岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 91-98.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1541

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

孔隙型地热储层热固结变形特性试验研究

贾超1，董啸1，丁朋朋1，冯克印2，王辉1，王明珠3   

  1. 1. 山东大学 海洋研究院，山东 青岛 266237；2. 山东省国土空间生态修复中心，山东 济南 250014； 3. 山东省鲁北地质工程勘察院，山东 德州 253000
  • 收稿日期:2022-10-09 接受日期:2023-02-17 出版日期:2023-11-16 发布日期:2023-11-16
  • 作者简介:贾超，男，1976年生，博士，教授，博士生导师，主要从事水工环地质及海洋地质研究。
  • 基金资助:
    山东省地下水环境保护与修复工程研究中心开放基金（No. 801KF2022-7）；山东省自然资源厅2020年度地质勘察项目（No. SDGP37000020 2002003207）。

Experimental study of thermal consolidation deformation characteristics of porous geothermal reservoir

JIA Chao1, DONG Xiao1, DING Peng-peng1, FENG Ke-yin2, WANG Hui1, WANG Ming-zhu3   

  1. 1. Institute of Marine Science and Technology, Shandong University, Qingdao, Shandong 266237, China; 2. Shandong Land and Space Ecological Restoration Center, Jinan, Shandong 250014, China; 3. Shandong Provincial Lubei Geo-engineering Exploration Institute, Dezhou, Shandong 253000, China
  • Received:2022-10-09 Accepted:2023-02-17 Online:2023-11-16 Published:2023-11-16
  • Supported by:
    This work was supported by the Special Foundation of Shandong Engineering Research Center for Groundwater Environmental Protection and Remediation (801KF2022-7) and Shandong Provincial Department of Natural Resources 2020 Annual Geological Survey Project (SDGP370000202002003207).

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摘要： 地热资源的开采会导致热储温度、压力改变，影响其固结变形特性，引发环境地质问题。以鲁西北砂岩热储开采区孔隙型地热储层为研究对象，开展不同应力、温度条件下的固结变形试验，分析固结变形特性，并对卡萨格兰德法与能量法所计算出的先期固结压力进行比较，结果表明：地热储层固结变形量与含水率、温度均呈负相关关系；地热储层自重压缩系数约为标准压缩系数的10%；计算先期固结压力时，低压缩性土可采用能量法，中、高压缩性土可采用卡萨格兰德法Harris模型、Gaussian模型与能量法；先期固结压力与温度呈负相关关系；在25～80 ℃范围内，初始温度越高，升温使先期固结压力降低越快。

关键词: 孔隙型地热储层, 热固结, 先期固结压力, 卡萨格兰德法, 能量法

Abstract: The exploitation of geothermal resources will change the temperature and pressure of the thermal reservoir, affect its consolidation deformation characteristics and cause environmental geological problems. In this study, porous geothermal reservoir in the sandstone thermal reservoir exploitation area in northwest Shandong Province was studied as a research object. Consolidation deformation experiments under different stress and temperature conditions were carried out to analyze the characteristics of consolidation deformation, and the preconsolidation pressures calculated by Casagrande method and energy method were compared. The results showed that the consolidation deformation of geothermal reservoir was negatively related to water content and temperature. The self-weight compressibility of geothermal reservoir is about 10% of the standard compressibility. When calculating the preconsolidation pressure, the energy method can be used for low compressibility soil, and the Harris model, Gaussian model and energy method can be used for medium and high compressibility soil. There is a negative correlation between preconsolidation pressure and temperature. In the range of 25–80 ℃, the higher the initial temperature is, the faster the preconsolidation pressure decreases due to temperature rise.

Key words: porous geothermal reservoir, thermal consolidation, preconsolidation pressure, casagrande method, energy method

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