目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 頁巖氣無水壓裂開發(fā)的背景及意義 1
1.2 頁巖氣開發(fā)的主要無水壓裂技術方式 2
1.2.1 二氧化碳壓裂技術 2
1.2.2 氮氣壓裂技術 3
1.2.3 泡沫壓裂技術 3
1.2.4 丙烷/LPG壓裂技術 4
1.2.5 高能氣體壓裂技術 4
1.3 頁巖氣高能氣體壓裂技術可行性分析 4
1.4 頁巖氣儲層基本特征及對壓裂改造的影響 6
1.4.1 頁巖氣儲層基本特征 6
1.4.2 頁巖氣儲層特征對儲層改造的影響 9
第2章 高能氣體壓裂可壓性評價方法 14
2.1 基于礦物組分含量和細觀力學的頁巖脆性破壞分析 14
2.1.1 破壞問題的研究尺度 14
2.1.2 建立數(shù)值模型的基本方法 15
2.1.3 數(shù)值試驗 16
2.1.4 試驗結果與分析 21
2.1.5 頁巖脆性破壞分析 27
2.2 頁巖巖石力學參數(shù)對高能氣體壓裂效果的影響 28
2.2.1 水平井高能氣體壓裂模擬 28
2.2.2 巖石力學參數(shù)對壓裂效果的影響及分析 32
2.3 頁巖儲層高能氣體壓裂可壓性評價方法的建立及應用 35
2.3.1 可壓性評價參數(shù)優(yōu)選 35
2.3.2 可壓性評價模型的建立 37
2.3.3 可壓性評價方法應用 44
第3章 高能氣體壓裂裂縫起裂與擴展規(guī)律 47
3.1 高能氣體壓裂裂縫擴展模型 47
3.1.1 液體火藥燃燒規(guī)律 47
3.1.2 壓裂裂縫擴展模型 48
3.2 頁巖氣儲層水平井高能氣體壓裂裂縫起裂規(guī)律 53
3.2.1 水平井筒與孔眼應力分布 53
3.2.2 裂縫起裂判據及破裂壓力計算 55
3.2.3 裂縫起裂的動態(tài)有限元分析 57
3.2.4 實例計算 60
3.2.5 影響裂縫起裂與擴展參數(shù)分析 64
3.3 頁巖儲層水平井高能氣體壓裂裂縫擴展規(guī)律 73
3.3.1 高能氣體驅動裂縫擴展的流固耦合分析 73
3.3.2 高能氣體壓裂壓力加載過程 77
3.3.3 求解結果分析 77
第4章 高能氣體壓裂裂縫滲流規(guī)律 87
4.1 頁巖氣藏氣體流動特點 87
4.1.1 Knudsen方程 87
4.1.2 不同流動形式數(shù)學模型 88
4.2 頁巖氣藏基質滲流規(guī)律 89
4.2.1 氣體吸附厚度計算 89
4.2.2 流動區(qū)域劃分方法 91
4.2.3 氣體質量通量計算方法 91
4.2.4 表觀滲透率計算方法 92
4.3 水平井高能氣體壓裂裂縫網絡滲流模型 95
4.3.1 水平井高能氣體壓裂裂縫滲流物理模型 95
4.3.2 雙孔雙滲數(shù)學模型建立 96
4.3.3 離散裂縫網絡模型建立 102
4.4 模型求解及參數(shù)分析 104
4.4.1 基本參數(shù)整理 105
4.4.2 吸附厚度計算及流動區(qū)域劃分 110
4.4.3 表觀滲透率計算及分析 114
4.4.4 雙孔雙滲模型求解 116
4.4.5 離散裂縫模型求解 119
4.4.6 模型求解結果對比分析 123
4.4.7 影響因素分析 124
第5章 高能氣體壓裂液體火藥配方及優(yōu)化設計 137
5.1 液體火藥作用機理 137
5.2 液體火藥配方性能參數(shù)設計 137
5.2.1 液體火藥配方組成 137
5.2.2 氧化劑和燃燒劑的選擇 138
5.3 液體火藥配方組分配比理論分析 141
5.3.1 液體火藥能量參數(shù) 141
5.3.2 液體火藥能量參數(shù)計算依據 142
5.3.3 液體火藥能量參數(shù)計算方法 143
5.3.4 基于非氧平衡狀態(tài)的液體火藥能量示性數(shù)計算 143
5.3.5 基于零氧平衡狀態(tài)的液體火藥能量示性數(shù)計算 152
5.3.6 液體火藥理論配方配比 155
5.4 液體火藥能量參數(shù)實驗 156
5.4.1 液體火藥的配制 156
5.4.2 液體火藥燃燒P-t測試實驗 159
5.4.3 液體火藥爆熱彈實驗 165
5.5 大尺寸室外模擬實驗 167
5.5.1 實驗原理及設施 167
5.5.2 實驗準備 167
5.5.3 實驗步驟 170
5.5.4 實驗結果及分析 170
5.6 液體火藥優(yōu)化設計 172
5.6.1 液體火藥使用溫度優(yōu)化 172
5.6.2 液體火藥點火性能優(yōu)化 173
5.6.3 液體火藥安全性能參數(shù)分析 174
參考文獻 175