汪道兵，秦 浩，马海燕，王丽群，李敬法，孙东亮，宇 波*

(1.北京石油化工学院机械工程学院，深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室，北京 102617；2.中国寰球工程有限公司北京分公司，北京 100012； 3.中南大学材料力学性能研究所，湖北 长沙 410083)

干热岩(Hot Dry Rock，HDR)是指埋深超过3 km、地下温度超过150 ℃、没有水或含有少量水、致密不渗透的高温岩体。据估算，在地壳3～10 km干热岩蕴藏的热能相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍[1-3]。我国《地热能开发利用“十三五”规划》中也明确指出：埋深在3～10 km的干热岩资源量可折合为856万亿t标准煤[2-4]。因此，干热岩能源是国际社会公认的高效低碳清洁能源。

增强型地热系统(Enhanced Geothermal System ，EGS)是开发干热岩资源的有效方法，其核心是利用水力压裂方法在干热岩体内构建人工裂隙空间，通过在注入井、人造热储和生产井间循环工质开发地热能。干热岩水力压裂过程中，一般向地层中注入大量的冷水，持续时间几天至数十天，并且压裂结束后需要持续不断向井筒中注水交换热量[2，5]。因此，干热岩的压裂与采热过程是一个伴随着水岩相互作用的过程，水化环境下干热岩的力学性质将会改变。

干热岩水力压裂过程中，人工裂缝的扩展走向与地应力、天然裂缝、断层走向和温度等因素有关。李庭樑等[5]研制了400 mm×400 m×400 mm的EGS水力压裂系统，通过多通道声发射监测，开展了干热岩水力压裂裂缝扩展的实验研究，结果表明：在水压作用下，深层地应力环境和地下已有的断层对裂隙的走向产生较大影响，实际工程中可通过上述2个因素有效控制人工裂隙扩展方向，以形成较好连通性能的热储。……