地热能在当今社会的可持续发展和全球环境的保护中发挥着越来越重要的作用。电学勘探方法能够准确反映地下流体的信息，因此被广泛应用于地热能的勘探。电法勘探数据的定量解释依赖于温度对含流体岩石电学性质影响的认识，而目前关于温度对无粘土多孔岩石电导率影响的机制尚不清晰。针对这个科学问题，本研究在25 ℃到140 ℃的温度范围内测量了五块盐水饱和的无粘土Berea砂岩的电导率和孔隙度，并分析了所有影响岩石电导率的因素。研究结果表明，温度作用下表面电导率对岩石电导率的影响可以忽略不计，相比之下，温度变化导致的孔隙结构（以胶结指数定量表征）和孔隙度的变化对岩石电导率的影响更为明显。进一步研究发现温度作用下盐水电导率、岩石孔隙结构和岩石孔隙度对岩石电导率的影响大小依次递减。
图1. 五块Berea砂岩样品随温度变化的岩石电导率变化
圆点代表实验数据，实线代表最佳拟合线性回归线，所有样品的相关系数均优于0.999。样品名称中的数字大致表示在实验室标准条件下测得的样品孔隙度
图2. 五块Berea砂岩样品的（a）胶结指数与（b）归一化胶结指数随温度变化的计算结果
图3. 在分别假设（a）盐水电阻率、（b）岩石孔隙度和（c）胶结指数不随温度变化的情况下，Berea砂岩样品随温度变化的计算电导率与实测电导率之间的相对误差
（a）中所有曲线相互重叠
本研究为温度对无粘土多孔岩石电导率的影响提供了新见解，并有助于改进地热能源勘探中电法测量数据的定量解释。研究成果近期发表在国际重要期刊Geophysical Journal International。论文第一作者和通讯作者为永利官网韩同城教授，合作者包括永利集团硕士研究生何海铭、永利集团符力耘教授。
论文信息：Tongcheng Han, Haiming He, Li-Yun Fu, 2024. New insights into how temperature affects the electrical conductivity of clay-free porous rocks. Geophysical Journal International. https://doi.org/10.1093/gji/ggae162.
