目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 頁巖氣開發(fā)現(xiàn)狀 1
1.2 頁巖儲層結(jié)構(gòu)特征 1
1.2.1 頁巖微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀 1
1.2.2 頁巖多尺度裂縫研究現(xiàn)狀 4
1.3 頁巖儲層結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征表征方法 7
1.4 頁巖儲層地應(yīng)力測試及建模方法 8
1.5 頁巖儲層水力壓裂力學(xué)機(jī)理 9
1.6 頁巖儲層水力壓裂對地應(yīng)力的擾動規(guī)律 10
第2章 頁巖儲層巖石物理特征 12
2.1 頁巖儲層巖石特征測試 12
2.2 頁巖礦物含量測試分析 13
2.2.1 全巖礦物含量測試數(shù)據(jù) 13
2.2.2 頁巖礦物含量分布 16
2.2.3 黏土礦物組成 17
2.2.4 碳酸鹽巖的礦物組成 19
2.2.5 頁巖礦物脆性指數(shù) 19
2.3 TOC含量測試分析 20
2.3.1 TOC含量測試數(shù)據(jù) 20
2.3.2 TOC含量分布 21
2.3.3 TOC含量與礦物含量的關(guān)系 21
2.4 頁巖巖石力學(xué)特性測試分析 22
2.4.1 頁巖巖石力學(xué)參數(shù)測試 23
2.4.2 巖石力學(xué)性質(zhì)與脆性指數(shù)的關(guān)系 23
2.5 頁巖孔滲性測試分析 24
2.5.1 孔隙度測試分析 24
2.5.2 滲透率測試分析 27
第3章 頁巖儲層結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征 29
3.1 頁巖微觀結(jié)構(gòu)特征 29
3.1.1 頁巖孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育特征 29
3.1.2 頁巖微裂縫發(fā)育特征 33
3.2 頁巖宏觀結(jié)構(gòu)特征 35
3.2.1 頁巖宏觀裂縫分類 35
3.2.2 頁巖露頭裂縫發(fā)育特征 40
3.2.3 頁巖巖心裂縫發(fā)育特征 47
第4章 頁巖儲層結(jié)構(gòu)面表征方法 55
4.1 頁巖微觀孔隙結(jié)構(gòu)表征方法 55
4.1.1 基于流體注入實(shí)驗(yàn)的頁巖孔隙結(jié)構(gòu)表征方法 55
4.1.2 基于SEM圖像觀測的頁巖孔隙結(jié)構(gòu)表征方法 67
4.2 頁巖微裂縫表征方法 74
4.2.1 頁巖微裂縫定量化表征指標(biāo) 74
4.2.2 頁巖微裂縫發(fā)育影響因素分析 75
4.2.3 頁巖微裂縫發(fā)育程度預(yù)測方法 77
4.2.4 頁巖微裂縫發(fā)育程度預(yù)測 78
4.2.5 微裂縫對頁巖儲層孔滲性的影響 80
4.3 頁巖宏觀裂縫網(wǎng)絡(luò)表征方法 81
4.3.1 裂縫網(wǎng)絡(luò)表征參數(shù)體系模型 81
4.3.2 體系參數(shù)計算模型 82
4.3.3 體系參數(shù)計算模型驗(yàn)證 89
4.3.4 應(yīng)用實(shí)例 92
第5章 頁巖儲層裂縫系統(tǒng)連通性描述與評價方法 95
5.1 基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的巖石裂縫網(wǎng)絡(luò)連通性表征方法 95
5.1.1 裂縫網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的重要性 95
5.1.2 頁巖裂縫網(wǎng)絡(luò)分形模型 96
5.1.3 頁巖裂縫網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模型 98
5.1.4 頁巖裂縫網(wǎng)絡(luò)數(shù)值模型 101
5.1.5 頁巖裂縫網(wǎng)絡(luò)連通性影響因素定性分析 102
5.2 頁巖裂縫網(wǎng)絡(luò)連通性與滲透性影響因素數(shù)值模擬研究 110
5.2.1 頁巖裂縫網(wǎng)絡(luò)模型建立 110
5.2.2 頁巖裂縫網(wǎng)絡(luò)連通性影響因素定量分析 112
5.2.3 頁巖裂縫網(wǎng)絡(luò)滲透性影響因素分析 116
