液氮循环压裂花岗岩

热-冷循环增强剪切破裂

经过多次加热-液氮冷却循环处理后，花岗岩内部微裂纹由张性破裂为主转变为剪切破裂为主，破裂规模和渗透性显著提升，适用于增强型地热系统储层改造。

Yi, Xue · Wang, Linchao · Liu, Jia · Pathegama Gamage, Ranjith · 高峰 · 蔡承政 · Xie, Heping

International Journal of Rock Mechanics and Minings Sciences 2024

参数信息

剪切微裂纹占比

65.3 %

张性微裂纹占比

34.7 %

RA值范围

0-10 ms/v

平均频率分布范围

20-250 kHz

技术优势

剪切裂纹占比过半

三次循环后剪切微裂纹占比达65.3%，超过张性微裂纹，破裂模式由张性转为剪切，有利于形成更复杂的裂缝网络。

破裂规模增大

声发射信号中峰值频率超过700 kHz的成分随循环次数增加而增多，高频信号的出现表明花岗岩破裂尺度进一步增大。

应用场景

• 增强型地热系统：替代水力压裂，减少水资源消耗并降低诱发地震风险。
• 岩石压裂：提高裂缝复杂程度，形成更好的流体流动通道。
• 高温岩体改造：利用热冲击使高温岩石产生剪切破裂，提高储层渗透性。