綠色低碳經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略需要更清潔的能源，非常規(guī)天然氣開采是很好的替代選擇。中國經(jīng)濟多年的高速發(fā)展主要靠化石能源驅動，這大幅增大了環(huán)境壓力，也促進了天然氣資源需求量大幅增加。目前天然氣資源的開發(fā)和利用受到□□□□的關注，尤其是頁巖氣，其具有分布范圍廣、資源量大、穩(wěn)產(chǎn)周期長等特點，成為世界天然氣能源開采的熱點。我國頁巖氣資源儲量和可開采量居世界前列，但是頁巖氣藏儲層條件復雜、惡劣，導致頁巖氣采收率低和抽采壽命短，因此迫切需要體積壓裂改造。體積壓裂改造能提高頁巖氣藏采收率和延長抽采壽命，但改造后產(chǎn)能預測仍是世界難題。頁巖儲層水力壓裂改造可產(chǎn)生大范圍的復雜縫網(wǎng)，但基質孔隙中氣體仍難以采出，儲層熱處理可促使基質內(nèi)次生裂隙發(fā)育，形成多尺度氣-水滲流通道，增強氣體熱解吸與傳輸能力，提高頁巖氣開采壽命內(nèi)產(chǎn)能。因此，儲層熱處理增產(chǎn)是一個多物理場和多相耦合作用的過程，具有重要的科學意義和工程意義。
　　本書系統(tǒng)地總結了高低溫作用下頁巖礦物組分與孔裂隙結構特征及氣水滲流規(guī)律，綜合運用試驗測試、理論分析與數(shù)值模擬等科學方法，深入進行了非均質頁巖儲層體破裂增透過程的熱-氣-液-固耦合理論及產(chǎn)能模型研究。首先，從裂隙和基質的不同□形規(guī)律入手，將巖儲層分為“軟”的部分（裂隙）和“硬”的部分（基質），并基于自然應□和工程應□的胡克定律，提出了一種考慮裂隙巖體不均勻□形和熱破裂過程的三參數(shù)滲透率演化模型，根據(jù)礦物組分與孔裂隙結構特征隨溫度□化規(guī)律，分析了多種試驗數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律并分類，從本質上揭示了溫度影響下滲透率演化的微觀機理。其次，考慮頁巖氣在水中的溶解度，建立了一種新型的頁巖氣-水兩相滲流模型，并在未忽略兩相流耦合模型非線性項的基礎上求得了氣水壓力與產(chǎn)量的迭代解析解；再次，分析溫度影響與滲流路徑迂曲性，建立了頁巖分數(shù)階熱傳導與分數(shù)階熱-氣-水流動耦合模型，并應用分數(shù)階行波法與□分迭代法得到流體溫度和氣水產(chǎn)量的解析解。最后，通過構建頁巖氣開采的熱-氣-液-固多物理場耦合數(shù)值模型，研究了非均質頁巖儲層應力場、溫度場與滲流場之間耦合作用機制，分析了注熱溫度對儲層熱處理過程中氣體產(chǎn)量的影響，評估了儲層熱處理對于頁巖氣增產(chǎn)和延長開采周期的有效性。研究發(fā)現(xiàn)：巖石中“軟”的部分對滲透率演化具有重要意義，“軟”的部分體積比例越高，溫度□化過程中滲透率演化越劇烈。頁巖氣溶解度取值越大，對頁巖氣產(chǎn)能預測影響越大，頁巖氣生產(chǎn)速率下降越快，在生產(chǎn)后期產(chǎn)氣速率更低。而分數(shù)階維數(shù)取值越高，氣體產(chǎn)量下降越快，生產(chǎn)后期的產(chǎn)氣速率越低。相比于常規(guī)開采，儲層熱處理改□了頁巖溫度分布，進而對頁巖儲層與頁巖氣-水兩相滲流產(chǎn)生熱刺激，導致毛細壓力升高與游離氣含量增加，在生產(chǎn)周期的前半段可顯著提高頁巖氣產(chǎn)量。
　　在撰寫本書過程中得到了許多專家的大力支持，在此一并感謝。本書參考和引用了大量文獻資料，在此向這些文獻的作者致以謝意。