用井间地震探测法研究干热岩地热区的地下断裂系统

本文研究了应用井间(cross hole)地震探测的方法来圈定地下断裂系统的位置和规模,推导了井中震源发射的P波和S波的辐射图象。在相对均匀的花岗岩中进行的试验表明:所推导的关系式足以描述置于充满流体的井中的爆炸源及声传感器二者的辐射图象。利用上述有关S波和P波振幅的函数表达式,我们发展了一种方法,用来估算组成新墨西哥州芬顿山干热岩地热储集层的结晶岩的Q值,并确定其中不连续断裂的位置。为了计算Q值,我们测量与震源距离呈函数关系的P波和S波的振幅值,校正辐射图象和几何扩展效应,并且用最小二乘回归法使形式为exp(-πfR/QV)的函数与相对衰减匹配。对于储集层的无扰动部分,我们得到P波的Q值大约为160,而S波的Q值则在170到150之间,应用我们的方法,能够检测出由于芬顿山储集层热开采而随之发生的广泛破裂引起平均Q值的下降。我们还可以通过注意信号振幅、波形或频率具有突变特征的区域,来确定不连续的大尺度断裂在储集层中的位置,而这些突变却不能用辐射图象的影响或震源与检波器之间距离(源检距)的增加来解释,芬顿山干热岩储集层的这些局部衰减地区可能有开口断裂。