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頁岩儲層四維地應力及加密井壓裂理論(精)

  • 作者:朱海燕//唐?赫//李揚|責編:劉翠娜
  • 出版社:科學
  • ISBN:9787030696083
  • 出版日期:2022/07/01
  • 裝幀:精裝
  • 頁數:229
人民幣:RMB 198 元      售價:
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內容大鋼
    我國涪陵頁岩氣田初始井距約600m,蜀南地區井距400?500m。涪陵、長寧、威遠等主要頁岩氣田近幾年的生產發現,頁岩氣井投產前三年產量下降50%以上。為了緩解頁岩氣田產能衰減、充分挖掘儲層未動用產能,需要在初期開發井網基礎上,部署加密井或老井重複壓裂,以提高資源動用率。頁岩氣開採過程中,儲層壓力快速下降,老井周圍儲層存在超過40MPa的壓降漏斗,擾動壓降區的原地應力、儲層原三維地應力隨時間不斷變化(即四維地應力),誘使加密井壓裂千擾老井。儲層四維地應力演化及加密井複雜裂縫擴展的準確預測是頁岩氣加密井壓裂優化設計的關鍵。本書介紹了作者多年來在頁岩氣藏四維動態地應力演化及加密井複雜裂縫擴展方面的研究成果,主要內容包括:複雜裂縫相交與分岔擴展模型及其數值實現;頁岩氣老井壓裂複雜裂縫交錯擴展機理;頁岩氣加密井儲層四維動態地應力模擬方法;長期開採過程中頁岩氣儲層四維地應力演化機理;頁岩氣藏加密井複雜裂縫擴展機理及參數優化。
    本書可作為研究儲層四維動態地應力演化和水力壓裂複雜裂縫擴展模擬的參考用書,也可供具備一定學科知識基礎、從事水力壓裂相關工作的技術人員和相關專業的研究生參考。

作者介紹
朱海燕//唐?赫//李揚|責編:劉翠娜
    朱海燕,男,安徽毫州人,博士(后),教授,博士生導師,四川省頁岩氣勘探開發工程實驗室主任,油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室學術骨幹。擔任國際石油工程領域TOP期刊Journal of Petroleum Science and Engineering副主編、Frontiers in Earth Science客座編輯、《天然氣工業》編委、美國岩石力學學會「ARMA Distinguished Service Award」評選委員會主席等。主要從事石油鑽采岩石力學的實驗、理論及應用研究。先後主持國家自然科學基金重大項目課題、面上項目、青年基金項目,中國博士後面上項目、特別資助項目等20余項。以第一作者或通訊作者在國內外知名期刊發表論文40余篇(其中TOP期刊10篇),授權發明專利23件(國際專利6件),出版專著2部、教材3部,獲軟體著作權5項。研究成果工業化應用1169井次以上(截至2020年12月),獲省部級科技進步獎一等獎4項、二等獎1項,以及優秀專利獎1項,為四川盆地頁岩氣、勝利油田緻密油與頁岩油等非常規油氣開發做出了貢獻。入選2018年「全國高等學校礦業石油安全工程領域優秀青年科技人才」、2019年四川省「天府萬人計劃」天府科技菁英項目、2019年美國岩石力學學會「未來領軍者計劃」(ARMA 「Future Leaders Program」)、2020年中國石油和化學工業聯合會「青年科技突出貢獻獎」、2021年四川省傑出青年科技人才、2021年第二十四屆中國科協求是傑出青年獎成果轉化獎提名獎。

