的影响。与循环注入相比，阶梯注入形成的裂缝网络更容易受到NF分布的影响。阶梯喷射的比表面积约为1.31倍，孔径约为1.17倍。循环注射有助于在基质中形成裂缝，而阶梯注射更倾向于激活预先存在的NF。本文提出的方法可应用于其他地质环境，以优化裂缝生长状态，并为增强地热系统（EGS）多级压裂设计提供科学依据。