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讀者對象:油氣田開發(fā)工程領域技術人員以及大專院校師生
本書從頁巖的孔隙結構特征及頁巖氣的儲存機理出發(fā)，從不同尺度分別對頁巖氣的產出機理進行了物理描述及數(shù)學表征。針對頁巖氣的復雜儲存及多尺度流動機理，建立了壓裂井穩(wěn)定產能模型和非穩(wěn)態(tài)滲流模型；然后建立了適用于頁巖氣藏中連續(xù)流、滑脫流、過渡流和自由分子流等不同流態(tài)多尺度綜合滲流方程，在考慮氣體解吸、多重流動機制以及壓裂水平井生產的基礎上，建立了頁巖氣藏多級壓裂水平井氣-水兩相數(shù)值模型，探討了Knudsen擴散和滑脫效應、等溫吸附參數(shù)、氣-水兩相流動以及壓裂增產措施對壓裂水平井產量的影響。本書闡明了頁巖氣藏壓裂井流動規(guī)律。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 頁巖氣開發(fā)利用現(xiàn)狀 1
1.2 國內外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 頁巖氣儲存及運移機理研究現(xiàn)狀 2
1.2.2 頁巖氣井穩(wěn)態(tài)產能研究現(xiàn)狀 5
1.2.3 頁巖氣井非穩(wěn)態(tài)產能研究現(xiàn)狀 5
1.2.4 頁巖氣數(shù)值模擬研究進展 8
1.3 章節(jié)內容安排 9
參考文獻 10
第2章 頁巖氣藏儲層特征及儲集特征 15
2.1 頁巖氣藏的儲層特征 15
2.1.1 礦物組成特征 16
2.1.2 地球化學特征 16
2.1.3 頁巖儲層物性特征 17
2.2 頁巖氣藏儲層孔隙結構特征 18
2.2.1 納米級孔隙 19
2.2.2 微米級孔隙 21
2.2.3 微裂縫 22
2.3 頁巖氣藏氣體儲存機理 22
2.3.1 游離態(tài)頁巖氣 23
2.3.2 吸附態(tài)頁巖氣 23
2.3.3 溶解態(tài)頁巖氣 23
2.4 本章小結 24
參考文獻 25
第3章 頁巖氣多尺度運移及產出機理 27
3.1 頁巖氣藏中氣體的流動形態(tài) 27
3.2 頁巖中的氣體流動 29
3.2.1 頁巖氣吸附-解吸 29
3.2.2 納米級孔隙中的氣體流動 32
3.2.3 微米級孔隙及裂縫中的氣體流動 38
3.2.4 氣體在頁巖中的綜合流動機理 39
3.3 人工裂縫對氣體流動的影響 41
3.4 頁巖氣多尺度產出機理 42
3.5 本章小結 43
參考文獻 44
第4章 頁巖氣藏壓裂井穩(wěn)態(tài)產能模型 45
4.1 頁巖中的多尺度非達西滲流模型 45
4.2 考慮多尺度流動的壓裂井的穩(wěn)態(tài)產能模型 48
4.2.1 壓裂直井產能模型 49
4.2.2 壓裂水平井產能模型 52
4.3 考慮多尺度流動的壓裂井產能分析 53
4.4 頁巖氣壓裂井的產能影響因素分析 55
4.4.1 壓裂直井產能影響因素 56
4.4.2 壓裂水平井產能影響因素 58
4.5 本章小結 61
參考文獻 61
第5章 頁巖氣藏壓裂井單相氣體非穩(wěn)態(tài)滲流模型 63
5.1 點源函數(shù)方法 63
5.1.1 Laplace空間中的點源解 63
5.1.2 不同側向邊界及頂?shù)走吔缦曼c源的解 67
5.2 頁巖氣藏雙重孔隙介質理論模型 70
5.2.1 物理建模 70
5.2.2 數(shù)學建模 71
5.2.3 數(shù)學模型的求解 76
5.2.4 典型曲線及流動階段劃分 81
5.2.5 影響因素分析 85
5.3 頁巖氣藏三重孔隙介質理論模型 96
5.3.1 模型理論基礎 96
5.3.2 物理建模 97
5.3.3 數(shù)學建模 99
5.3.4 典型曲線及流動階段劃分 103
5.3.5 與雙重孔隙介質模型的對比 105
5.4 本章小結 107
參考文獻 108
第6章 頁巖氣藏多級壓裂水平井氣-水兩相數(shù)值模型 111
6.1 頁巖中的多尺度非達西滲流模型 111
6.2 頁巖氣輸運的數(shù)學模型 112
6.2.1 模型的基本假設 112
6.2.2 質量守恒方程 113
6.2.3 輔助方程 116
6.2.4 定解條件 116
6.3 頁巖氣輸運的數(shù)值模型 117
6.3.1 模型的可解性分析 117
6.3.2 模型的求解方法 117
6.3.3 井的處理方法 122
6.4 頁巖氣輸運的計算機模型 123
6.5 頁巖氣藏壓裂水平井開采模型驗證 124
6.5.1 與商業(yè)軟件對比 124
6.5.2 與其他模型對比 125
6.5.3 現(xiàn)場數(shù)據(jù)驗證 127
6.5.4 模型的穩(wěn)定性研究 127
6.6 頁巖氣藏多級壓裂水平井生產動態(tài)分析 129
6.7 頁巖氣壓裂水平井的產量影響因素分析 131
6.7.1 Knudsen擴散和滑脫效應對產量的影響 131
6.7.2 氣體解吸對產量的影響 136
6.7.3 初始含水飽和度對產量的影響 137
6.7.4 多級壓裂水平井主要因素對產量的影響 137
6.7.5 體積壓裂參數(shù)對產量的影響 140
6.8 本章小結 143
參考文獻 144
第7章 頁巖氣藏體積壓裂與微地震監(jiān)測 145
7.1 頁巖氣藏體積壓裂概念 145
7.1.1 體積壓裂的概念與內涵 145
7.1.2 體積壓裂適用地層條件 146
7.2 頁巖氣藏體積壓裂縫網模型 147
7.2.1 離散化縫網模型 147
7.2.2 線網模型 148
7.2.3 分段體積壓裂射孔簇數(shù)與加砂規(guī)模優(yōu)化 149
7.3 頁巖氣藏體積壓裂模擬軟件介紹 150
7.3.1 FracproPT軟件簡介 150
7.3.2 Meyer軟件簡介 151
7.4 微地震監(jiān)測技術 153
7.4.1 微地震檢測的概念 153
7.4.2 地面微地震監(jiān)測實例 154
參考文獻 155
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