目錄

前言
第1章  緒論
  1.1  研究背景及意義
  1.2  滲流-應力耦合動態演化研究現狀
    1.2.1  滲流-應力耦合動態演化
    1.2.2  非常規儲層開採動態建模方法
  1.3  裂縫性儲層複雜裂縫擴展研究現狀
    1.3.1  常規水力裂縫擴展模型
    1.3.2  複雜水力裂縫擴展模型
  1.4  加密井壓裂複雜裂縫擴展研究現狀
    1.4.1  油氣藏滲流-地質力學耦合的複雜裂縫擴展模型研究
    1.4.2  頁岩氣加密井壓裂裂縫擴展規律研究
  1.5  頁岩氣藏地應力演化及複雜裂縫擴展發展方向展望
  1.6  本書主要內容
第2章  複雜裂縫相交與分岔擴展模型及其數值實現
  2.1  頁岩多裂縫交錯擴展的FEM-DFN數值模擬方法
  2.2  複雜裂縫相交與分岔擴展的FEM-DFN模型
    2.2.1  岩石介質離散與裂縫單元嵌入
    2.2.2  水力裂縫單元擴展模型
    2.2.3  岩石基質單元變形
    2.2.4  FEM-DFN控制方程及其數值實現
    2.2.5  顯式求解演算法
  2.3  複雜裂縫擴展的FEM-DFN模型測試與驗證
    2.3.1  解析模型驗證
    2.3.2  室內水力壓裂實驗結果對比驗證
  2.4  小結
第3章  頁岩氣老井壓裂複雜裂縫交錯擴展機理
  3.1  涪陵頁岩氣儲層天然裂縫參數分析
    3.1.1  天然裂縫產狀分析
    3.1.2  裂縫形狀尺寸優選
  3.2  天然裂縫對老井壓裂裂縫擴展的影響機理
    3.2.1  基準算例數值模型
    3.2.2  天然裂縫與水力裂縫互作用機理
    3.2.3  不同地質力學及工程因素的影響機理
  3.3  頁岩氣老井壓裂複雜裂縫的擴展機理
    3.3.1  現場壓裂設計及施工基本概況
    3.3.2  基準算例數值模型
    3.3.3  單簇裂縫擴展影響因素分析及優化
    3.3.4  多簇裂縫擴展影響因素分析及優化
  3.4  小結
第4章  頁岩氣加密井儲層四維動態地應力模擬方法
  4.1  基於滲流-應力耦合的動態地應力模型
    4.1.1  有限差分滲流模型
    4.1.2  有限元地質力學模型
    4.1.3  滲流-應力耦合求解
  4.2  多場耦合四維動態地應力建模方法
  4.3  天然/水力裂縫離散網路
    4.3.1  天然裂縫識別
    4.3.2  DFN建模

    4.3.3  裂縫等效滲透率映射
  4.4  基於真實儲層特性的地質力學建模方法
    4.4.1  有限元地質力學建模流程
    4.4.2  地質力學幾何與網格模型
    4.4.3  地質力學屬性模型
    4.4.4  非均質性和各向異性表徵
    4.4.5  滲流-應力耦合與程序實現
  4.5  小結
第5章  長期開採過程中頁岩氣儲層四維地應力演化機理
  5.1  涪陵頁岩氣S1-3H加密井平台四維地應力演化規律
    5.1.1  S1-3H加密井儲層概況及地質模型
    5.1.2  複雜裂縫DFN模型
    5.1.3  S1-3H平台四維動態地應力建模
    5.1.4  地應力演化結果驗證
    5.1.5  四維動態地應力演化機理
  5.2  涪陵頁岩氣FL2平台四維地應力演化機理
    5.2.1  FL2平台儲層概況
    5.2.2  FL2平台四維動態地應力建模
    5.2.3  模型驗證
    5.2.4  結果與討論
  5.3  四維動態地應力在山西沁水盆地壽陽煤層氣排采中的應用
    5.3.1  南燕竹A2區塊儲層及布井概況
    5.3.2  A2區塊四維動態地應力建模
    5.3.31  5#煤層滲透率應力敏感性測試實驗
    5.3.4  動態地質力學演化機理
  5.4  四維動態地應力在陝西鄂爾多斯盆地緻密油注采中的應用
    5.4.1  模型建立與驗證
    5.4.2  長期注採過程中的動態地質力學演化規律
    5.4.3  現場應用與評價
  5.5  小結
第6章  頁岩氣藏加密井複雜裂縫擴展機理及參數優化
  6.1  基於四維地應力演化的加密井複雜裂縫擴展模型
    6.1.1  基於四維地應力演化的加密井複雜裂縫擴展模擬方法
    6.1.2  加密井複雜裂縫擴展理論
    6.1.3  加密井水力壓裂裂縫複雜擴展數值模擬
    6.1.4  加密井水力壓裂複雜裂縫擴展模擬的驗證
  6.2  加密井壓裂複雜裂縫擴展機理
    6.2.1  加密井壓裂複雜裂縫擴展形態
    6.2.2  地質力學參數對加密井複雜裂縫形態的影響
    6.2.3  加密井壓裂裂縫擴展的「微地震屏障效應」
  6.3  頁岩氣藏加密井壓裂施工參數優化
    6.3.1  射孔簇間距優化
    6.3.2  每簇壓裂施工液量優化
    6.3.3  施工工藝組合優化
  6.4  頁岩氣藏加密井壓裂時機優化
    6.4.1  頁岩加密井壓裂時機優化模擬方法
    6.4.2  不同時機加密井複雜裂縫形態
    6.4.3  不同壓裂時機加密井壓后產能對比
  6.5  小結
第7章  結論

參考文獻

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