5.2.4 頁巖裂縫網(wǎng)絡(luò)連通性與滲透性的預(yù)測與驗(yàn)證 119
5.3 基于巖心裂縫連通性的頁巖儲層裂縫網(wǎng)絡(luò)評價方法 121
5.3.1 頁巖裂縫網(wǎng)絡(luò)分類 121
5.3.2 連通簇的度量 121
5.3.3 基于巖心裂縫信息的巖體裂縫網(wǎng)絡(luò)連通指數(shù)估算模型 123
5.3.4 巖體裂縫連通性影響因素分析 129
5.3.5 表征實(shí)例 131
第6章 地應(yīng)力及測試方法 133
6.1 地應(yīng)力的主要成因 133
6.2 原地應(yīng)力應(yīng)力狀態(tài)及應(yīng)力張量 134
6.2.1 原地應(yīng)力的基本構(gòu)成 134
6.2.2 地下巖石某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力張量 136
6.3 地應(yīng)力巖心測量方法 138
6.3.1 巖心定向技術(shù) 138
6.3.2 聲發(fā)射實(shí)驗(yàn) 139
6.3.3 差應(yīng)變分析實(shí)驗(yàn) 141
6.4 地應(yīng)力礦場水力壓裂試驗(yàn)方法 144
6.4.1 基本的假設(shè)條件 144
6.4.2 水力壓裂試驗(yàn)曲線中的有關(guān)概念 145
6.4.3 水力壓裂試驗(yàn)原理 145
6.5 地應(yīng)力模式 148
6.5.1 地應(yīng)力計算模式 148
6.5.2 地應(yīng)力計算模式中參數(shù)的確定 152
第7章 地應(yīng)力場區(qū)域建模 155
7.1 地應(yīng)力反演力學(xué)-數(shù)學(xué)模型 155
7.1.1 應(yīng)力場-滲流場耦合模型 155
7.1.2 地應(yīng)力反演三維約束模型 161
7.2 地應(yīng)力場反演數(shù)值模擬方法 161
7.2.1 地應(yīng)力場模擬方法 161
7.2.2 有限元法基本原理 162
7.2.3 初始地應(yīng)力場回歸分析過程 163
第8章 頁巖儲層水力壓裂力學(xué)機(jī)理 164
8.1 裂紋近場力學(xué)機(jī)理 164
8.1.1 應(yīng)力場的復(fù)變函數(shù)研究方法 164
8.1.2 應(yīng)力強(qiáng)度因子的復(fù)函數(shù)解法 171
8.1.3 裂紋擴(kuò)展判據(jù) 173
8.2 天然裂縫與人工裂縫相互作用機(jī)理研究 176
8.2.1 天然裂縫對裂縫起裂方式的影響 176
8.2.2 天然裂縫對人工裂縫延伸趨勢的影響 180
8.2.3 天然裂縫對人工裂縫幾何形態(tài)的影響 188
8.3 頁巖氣藏水平井多級壓裂裂縫擴(kuò)展模型研究 194
8.3.1 水力壓裂裂縫擴(kuò)展模型 194
8.3.2 多級壓裂儲層體積改造程度的預(yù)測 197
8.3.3 模型的影響因素分析 198
8.3.4 現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例分析 200
第9章 頁巖儲層地應(yīng)力場擾動規(guī)律 202
9.1 誘導(dǎo)應(yīng)力計算模型 202
9.1.1 井筒誘導(dǎo)應(yīng)力 202
9.1.2 壓裂裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力 203
9.1.3 復(fù)合應(yīng)力場 204
9.2 水平井壓裂裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力主控因素和影響規(guī)律 205
9.2.1 單條裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力場 205
9.2.2 裂縫凈壓力對局部應(yīng)力場的影響 206
9.2.3 裂縫維度參數(shù)對局部應(yīng)力場的影響 209
9.3 天然裂縫與人工裂縫的協(xié)同擾動研究 216
9.3.1 天然裂縫的隨機(jī)數(shù)學(xué)描述 216
9.3.2 天然裂縫的隨機(jī)數(shù)值模擬 218
9.3.3 隨機(jī)天然裂縫對應(yīng)力場的擾動影響 221
9.3.4 天然裂縫與人工裂縫的協(xié)同擾動規(guī)律 225
參考文獻(xiàn) 228