在油气生产、二氧化碳封存、地热开发及地震孕育等过程中，孔隙压力与地应力的协同演化决定了地下介质的稳定性与渗流特征。传统理论常将压力与应力视为独立变量，难以解释储层破裂、断层再激活和诱发地震等复杂现象。该论文拓展“孔隙压力–应力耦合（Pressure–Stress Coupling, PSC）”概念，揭示孔隙压力变化可重新分配应力场，而应力演化又反过来影响孔隙压力，是贯穿储层演化与地质力学过程的重要机制（图1）。
图1. 压力–应力耦合的概念模型与主要应用场景
研究系统总结了PSC的物理本质、理论演进与应用场景。PSC广泛存在于从岩心到盆地的多尺度体系中，控制裂缝的起裂、扩展与方向变化。孔压升高降低有效应力、促进断层滑动，而PSC效应又可重新分配应力、延缓破裂发生。该机制能够解释油气开采、CO2注入与地热开发中常见的微震活动、断层稳定性变化及盖层封闭性演化。研究指出，PSC已成为地质力学与能源工程的关键控制因素。其在北海Visund气田、帝汶盆地及加拿大Duvernay地区的应用验证了PSC对断层再激活与渗漏风险的预测能力；在St. Lawrence盆地CO2封存中，PSC值维持在0.5–0.65时可有效抑制断层滑动。与此同时，俯冲带与活动构造区的观测表明，周期性孔压变化可通过PSC触发慢滑与地震事件，揭示了深部构造活动的新动力学机制。
未来研究需在五方面深化。其一，建立多岩性条件下的实验定量关系；其二，完善三维原位应力监测；其三，评估PSC在深部地壳与板块界面的作用；其四，构建跨尺度统一模型；其五，将PSC嵌入多场耦合数值平台，实现从概念到预测的转变。研究成果表明，PSC是连接孔压与应力演化的基本物理规律，为理解储层稳定性、断层活动与深部流体运移提供了统一框架，也为能源开发与地质灾害防控提供了新的理论支撑。
研究成果近期发表在地学领域国际重要期刊Journal of Earth Science。论文第一作者为永利官网杨栋博士，通讯作者为永利官网徐尚教授。合作者包括永利集团郝芳教授和刘秉昌博士、胜利油田高波博士、永利集团郭蕴萱和聂靖恒硕士。
论文信息：Dong Yang, Shang Xu, Fang Hao, Bingchang Liu, Bo Gao, Yunxuan Guo and Jingheng Nie, 2025, Pressure-Stress Coupling: Connotation and Denotation. Journal of Earth Science, https://doi. org/10.1007/s12583-025-0185-6.
