激发电位

概念含义

将原子中的一个外层电子从基态激发至激发态所需要的能量称为激发电位(Ei)，通常以电子伏特(eV)为单位表示。离子的外层也能被激发,所需的能量即为离子的激发电位。

所谓基态就是原子里的电子所能存在的最低能量轨道。

所谓激发态就是原子或分子吸收一定的能量后，电子被激发到较高能级但尚未电离的状态。激发态一般是指电子激发态，气体受热时分子平动能增加，液体和固体受热时分子振动能增加，但没有电子被激发，这些状态都不是激发态。当原子或分子处在激发态时，电子云的分布会发生某些变化，分子的平衡核间距离略有增加，化学反应活性增大。所有光化学反应都是通过分子被提升到激发态后进行的化学反应，因此光化学又称激发态化学。

钝化电位与佛莱德电位不同，前者是金属从活态转变到钝态时的特征电位，而后者是金属从钝态转变成活态时的特征电位，但两者有时很接近。

一般弹性振动体系有四要素：扰力Q(t）或x(t）、质量m、刚度K与阻尼系数C。就机器基础-土体系而言，质量是指机器与基础的质量，刚度与阻尼系数由地基土动力特性决定。引起振动的外因是激发，它分自然激发（风、浪、地震）和人工激发（爆炸、车辆、施工、机器）。它们以扰力Q(t）或扰动x(t）的形式作用于基础。扰力是大小或方向随时间改变的力，扰动是大小或方向随时间而改变的运动，故激发是时间的函数。根据该函数形式的不同，激发可分周期激发与非周期激发、连续型与非连续型。

动力反应是激发引起的后果。它通常指基础的运动状态，且大都用基础的振动时程曲线（振动波形）表示，但有时也用基础的振幅频率曲线即共振曲线表示。除运动状态外，动力反应也可指基础的动应力状态。

当动力反应以振动波形表示时，它是时间的函数。受稳态扰力的基础，其振动波形总是余弦型而与稳态扰力类型及阻尼无关（阻尼是能量随时间与距离的耗散）。

同一基础受两类不同稳态扰力的作用，其振动波形均为余弦型，但共振曲线不同，定幅扰力下的共振曲线有截距、峰点为c、以ω 轴为渐近线；频变扰力下的共振曲线无截距、峰点为e、以平行于ω 轴的直线为渐近线；两者的峰点频率相比，后者大于前者。

EGS储层的激发与石油、天然气中的压裂有很多相似之处，其目的均是通过在岩体中高压注水提高储层渗透性，从而达到最大限度采油或提热的目的。然而，两者在压裂原理上有着本质不同，EGS的激发是水力剪切破坏，有别于石油、页岩气开发中的拉伸破坏 。

水力剪切是通过使岩体发生彼此间位移后，由于裂隙面表面粗糙度的作用在激发压力释放后仍然维持裂隙面的张开。水力压裂则不同，岩体不会形成彼此滑动，因此，在注水压力下降后，裂隙面会重新闭合，这也是在石油和天然气的压裂中需要通过支撑剂来维持裂隙面张开的原因。

对于干热岩热量提取而言，剪切破坏的优点在于使岩体形成的裂隙面足够大而隙宽维持较小，流体在裂隙面中穿过时流速不会过快，这样就可以使流体从注入井到生产井流动过程中充分地与储层换热达到理想的开发温度，同时，也可以通过减少短路循环和过早形成热突破而延长储层寿命。

为了创建最佳裂隙面大小、隙宽、密度和方向的裂隙网络，在单井中的水力剪切通常需要进行多级压裂，多级激发的优点有：

1）创建更大的储层体积，大大增加储层有效的换热面积；

2）增加系统的渗透性和连通性，从而提高流体产能和降低注入压力，提高系统的综合经济性和发电性能；

3）单井流量达到可提供商业化发电的流量75 kg/s（大约1200 g/m）；

4）使裂隙网络半径达到500 m以上，大大延长储层寿命。