第七届青年地学论坛

      近年来，深层地热水由于大规模开发利用造成地热水位持续下降，而地热开采是否对地面沉降造成影响并未进行过专门研究，在缺乏相关技术支持的情况下，将直接影响到地方政府对地热资源开发的决策，以及地热资源主管部门对地热开发利用的规范管理，比如将地热资源归为深层承压水而禁采，严重阻碍了地热清洁资源的开发利用。因此分析地热开发地质环境影响，有助于政府及主管部门对地热资源开发的管理和决策，促进地热资源的合理高效开发利用，具有重要的现实意义。
       为深入研究深部地热采灌全过程的渗流、传热和变形机制，本文从流固热耦合的理论出发，通过建立的三维流固热耦合数学模型, 运用相似理论推导了地热开采条件下多场耦合相似模拟准则。以山东省德州市砂岩热储开采区地层条件为研究背景，通过物探测井、现场取芯、室内实验等手段，获取热储含水层及盖层的地层岩性及物理力学参数，依据多场耦合相似理论分析，确定模型试验的几何、应力、水压力相似比均为300，时间相似比为17.32。在此基础上，自主研发了砂岩热储地热采灌三维地质力学模型试验系统，由地层模拟系统、高精度水压控制系统、地热采灌系统、高精实时监测系统、地应力施加系统组成，可开展1.6 m×1.0 m×1.1 m(长×高×宽)以内不同回灌压力、温度、地应力的地质力学模型试验。

模型体尺寸 （长×高×宽）	温度（℃）	地应力（kPa）	回灌压力（kPa）	边界水头（m）
1.6m ×1.0m ×1.1m	25-70	0-150	0-42	0-4.0

砂岩热储,多场耦合,模型试验,地面沉降