| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第11-31页 |
| 1.1 研究背景及目的意义 | 第11-14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-27页 |
| 1.2.1 增强地热系统中干热花岗岩岩石物理特性研究 | 第14-17页 |
| 1.2.2 增强地热系统中干热花岗岩岩体本构方程研究 | 第17-25页 |
| 1.2.3 增强地热系统中水力压裂数值模拟研究 | 第25-27页 |
| 1.3 研究内容及技术路线 | 第27-29页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第27-28页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第28-29页 |
| 1.4 主要研究成果 | 第29-30页 |
| 1.5 发展与创新 | 第30-31页 |
| 第2章 增强地热系统开发概况及水力压裂改造机理研究 | 第31-51页 |
| 2.1 增强地热系统的定义及发展 | 第31-34页 |
| 2.1.1 增强地热系统的定义 | 第31-32页 |
| 2.1.2 增强地热系统开发历程 | 第32-33页 |
| 2.1.3 中国地热资源及EGS开发现状 | 第33-34页 |
| 2.2 增强地热系统开发实例及水力压裂分析 | 第34-48页 |
| 2.2.1 深层EGS开发实例 | 第35-41页 |
| 2.2.2 中浅层EGS开发实例 | 第41-45页 |
| 2.2.3 EGS水力压裂改造总结及分析 | 第45-48页 |
| 2.3 增强地热系统水力压裂改造机理分析 | 第48-50页 |
| 2.3.1 EGS水力压裂岩体破裂理论 | 第48-49页 |
| 2.3.2 EGS水力剪切压裂改造机理 | 第49-50页 |
| 2.4 本章小结 | 第50-51页 |
| 第3章 增强地热系统中干热花岗岩岩石物理特性研究 | 第51-71页 |
| 3.1 干热花岗岩基本特征 | 第51-52页 |
| 3.2 干热花岗岩形变特征 | 第52-57页 |
| 3.2.1 单轴和三轴实验 | 第52-55页 |
| 3.2.2 力学参数分析 | 第55-57页 |
| 3.2.3 特征应力分析 | 第57页 |
| 3.3 干热花岗岩破坏强度特征 | 第57-63页 |
| 3.3.1 岩石强度特征 | 第57-59页 |
| 3.3.2 岩石破坏强度演化特征 | 第59-60页 |
| 3.3.3 岩石破坏能量特征 | 第60-63页 |
| 3.4 干热花岗岩宏观微观破裂特征 | 第63-67页 |
| 3.4.1 宏观破裂模式 | 第63-64页 |
| 3.4.2 细观断面特征 | 第64-65页 |
| 3.4.3 微观破裂机理 | 第65-67页 |
| 3.5 高温对花岗岩力学参数和破裂特征的影响 | 第67-70页 |
| 3.5.1 高温对花岗岩力学参数的影响 | 第67-68页 |
| 3.5.2 高温对花岗岩体破裂特征的影响 | 第68-70页 |
| 3.6 本章小结 | 第70-71页 |
| 第4章 增强地热系统中干热花岗岩岩体本构模型研究 | 第71-95页 |
| 4.1 干热花岗岩应力-应变特征 | 第71-73页 |
| 4.2 干热花岗岩天然裂缝剪切强度模型 | 第73-77页 |
| 4.2.1 平面裂缝剪切强度模型 | 第73-74页 |
| 4.2.2 粗糙面裂缝剪切强度模型 | 第74-75页 |
| 4.2.3 摩擦弱化剪切强度模型 | 第75-76页 |
| 4.2.4 Barton非线性剪切强度模型 | 第76-77页 |
| 4.3 单裂缝峰前弹性本构模型 | 第77-83页 |
| 4.3.1 天然裂缝切向滑移模型 | 第77-80页 |
| 4.3.2 天然裂缝法向剪胀模型 | 第80-82页 |
| 4.3.3 单裂缝峰前弹性本构模型 | 第82-83页 |
| 4.4 单裂缝峰后弹-塑性本构模型 | 第83-85页 |
| 4.5 裂缝型干热花岗岩岩体本构模型 | 第85-87页 |
| 4.5.1 花岗岩体基质弹性本构模型 | 第85-86页 |
| 4.5.2 花岗岩岩体弹塑性本构模型 | 第86-87页 |
| 4.6 本构模型验证与分析 | 第87-94页 |
| 4.6.1 单裂缝本构模型验证 | 第87-89页 |
| 4.6.2 单裂缝峰前线弹性本构关系分析 | 第89-91页 |
