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 頁巖儲層結構特征 1
1.2.1 頁巖微觀孔隙結構研究現(xiàn)狀 1
1.2.2 頁巖多尺度裂縫研究現(xiàn)狀 4
1.3 頁巖儲層結構面發(fā)育特征表征方法 7
1.4 頁巖儲層地應力測試及建模方法 8
1.5 頁巖儲層水力壓裂力學機理 9
1.6 頁巖儲層水力壓裂對地應力的擾動規(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系 21
2.4 頁巖巖石力學特性測試分析 22
2.4.1 頁巖巖石力學參數(shù)測試 23
2.4.2 巖石力學性質與脆性指數(shù)的關系 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 頁巖儲層結構面發(fā)育特征 29
3.1 頁巖微觀結構特征 29
3.1.1 頁巖孔隙結構發(fā)育特征 29
3.1.2 頁巖微裂縫發(fā)育特征 33
3.2 頁巖宏觀結構特征 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 頁巖儲層結構面表征方法 55
4.1 頁巖微觀孔隙結構表征方法 55
4.1.1 基于流體注入實驗的頁巖孔隙結構表征方法 55
4.1.2 基于SEM圖像觀測的頁巖孔隙結構表征方法 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 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)育程度預測方法 77
4.2.4 頁巖微裂縫發(fā)育程度預測 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)絡表征方法 81
4.3.1 裂縫網(wǎng)絡表征參數(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)計算模型驗證 89
4.3.4 應用實例 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 基于拓撲結構的巖石裂縫網(wǎng)絡連通性表征方法 95
5.1.1 裂縫網(wǎng)絡拓撲結構的重要性 95
5.1.2 頁巖裂縫網(wǎng)絡分形模型 96
5.1.3 頁巖裂縫網(wǎng)絡節(jié)點模型 98
5.1.4 頁巖裂縫網(wǎng)絡數(shù)值模型 101
5.1.5 頁巖裂縫網(wǎng)絡連通性影響因素定性分析 102
5.2 頁巖裂縫網(wǎng)絡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)絡模型建立 110
5.2.2 頁巖裂縫網(wǎng)絡連通性影響因素定量分析 112
5.2.3 頁巖裂縫網(wǎng)絡滲透性影響因素分析 116
5.2.4 頁巖裂縫網(wǎng)絡連通性與滲透性的預測與驗證 119
5.3 基于巖心裂縫連通性的頁巖儲層裂縫網(wǎng)絡評價方法 121
5.3.1 頁巖裂縫網(wǎng)絡分類 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 表征實例 131
第6章 地應力及測試方法 133
6.1 地應力的主要成因 133
6.2 原地應力應力狀態(tài)及應力張量 134
6.2.1 原地應力的基本構成 134
6.2.2 地下巖石某點的應力狀態(tài)和應力張量 136
6.3 地應力巖心測量方法 138
6.3.1 巖心定向技術 138
6.3.2 聲發(fā)射實驗 139
6.3.3 差應變分析實驗 141
6.4 地應力礦場水力壓裂試驗方法 144
6.4.1 基本的假設條件 144
6.4.2 水力壓裂試驗曲線中的有關概念 145
6.4.3 水力壓裂試驗原理 145
6.5 地應力模式 148
6.5.1 地應力計算模式 148
6.5.2 地應力計算模式中參數(shù)的確定 152
第7章 地應力場區(qū)域建模 155
7.1 地應力反演力學-數(shù)學模型 155
7.1.1 應力場-滲流場耦合模型 155
7.1.2 地應力反演三維約束模型 161
7.2 地應力場反演數(shù)值模擬方法 161
7.2.1 地應力場模擬方法 161
7.2.2 有限元法基本原理 162
7.2.3 初始地應力場回歸分析過程 163
第8章 頁巖儲層水力壓裂力學機理 164
8.1 裂紋近場力學機理 164
8.1.1 應力場的復變函數(shù)研究方法 164
8.1.2 應力強度因子的復函數(shù)解法 171
8.1.3 裂紋擴展判據(jù) 173
8.2 天然裂縫與人工裂縫相互作用機理研究 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展模型研究 194
8.3.1 水力壓裂裂縫擴展模型 194
8.3.2 多級壓裂儲層體積改造程度的預測 197
8.3.3 模型的影響因素分析 198
8.3.4 現(xiàn)場應用實例分析 200
第9章 頁巖儲層地應力場擾動規(guī)律 202
9.1 誘導應力計算模型 202
9.1.1 井筒誘導應力 202
9.1.2 壓裂裂縫誘導應力 203
9.1.3 復合應力場 204
9.2 水平井壓裂裂縫誘導應力主控因素和影響規(guī)律 205
9.2.1 單條裂縫誘導應力場 205
9.2.2 裂縫凈壓力對局部應力場的影響 206
9.2.3 裂縫維度參數(shù)對局部應力場的影響 209
9.3 天然裂縫與人工裂縫的協(xié)同擾動研究 216
9.3.1 天然裂縫的隨機數(shù)學描述 216
9.3.2 天然裂縫的隨機數(shù)值模擬 218
9.3.3 隨機天然裂縫對應力場的擾動影響 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 228