目錄
前言
第1章儲層的巖石學特征 1
1.1煤儲層的巖石學特征 1
1.1.1煤巖學特征 1
1.1.2煤中類石墨微晶的特征和演化 7
1.2泥頁巖的巖石學特征 15
1.2.1礦物組成 15
1.2.2有機質(zhì)豐度 19
1.2.3有機質(zhì)類型 20
1.3致密砂巖的巖石學特征 22
第2章儲層物性特征 25
2.1煤儲層孔裂隙特征 25
2.1.1基質(zhì)孔隙 25
2.1.2煤儲層中的裂隙 31
2.2泥頁巖的孔裂隙特征 35
2.2.1孔隙特征 35
2.2.2裂隙特征 39
2.3致密砂巖的孔裂隙特征 41
2.3.1孔隙特征 41
2.3.2裂隙特征 43
2.4麵性 45
2.4.1儲層滲透性特征 45
2.4.2影響因素 46
2.4.3各階段滲透率的獲取 55
第3章儲層的其他性質(zhì) 58
3.1儲層力學性質(zhì) 58
3.1.1完整煤巖體力學參數(shù)獲取 58
3.1.2非完整煤巖體力學參數(shù)獲取 61
3.2地應力與儲層壓力 63
3.2.1地應力 63
3.2.2儲層壓力 68
3.3地下水動力學 77
3.3.1地下水對煤系氣的運移和富集的影響 77
3.3.2地下水對煤系氣開發(fā)的影響 78
第4章煤系氣的運移產(chǎn)出過程 81
4.1煤系氣理論含量垂向變化 81
4.1.1煤系氣的客觀存在 81
4.1.2煤系氣理論含量垂向變化 84
4.2煤系氣的微孔超壓賦存環(huán)境 85
4.2.1微孔超壓環(huán)境的形成機制 86
4.2.2基于微孔超壓的煤與瓦斯突出機理 91
4.2.3微孔超壓環(huán)境對煤系氣資源量估算的影響 92
4.3煤系氣的運移產(chǎn)出機理 97
4.3.1飽和單相水流階段 98
4.3.2不飽和單相水流階段 99
4.3.3氣水兩相流階段 103
4.4氣水兩相流階段的段塞流形成機理 114
4.4.1非穩(wěn)態(tài)段塞流實驗 116
4.4.2液相物性參數(shù)對段塞流特性影響研究 121
4.4.3煤儲層段塞流的形成機理 122
第5章縫網(wǎng)改造壓裂液增產(chǎn)機理 128
5.1含氣相壓裂液的增產(chǎn)機理 128
5.1.1含氣相壓裂液研究概述 128
5.1.2自生氮壓裂液 129
5.1.3伴注液氮壓裂液 137
5.1.4伴注二氧化破壓裂液 137
5.2強氧化性壓裂液增產(chǎn)機理 142
5.2.1強氧化性壓裂液的研究現(xiàn)狀 142
5.2.2強氧化性壓裂液的制備 143
5.2.3增解作用 143
5.2.4溶蝕增透作用 152
5.2.5增產(chǎn)機理 154
5.3含微生物壓裂液的增產(chǎn)機理 169
5.3.1煤層氣生物工程的研究現(xiàn)狀 169
5.3.2生物氣的資源貢獻 171
5.3.3增解作用 173
5.3.4增產(chǎn)機理 174
5.4表面活性劑增產(chǎn)機理 182
5.4.1表面活性劑的優(yōu)選 183
5.4.2防水敏增產(chǎn)機理 187
5.4.3防速敏增產(chǎn)機理 191
5.4.4防水鎖增產(chǎn)機理 198
5.5不同壓裂液的配伍性 206
5.5.1自生氮壓裂液與AN的配伍性 206
5.5.2二氧化氯與AN的配伍性 208
5.5.3生物菌液與AN的配伍性 210
第6章縫網(wǎng)改造技術(shù)原理 213
6.1縫網(wǎng)改造歷史與現(xiàn)狀 213
6.1.1水力壓裂 213
6.1.2縫網(wǎng)改造 214
6.1.3煤巖體彈脆性損傷模型研究現(xiàn)狀 215
6.1.4損傷力學在壓裂中的應用現(xiàn)狀 216
6.2縫網(wǎng)改造增透機理 217
6.2.1徑向引張裂縫 217
6.2.2剪切裂縫 219
6.2.3周緣引張裂縫 219
6.2.4裂縫轉(zhuǎn)向與多級裂縫的形成 220
6.3基于損傷力學的縫網(wǎng)改造數(shù)理模型 222
6.3.1煤巖體損傷模型 222
6.3.2孔隙流體流動的微分方程 226
6.3.3張拉劈裂準則 227
6.3.4滑動劈裂準則 228
6.3.5損傷滲透率 229
6.4縫網(wǎng)改造數(shù)值模擬 230
6.4.1縫網(wǎng)演化計算流程 230
6.4.2水力壓裂基本參數(shù) 231
6.4.3縫網(wǎng)演化規(guī)律及影響因素 233
6.5煤系氣儲層縫網(wǎng)演化規(guī)律實驗研究 239
6.5.1應力狀態(tài)對縫網(wǎng)演化的影響 239
6.5.2不同排量壓裂實驗研究 244
6.5.3分段壓裂實驗研究 248
第7章縫網(wǎng)改造技術(shù) 254
7.1四變壓裂技術(shù) 254
7.1.1變排量壓裂 254
7.1.2變砂比壓裂 255
7.1.3變壓裂液與支撐劑技術(shù) 256
7.1.4其他措施 257
7.2水平井縫網(wǎng)改造技術(shù) 258
7.2.1水平井井位選擇及井身結(jié)構(gòu) 258
7.2.2分段(層）多簇射孔原則 260
7.2.3分段壓裂工藝 260
7.2.4入井材料 264
7.2.5泵注程序 264
7.3垂直井縫網(wǎng)改造技術(shù) 265
7.3.1開發(fā)層系的選擇 265
7.3.2射孔方式 266
7.3.3入井材料 267
7.3.4壓裂工藝 268
7.4空氣動力激蕩縫網(wǎng)改造技術(shù) 268
7.4.1技術(shù)原理 269
7.4.2空氣動力激蕩技術(shù) 273
第8章縫網(wǎng)改造技術(shù)的應用 276
8.1煤系氣儲層垂直井縫網(wǎng)改造技術(shù)的應用 276
8.1.1煤系氣儲層基本屬性 276
8.1.2垂直井壓裂模擬 282
8.1.3縫網(wǎng)改造實施 286
8.1.4縫網(wǎng)改造效果分析 290
8.1.5下一步開發(fā)建議 299
8.2煤系氣儲層水平井縫網(wǎng)改造技術(shù)應用 299
8.2.1煤系氣儲層基本屬性 299
8.2.2水平井縫網(wǎng)改造工藝參數(shù)優(yōu)化 302
8.2.3試驗區(qū)水平井縫網(wǎng)改造施工情況 308
8.2.4試驗區(qū)水平井縫網(wǎng)改造效果評價 310
參考文獻 312