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用近接型相似微小地震对判明干热岩热储层主要裂隙方位的研究

作　者: 张万鹏
导　师: 永野宏治; 罗绍河
学　校: 河南理工大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 干热岩近接型相似微小地震对倒频谱解析裂隙方位
分类号: P314
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 25次
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内容摘要

地热能是可再生的清洁能源。干热岩资源是地热能的一种，由于其埋藏深，开发利用所要求的技术水平较高，在过去的几十年里，一直沉睡在地下。随着经济的发展和技术水平的提高，一些发达国家近年来陆续开始了干热岩开发利用方面的研究，并进行了相关试验。研究表明，水力压裂法是开发干热岩的有效方法之一,其原理是通过水力压裂在干热岩体中产生人工裂隙，水在该裂隙空间运移过程中吸收围岩的热量而成为人工热储层。为了提高干热岩热能的开采率和利用率，必须充分了解人工热储层的形态、位置，特别是主要裂隙的分布等情况。由于干热岩埋藏较深，传统的钻探、物探方法在探测范围和解析精度方面有一定的局限性。然而，根据日本室兰工业大学永野宏治教授等的研究，基于声发射技术和信号处理的倒频谱解析法可以被用来判明深部人工裂隙的分布和方位等情况。因此，本人以1995～1996年在法国Soultz干热岩地热田水力压裂试验中获得的声发射数据为研究对象，通过坐标轴的转换还原了微地震波的性质；利用倒频谱解析法，检出了近接型相似微小地震对；之后，通过对近接型相似微小地震对的时间-倒频率分析，并结合时间-倒频率-倒频谱表示图，判明了P波的到达时间间隔；最后，根据P波到达时间间隔计算了近接型相似微小地震对的相对震源坐标，从而判明了人工裂隙网络中主要裂隙的进展方向。通过研究取得了以下成果：1.利用近接型相似微小地震对判明水力压裂干热岩人工热储层中主要裂隙的方位是可行的；2.根据相对震源坐标计算出了近接型相似微小地震对所代表的主要裂隙的长度，它们分别为11.6266m、10.3082m、32.1894m、19.9995m和12.9015m，实现了对人工热储层中主要裂隙的定量评价；3.判明了近接型相似微小地震对所代表的裂隙方位，它们分别为142°、145°、127°、116°和56°，为局部地应力的分析及生产井的布置提供了依据。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
1 前言  10-20
  1.1 选题依据  10-16
    1.1.1 干热岩型地热能  10-12
    1.1.2 储层裂隙的研究现状  12-15
    1.1.3 存在的主要问题  15-16
  1.2 研究内容及方法  16-17
  1.3 技术路线  17
  1.4 主要研究成果  17-20
2 近接型相似微小地震对的检出  20-34
  2.1 研究区概况  20-22
  2.2 微地震事件与近接型相似微小地震对  22-25
    2.2.1 微地震事件  22-23
    2.2.2 近接型相似微小地震对  23-25
  2.3 坐标轴的讨论  25-29
    2.3.1 P 轴方向的导出  25-27
    2.3.2 S_1轴方向和S_2轴方向的导出  27-29
  2.4 倒频谱解析  29-33
    2.4.1 倒频谱  29-31
    2.4.2 倒频谱解析法  31-33
  2.5 本章小结  33-34
3 近接型相似微小地震对 P 波到达时间间隔的判定  34-62
  3.1 窗函数  34
  3.2 时间-倒频率解析法  34-36
  3.3 模拟信号解析  36-38
  3.4 时间-倒频率-倒频谱表示图  38-40
  3.5 P 波到达时间间隔  40-61
  3.6 本章小结  61-62
4 人工热储层及主要裂隙特征分析  62-72
  4.1 相对震源坐标  62-64
  4.2 近接型相似微小地震对相对震源坐标的推断方法  64-67
  4.3 计算结果  67-69
  4.4 人工热储层属性及主要裂隙特征分析  69-70
    4.4.1 人工热储层属性  69
    4.4.2 人工热储层主要裂隙特征分析  69-70
  4.5 本章小结  70-72
5 结论及建议  72-74
  5.1 结论  72
  5.2 存在问题及建议  72-74
参考文献  74-78
作者简历  78-80
附件  80

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