水压致裂试验过程中自然电位测量研究

水压致裂测试技术起源于石油的增产,现已发展成为测量地壳应力的一种有效方法。近年来,为实现热干岩发电,该技术也用来制造人工热交换面。为研究水压致裂过程中裂缝的扩展机制,在北京市房山区花岗岩体中开展大流量水压致裂试验。试验是在一个深301 m的新鲜完整的岩石压裂孔中进行的。在注水孔周围200 m×200 m的范围内,间距25 m呈网格状共布置49个自然电位测点,压裂过程中,对注水孔周围电位的变化进行测量。在压裂孔中深110～140 m内选取3段没有天然节理的部位进行水压致裂。测量结果表明,在图域内自然电位异常呈现椭圆形分布,随注水流量增大异常值增大。正的椭圆形异常有2条长轴线,一条轴线相对另一条有一定的扭转,它们的方向与裂缝和节理的方位一致,水流入裂缝和天然节理中。通过自然电位确定的裂缝扩展方向与水压致裂应力测量的水平最大主压应力方向一致。