| 4.6.3 单裂缝弹-塑性本构关系分析 | 第91-93页 |
| 4.6.4 剪胀导流能力分析 | 第93-94页 |
| 4.7 本章总结 | 第94-95页 |
| 第5章 干热花岗岩水力剪切压裂THMC耦合模型研究 | 第95-119页 |
| 5.1 EGS中干热花岗岩物理模型 | 第95页 |
| 5.2 天然裂缝缝内流动模型 | 第95-98页 |
| 5.2.1 流体物质守恒方程 | 第96页 |
| 5.2.2 流体运动方程 | 第96-97页 |
| 5.2.3 边界条件 | 第97-98页 |
| 5.3 热诱导开度变化模型 | 第98-102页 |
| 5.3.1 能量守恒方程 | 第98-99页 |
| 5.3.2 温度场分布模型 | 第99-101页 |
| 5.3.3 热诱导开度模型 | 第101-102页 |
| 5.4 化学溶蚀诱导裂缝开度模型 | 第102-104页 |
| 5.4.1 裂缝与基质溶质传递模型 | 第102-103页 |
| 5.4.2 化学作用诱导开度模型 | 第103-104页 |
| 5.5 THMC耦合模型处理及求解 | 第104-106页 |
| 5.5.1 THMC耦合模型计算处理 | 第104-105页 |
| 5.5.2 THMC耦合模型求解流程 | 第105-106页 |
| 5.6 THMC耦合模型验证及数值模拟分析 | 第106-118页 |
| 5.6.1 THMC耦合模型验证 | 第108-110页 |
| 5.6.2 水力剪切压裂注入水温的敏感性分析 | 第110-112页 |
| 5.6.3 水力剪切压裂注入速度的敏感性分析 | 第112-114页 |
| 5.6.4 水力剪切压裂持续注入时间的分析 | 第114-116页 |
| 5.6.5 天然裂缝水力开度组成及变化规律分析 | 第116-117页 |
| 5.6.6 水力剪切压裂热诱导与剪胀对比分析 | 第117-118页 |
| 5.7 本章总结 | 第118-119页 |
| 第6章 THMC作用下干热岩岩体基质剪切稳定性耦合研究 | 第119-139页 |
| 6.1 热诱导应力场与热裂纹模型 | 第119-121页 |
| 6.1.1 热诱导应力场模型 | 第119-120页 |
| 6.1.2 热诱导裂纹起裂模型 | 第120-121页 |
| 6.2 裂缝形变诱导应力场模型 | 第121-125页 |
| 6.2.1 位移不连续理论 | 第121-122页 |
| 6.2.2 全场诱导应力模型 | 第122-123页 |
| 6.2.3 诱导法向应力与切应力 | 第123-124页 |
| 6.2.4 模型求解 | 第124-125页 |
| 6.3 干热岩岩体基质剪切稳定性模型 | 第125-126页 |
| 6.4 THMC作用下岩体基质剪切稳定性耦合建模 | 第126-130页 |
| 6.4.1 模型耦合与求解流程 | 第126-128页 |
| 6.4.2 关键参数处理 | 第128-130页 |
| 6.5 模型验证及岩体基质稳定性数值模拟分析 | 第130-138页 |
| 6.5.1 诱导应力模型验证 | 第130-131页 |
| 6.5.2 热诱导应力场分析 | 第131-134页 |
| 6.5.3 裂缝形变诱导应力场分析 | 第134-136页 |
| 6.5.4 诱导应力对岩体剪切稳定性分析 | 第136-138页 |
| 6.6 本章小结 | 第138-139页 |
| 第7章 Raft River地热井水力剪切压裂THMC耦合分析 | 第139-148页 |
| 7.1 储热层地质及单井概况 | 第139-141页 |
| 7.2 RRG-9 ST1压裂分析 | 第141-142页 |
| 7.2.1 小型压裂测试分析 | 第141页 |
| 7.2.2 水力剪切压裂过程分析 | 第141-142页 |
| 7.3 THMC耦合与裂缝网络形成可行性分析 | 第142-147页 |
| 7.3.1 井口压力历史拟合 | 第143页 |
| 7.3.2 天然裂缝开度及温度分析 | 第143-145页 |
| 7.3.3 裂缝网络形成可行性分析 | 第145-147页 |
| 7.4 本章总结 | 第147-148页 |
| 第8章 结论与建议 | 第148-150页 |
| 8.1 结论 | 第148-149页 |
| 8.2 建议 | 第149-150页 |
| 致谢 | 第150-151页 |
| 参考文献 | 第151-165页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 | 第165-166页 |
