目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 頁巖氣無水壓裂開發(fā)的背景及意義 1
1.2 頁巖氣開發(fā)的主要無水壓裂技術(shù)方式 2
1.2.1 二氧化碳?jí)毫鸭夹g(shù) 2
1.2.2 氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù) 3
1.2.3 泡沫壓裂技術(shù) 3
1.2.4 丙烷/LPG壓裂技術(shù) 4
1.2.5 高能氣體壓裂技術(shù) 4
1.3 頁巖氣高能氣體壓裂技術(shù)可行性分析 4
1.4 頁巖氣儲(chǔ)層基本特征及對(duì)壓裂改造的影響 6
1.4.1 頁巖氣儲(chǔ)層基本特征 6
1.4.2 頁巖氣儲(chǔ)層特征對(duì)儲(chǔ)層改造的影響 9
第2章 高能氣體壓裂可壓性評(píng)價(jià)方法 14
2.1 基于礦物組分含量和細(xì)觀力學(xué)的頁巖脆性破壞分析 14
2.1.1 破壞問題的研究尺度 14
2.1.2 建立數(shù)值模型的基本方法 15
2.1.3 數(shù)值試驗(yàn) 16
2.1.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析 21
2.1.5 頁巖脆性破壞分析 27
2.2 頁巖巖石力學(xué)參數(shù)對(duì)高能氣體壓裂效果的影響 28
2.2.1 水平井高能氣體壓裂模擬 28
2.2.2 巖石力學(xué)參數(shù)對(duì)壓裂效果的影響及分析 32
2.3 頁巖儲(chǔ)層高能氣體壓裂可壓性評(píng)價(jià)方法的建立及應(yīng)用 35
2.3.1 可壓性評(píng)價(jià)參數(shù)優(yōu)選 35
2.3.2 可壓性評(píng)價(jià)模型的建立 37
2.3.3 可壓性評(píng)價(jià)方法應(yīng)用 44
第3章 高能氣體壓裂裂縫起裂與擴(kuò)展規(guī)律 47
3.1 高能氣體壓裂裂縫擴(kuò)展模型 47
3.1.1 液體火藥燃燒規(guī)律 47
3.1.2 壓裂裂縫擴(kuò)展模型 48
3.2 頁巖氣儲(chǔ)層水平井高能氣體壓裂裂縫起裂規(guī)律 53
3.2.1 水平井筒與孔眼應(yīng)力分布 53
3.2.2 裂縫起裂判據(jù)及破裂壓力計(jì)算 55
3.2.3 裂縫起裂的動(dòng)態(tài)有限元分析 57
3.2.4 實(shí)例計(jì)算 60
3.2.5 影響裂縫起裂與擴(kuò)展參數(shù)分析 64
3.3 頁巖儲(chǔ)層水平井高能氣體壓裂裂縫擴(kuò)展規(guī)律 73
3.3.1 高能氣體驅(qū)動(dòng)裂縫擴(kuò)展的流固耦合分析 73
3.3.2 高能氣體壓裂壓力加載過程 77
3.3.3 求解結(jié)果分析 77
第4章 高能氣體壓裂裂縫滲流規(guī)律 87
4.1 頁巖氣藏氣體流動(dòng)特點(diǎn) 87
4.1.1 Knudsen方程 87
4.1.2 不同流動(dòng)形式數(shù)學(xué)模型 88
4.2 頁巖氣藏基質(zhì)滲流規(guī)律 89
4.2.1 氣體吸附厚度計(jì)算 89
4.2.2 流動(dòng)區(qū)域劃分方法 91
4.2.3 氣體質(zhì)量通量計(jì)算方法 91
4.2.4 表觀滲透率計(jì)算方法 92
4.3 水平井高能氣體壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)滲流模型 95
4.3.1 水平井高能氣體壓裂裂縫滲流物理模型 95
4.3.2 雙孔雙滲數(shù)學(xué)模型建立 96
4.3.3 離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型建立 102
4.4 模型求解及參數(shù)分析 104
4.4.1 基本參數(shù)整理 105
4.4.2 吸附厚度計(jì)算及流動(dòng)區(qū)域劃分 110
4.4.3 表觀滲透率計(jì)算及分析 114
4.4.4 雙孔雙滲模型求解 116
4.4.5 離散裂縫模型求解 119
4.4.6 模型求解結(jié)果對(duì)比分析 123
4.4.7 影響因素分析 124
第5章 高能氣體壓裂液體火藥配方及優(yōu)化設(shè)計(jì) 137
5.1 液體火藥作用機(jī)理 137
5.2 液體火藥配方性能參數(shù)設(shè)計(jì) 137
5.2.1 液體火藥配方組成 137
5.2.2 氧化劑和燃燒劑的選擇 138
5.3 液體火藥配方組分配比理論分析 141
5.3.1 液體火藥能量參數(shù) 141
5.3.2 液體火藥能量參數(shù)計(jì)算依據(jù) 142
5.3.3 液體火藥能量參數(shù)計(jì)算方法 143
5.3.4 基于非氧平衡狀態(tài)的液體火藥能量示性數(shù)計(jì)算 143
5.3.5 基于零氧平衡狀態(tài)的液體火藥能量示性數(shù)計(jì)算 152
5.3.6 液體火藥理論配方配比 155
5.4 液體火藥能量參數(shù)實(shí)驗(yàn) 156
5.4.1 液體火藥的配制 156
5.4.2 液體火藥燃燒P-t測(cè)試實(shí)驗(yàn) 159
5.4.3 液體火藥爆熱彈實(shí)驗(yàn) 165
5.5 大尺寸室外模擬實(shí)驗(yàn) 167
5.5.1 實(shí)驗(yàn)原理及設(shè)施 167
5.5.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 167
5.5.3 實(shí)驗(yàn)步驟 170
5.5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 170
5.6 液體火藥優(yōu)化設(shè)計(jì) 172
5.6.1 液體火藥使用溫度優(yōu)化 172
5.6.2 液體火藥點(diǎn)火性能優(yōu)化 173
5.6.3 液體火藥安全性能參數(shù)分析 174
參考文獻(xiàn) 175