储气库注采气过程动态压磁响应模拟

地下岩石孔隙流体在压力梯度下发生渗流会改变地层应力并由压磁效应引起磁场异常，这可能是导致地磁场异常的机制之一。前人对压磁效应的研究主要停留在静态应力产生的稳态磁场变化，没有考虑流体渗流过程产生的动态压磁响应。本文采用有限元方法模拟注气采气过程的动态压磁响应，并研究压磁场的特点。首先，通过均质模型模拟了短期快速注气和长期持续注气采气条件下的压磁响应；其次，研究了地表局部区域初始磁化强度和磁偏角异常对地表磁场分布的影响；最后，模拟了呼图壁储气库注气采气过程中压磁效应导致的地表磁场变化。结果表明：（1） 对于短期快速注气，磁场在注气完成时达到峰值，随后随时间逐渐衰减，磁场的峰值幅度与岩石渗透率有关,峰值时间几乎不受渗透率的影响。对于长期持续注气采气，磁场在注气速率达到峰值后的若干天达到峰值，随后逐渐衰减，磁场的峰值幅度与达到峰值时间均受渗透率影响。（2） 地表磁场总场强受岩石初始磁化强度与磁偏角的共同调控，但极性分布主要取决于磁化方向。（3） 模拟的呼图壁地区地表磁场总场强随注气采气过程呈现先增后减的趋势,与注气期间观测的磁场变化具有较好的一致性。研究结果为今后利用地磁场异常反演地下流体的运移提供了理论依据，同时对理解地震前地磁场异常产生机制有参考意义。