岩石热开裂可显著增加裂缝长度和密度,使岩石内部形成发育良好的裂缝网络,从而增大岩石渗透率,改善储层岩石渗流特性。本文对干燥和流体饱和岩石分别进行了室内高温加热实验,研究岩石经过高温热处理后其物理性质(渗透率、孔隙度)的变化规律;借助SEM电镜扫描、X射线衍射、声发射监测等测试手段对热开裂岩石的微观结构特征、矿物成分变化和声发射演化规律进行了研究。实验结果表明,岩石渗透率和孔隙度随热处理温度的升高而呈现逐渐增加趋势。岩石整体加热的热开裂效果要好于端部加热,且加热速率越大、热加载时间越长,岩石渗透率增加的倍数越大;经过相同高温处理后,饱和流体岩石的增渗效果要好于干燥岩石,其中饱和KCl溶液的岩石增渗幅度最大;此外,相比于自然冷却而言,急剧冷却(冷水冷却)因产生较大的热应力梯度而使其增渗效果更加显著。岩石高温热处理前后的矿物成分分析表明,高温使部分矿物发生分解,化学溶剂与某些矿物成分发生化学反应,造成矿物晶体结构的破坏,有助于改善岩石渗流特性;岩石经过高温热处理后,其内部裂缝数量和密度都明显增加,小裂纹相互连接、贯通,形成发育良好的裂缝网络,显著地提高了岩石渗透率;声发射监测结果表明,不同加热温度下均存在一定的岩石热开裂事件,加热速率越大,声发射信号越密集,岩石热开裂效果越明显。在上述实验研究基础上,从热弹性理论和断裂理论出发,建立流体饱和岩石在高温热作用下的渗透率变化模型并开展了参数敏感性研究,热应力梯度、流体压力梯度、热膨胀系数、岩石初始渗透率和岩石应力强度是影响岩石热开裂效果的主要因素。最后,结合实验数据和渗透率数学模型预测数据,建立了岩石热力增渗技术界限图版,为实际工程应用提供参考。