《頁岩氣水平井分段多簇壓裂返排最佳化理論與技術》是一本2021年出版的圖書，由科學出版社出版
基本介紹
- 書名：頁岩氣水平井分段多簇壓裂返排最佳化理論與技術
- 作者：曾凡輝
- 類別：工業技術
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2021年
- 開本：16 開
- 裝幀：精裝
- ISBN：9787030670441
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書在廣泛調研國內外頁岩水平井壓裂及返排相關理論與技術的基礎上，結合四川盆地頁岩儲層的特殊性，對頁岩水平井多簇射孔競爭起裂及擴展、壓裂液與頁岩作用機制、壓裂液自吸及返排規律、體積壓裂水平井滲流機理、支撐劑回流規律和返排制度控制最佳化等方面的理論和技術**進展進行全面、系統的闡述。本書對清晰地認識頁岩儲層壓裂技術關鍵，把握頁岩壓裂的來龍去脈，展望未來發展趨勢具有重要指導意義。
圖書目錄
序 i
前言 iii
第1章 緒論 1
1.1 頁岩氣概念及聚集機理 1
1.1.1 頁岩 1
1.1.2 頁岩氣 3
1.1.3 頁岩氣聚集機理 4
1.2 世界頁岩氣勘探開發歷程 5
1.2.1 美國 6
1.2.2 加拿大 6
1.2.3 中國 7
1.2.4 其他地區 8
1.3 中國頁岩氣及頁岩氣藏特徵 9
1.3.1 頁岩氣特徵 9
1.3.2 頁岩氣藏特徵 10
1.3.3 四川盆地頁岩氣藏地質特徵 14
1.4 頁岩壓裂技術發展歷程 41
1.4.1 國外頁岩壓裂技術發展歷程 41
1.4.2 我國頁岩壓裂技術發展歷程 42
1.5 頁岩氣水平井體積壓裂機理及返排研究現狀 46
1.5.1 頁岩氣水平井多簇競爭起裂與縫網擴展 46
1.5.2 頁岩壓裂液水化作用機理 49
1.5.3 頁岩儲層壓裂液自吸—返排機理 50
1.5.4 頁岩儲層動態表觀滲透率研究 51
1.5.5 頁岩氣水平井體積壓裂滲流規律研究 54
1.5.6 頁岩氣水平井體積壓裂返排制度最佳化 57
參考文獻 60
第2章 頁岩力學特徵及多簇競爭起裂研究 66
2.1 頁岩微觀結構及岩石力學特徵 66
2.1.1 頁岩微觀損傷及岩石力學實驗 66
2.1.2 岩心礦物組成及分析 69
2.1.3 頁岩微觀損傷機理 74
2.1.4 頁岩試樣孔滲變化規律 77
2.1.5 頁岩力學特徵及破壞模式 80
2.2 頁岩氣水平井多簇裂縫競爭起裂研究 84
2.2.1 頁岩氣水平井滲流-應力耦合起裂模型 85
2.2.2 頁岩氣水平井分段多簇裂縫競爭起裂研究 113
2.2.3 裂縫擴展準則 125
2.2.4 模型求解方法 126
2.2.5 模型驗證 127
參考文獻 131
第3章 頁岩氣水平井多簇射孔競爭起裂與擴展套用 133
3.1 多簇射孔競爭起裂與均衡擴展研究套用 133
3.1.1 多簇射孔競爭起裂主控因素及機制 134
3.1.2 頁岩氣水平井多簇射孔壓裂均衡擴展調控 153
3.2 頁岩氣水平井改進交替壓裂縫網調控套用 157
3.2.1 改進交替壓裂提高縫網複雜程度 157
3.2.2 頁岩氣水平井改進交替壓裂套用實例 161
參考文獻 174
第4章 壓裂液與頁岩作用機理 176
4.1 頁岩黏土礦物水化機理研究 176
4.1.1 伊利石/蒙脫石體積膨脹特徵 177
4.1.2 伊利石/蒙脫石膨脹應力特徵 178
4.1.3 伊利石/蒙脫石表面吸附水狀態 181
4.1.4 實驗小結 182
4.2 頁岩水化前後微觀表征 183
4.2.1 電鏡掃描實驗研究 183
4.2.2 孔隙結構壓汞實驗研究 188
4.2.3 氮氣吸附實驗研究 194
4.2.4 實驗結果 194
4.2.5 實驗小結 200
4.3 頁岩水化微觀機理研究 201
4.3.1 微觀結構對黏土礦物水化特徵的影響 201
4.3.2 黏土水化對頁岩微觀結構影響機理 205
4.3.3 實驗小結 209
4.4 壓裂液與頁岩作用後性質演化特徵 210
4.4.1 頁岩潤濕性變化特徵 210
4.4.2 壓裂液礦化度特徵變化 216
4.4.3 壓裂液表面張力特徵 222
