本书在系统介绍体积压裂理论、工艺技术、很好规储层岩石特征的基础上,应用边界元法和有限元法对裂缝起裂扩展规律及其互作用机理、人工裂缝与天然裂缝互作用以及裂缝缝网模态及其影响因素等进行模拟研究,同时使用缝网压裂模拟软件从工程角度和地质角度两方面对增加体积压裂动用体积的各影响因素进行优化分析。很后,基于作者研发的实验装置对单缝和双缝内支撑剂的输送规律进行研究。
前言
第1章 绪论 1
1.1 体积压裂简介 1
1.1.1 水力压裂技术发展历程 2
1.1.2 常规水力压裂模型及软件简介 4
1.1.3 储层改造体积概述 5
1.1.4 体积压裂概念发展 7
1.1.5 常规压裂与体积压裂区别 8
1.2 储层体积改造研究现状 11
1.2.1 物理实验研究 11
1.2.2 数值模拟研究 12
1.2.3 岩石起裂与裂缝扩展机理 14
1.2.4 主裂缝扩展及裂缝成网分析 15
1.3 油气储层体积改造地质基础 17
1.3.1 岩石脆性 17
1.3.2 天然裂缝发育特征 19
1.3.3 地应力特征 19
参考文献 19
第2章 非常规油气储层特征与室内实验 28
2.1 泥岩 28
2.1.1 泥岩储层的岩石矿物成分 29
2.1.2 泥岩储层物性 29
2.1.3 泥岩储层油气赋存与含油气性 29
2.2 页岩 30
2.2.1 页岩的岩石矿物成分 30
2.2.2 页岩物性 31
2.2.3 页岩储层的油气赋存与含油气性 32
2.3 致密砂岩 33
2.3.1 致密砂岩储层的岩石矿物成分 34
2.3.2 致密砂岩储层物性 34
2.3.3 致密砂岩储层油气赋存与含油气性 35
2.4 煤储层 37
2.4.1 煤储层的岩石矿物成分 37
2.4.2 煤储层物性 37
2.4.3 煤层气的赋存与煤层含气性 38
2.5 室内基础实验 39
2.5.1 室内测试内容概述 39
2.5.2 页岩气开发室内实验测试 41
参考文献 50
第3章 储层体积改造工艺技术 54
3.1 水平井分段压裂技术 54
3.1.1 常见水平井分段压裂技术 55
3.1.2 水平井分段压裂技术新发展 61
3.2 特殊压裂技术 63
3.2.1 控逢高技术 63
3.2.2 加砂技术 65
3.2.3 防砂技术 66
3.2.4 压裂液支撑剂相关技术 67
3.3 体积压裂技术 70
3.3.1 水平井分段体积压裂技术 71
3.3.2 水平井分段多簇体积压裂技术 71
3.3.3 重复压裂 72
3.3.4 同步压裂与拉链式压裂 73
3.4 体积压裂认识与展望 75
3.4.1 页岩体积压裂主要设计参数 75
3.4.2 体积压裂机理的几点认识与研究展望 79
3.4.3 体积压裂技术研究展望 90
3.5 压裂裂缝监测技术 93
3.5.1 微地震监测技术 93
3.5.2 测斜仪监测技术 95
3.5.3 井下电视裂缝监测技术 96
3.5.4 放射性示踪法裂缝监测技术 96
3.5.5 电磁成像裂缝监测技术 96
3.5.6 分布式声传感裂缝监测技术 97
3.5.7 裂缝监测技术对比 97
参考文献 98
第4章 压裂裂缝扩展模拟模型 103
4.1 边界元模型 103
4.1.1 基于边界元的位移不连续法 103
4.1.2 裂缝尖端附近的奇异场 109
4.1.3 裂缝尖端应力强度因子 111
4.1.4 复合型裂缝断裂及转向判据 112
4.2 有限元模型 114
4.2.1 有限元法概述 114
4.2.2 模型中的应力及等效应力 114
4.2.3 三维模型有限单元类型 116
4.2.4 二维模型有限单元 120
4.2.5 流体流动模拟 127
4.3 离散化缝网模型 130
4.3.1 模型假设 130
4.3.2 主裂缝扩展模型 132
4.3.3 次生裂缝扩展模型 135
4.3.4 离散缝网模型特征 137
4.3.5 离散化缝网扩展模型求解 140
参考文献 141
第5章