随着全球经济发展,能源消耗量持续增加,环境问题日益突出,发展可再生清洁能源以及提高其利用效率日益成为全球各个国家的能源战略部署。自上世纪七十年代,美国、欧洲以及日本就已对地热能利用的可行性进行了研究。近些年来,随着技术的进步,在世界范围内掀起了地热开发的浪潮,地热能的装机量逐年增长。根据地热能的产出方式,可以将其主要划分为水热型和干热岩型。然而,能够有效开发的水热型地热能仅占已探明储量的10%左右,大量地热能蕴含在干热型地热中(Hot Dry Rock,HDR)。由于干热型地热能埋藏于深部,且大都是致密的变质岩和花岗岩,具有低孔、低渗的特性。为了实现经济开采,必须对其进行改造。因此,在干热岩技术的基础上提出了增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGH)。干热岩水力压裂是一个涉及裂隙、孔隙和岩体多种媒介且极其复杂的(多相)流固热耦合过程。然而,水力压裂过程中往往会诱发地震。为了揭示诱发地震的机理以及减少诱发地震的频率以及大小,必须借助数学计算模型进行分析研究。文中结合美国、日本以及欧盟等国家在干热型地热方面的研究,建立了考虑流固耦合的含天然裂缝压裂模型以及水力压裂诱发断层活化的能量释放模型;并将所建立的模型应用于法国Soultz-Sous-Forêts地热工程中,反演了GPK2井在改造过程中随时间变化的测井压力以及诱发地震累积能量释放值。随后,又进一步探究了施工参数(流体黏度、注水速率、注水方式)以及地质力学参数(渗透率、裂缝与主应力方向等)对GPK2井改造过程中储层诱发能量释放大小的影响。从以上研究中得到结论如下:(1)通过对Soultz-Sous-Forêts地区GPK2井地热储层改造的数值模拟和反演,发现:含裂缝单元会发生“二次破坏”现象,即单元的破坏并不仅仅发生在前端单元,已破坏单元后续仍旧会发生破坏;停水后裂缝前端流体压力大于停水前的压力,以此可以推测前端流体压力是引起停水后仍诱发微震的一个原因;应力向前传递是引起单元破坏的一种主要方式,发生破坏的裂缝单元向远端传递应力使得单元继续发生破坏,并以此推测应力传递是引起停水后仍诱发微震的另一原因。(2)累积能量释放值随着注水速率、流体粘度和法向刚度的增加而增加,随着基质渗透率的减少而增加;间歇式1和2注水方式起到了降能的效果,且能量释放速率具有一种“惯性”,即:能量释放速率仍保持上一次注水时的能量释放速率,且每改变一次,“惯性”时间越长,随后能量释放速率较之前大幅度增大;累积能量释放值随最大主应力与裂缝间夹角的不同,呈现类正太分布的特点,裂缝与最大主应力方向夹角为30?左右时,累积释放能量值最高,且裂缝与最大主应力夹角在20?~40?左右时,裂缝急剧破坏,瞬间释放大量能量。经过对以上各参数的分析可知,注水方式、注水速率以及裂缝与主应力夹角对诱发地震的影响较大。