參考文獻 224
第5章 頁岩儲層自吸及返排規律研究 226
5.1 頁岩儲層強制自吸-返排模型 226
5.1.1 毛細管水相流動方程 226
5.1.2 頁岩毛細管自吸-返排模型 232
5.1.3 頁岩儲層自吸影響因素 233
5.1.4 頁岩儲層返排影響因素 236
5.2 頁岩儲層返排液表觀滲透率模型 238
5.2.1 分形基本理論 239
5.2.2 頁岩儲層返排流量方程 241
5.2.3 返排液表觀滲透率模型 242
5.2.4 滲透率液相影響因素分析 246
5.3 頁岩儲層返排氣水兩相滲透率模型 248
5.3.1 氣水兩相滲透率模型 248
5.3.2 模型可靠性驗證 255
5.3.3 影響因素分析 257
參考文獻 261
第6章 頁岩儲層動態表觀滲透率研究 264
6.1 頁岩氣多尺度運移機理 264
6.1.1 頁岩氣賦存特徵 264
6.1.2 頁岩氣多重運移機制 265
6.2 頁岩納米孔表觀滲透率模型 274
6.2.1 有機質表觀滲透率模型 275
6.2.2 無機質表觀滲透率模型 275
6.2.3 頁岩毛細管孔徑修正 276
6.2.4 模型驗證及影響因素分析 280
6.3 頁岩基質表觀滲透率模型 286
6.3.1 表觀滲透率模型 286
6.3.2 模型驗證 287
6.3.3 影響因素分析 292
6.4 頁岩複雜縫網表觀滲透率模型 298
6.4.1 複雜縫網裂縫基本參數獲取 298
6.4.2 單裂縫應力敏感滲透率計算模型 301
6.4.3 頁岩複雜縫網表觀滲透率模型 306
6.4.4 模型驗證及影響因素分析 308
參考文獻 321
第7章 頁岩氣水平井體積壓裂滲流規律研究 324
7.1 壓裂水平井物理模型 324
7.2 封閉箱型氣藏點源函式 325
7.2.1 無限大地層點源函式 325
7.2.2 無限大地層線源函式 326
7.2.3 封閉邊界線源函式 327
7.2.4 封閉邊界箱形氣藏點源函式 329
7.3 頁岩氣藏基質滲流模型 329
7.4 頁岩氣藏縫網流動模型 332
7.4.1 氣相流動模型 333
7.4.2 水相流動模型 335
7.4.3 輔助方程 336
7.5 頁岩氣藏壓裂水平井非穩態滲流模型 336
7.5.1 瞬態滲流模型 336
7.5.2 非穩態滲流模型 339
7.5.3 模型求解 342
7.6 模型驗證與套用 346
7.6.1 模型對比與驗證 346
7.6.2 模型套用 348
參考文獻 364
第8章 頁岩氣壓裂水平井支撐劑回流規律研究 365
8.1 支撐劑回流及控制機理 365
8.1.1 支撐劑回流機理 365
8.1.2 支撐劑回流的危害 365
8.1.3 纖維穩砂控制機理 366
8.2 壓裂井支撐劑回流力學分析 366
8.2.1 基本假設 366
8.2.2 支撐劑回流力學模型分析 367
8.2.3 壓裂井射孔孔眼處支撐劑拱破壞準則 375
8.3 頁岩氣返排裂縫中流體高速流動模型 377
8.3.1 裂縫中流體流動方程 377
8.3.2 支撐劑回流臨界流速計算模型 380
8.3.3 支撐劑回流臨界產量計算模型 381
8.4 壓裂井支撐劑回流影響因素分析 381
8.4.1 基本參數 381
8.4.2 模型驗證 382
8.4.3 影響因素分析 385
8.5 本章小結 389
參考文獻 389
第9章 頁岩氣水平井體積壓裂返排制度最佳化 390
9.1 頁岩氣井氣液兩相流井筒壓降模型 390
9.1.1 水平段壓降計算模型 390
9.1.2 斜段壓降計算模型 405
9.1.3 垂直段壓降計算模型 412
9.1.4 水平井返排井筒積液判斷模型 419
9.1.5 攜液臨界流量計算模型 419
9.1.6 實例分析 421
9.2 頁岩氣水平井體積壓裂返排制度最佳化軟體 424
9.2.1 井口油嘴節流模型 424
9.2.2 返排制度實時調整最佳化軟體 427
9.3 頁岩氣水平井體積壓裂返排制度實例 429
9.3.1 寧H5-5井返排制度最佳化設計 430
9.3.2 威204H12-1井返排制度最佳化設計 435
參考文獻 446
