致密油/頁巖油開發(fā)滲流理論與開發(fā)技術(shù)

目錄
前言
第一篇致密油/頁巖油開采滲流理論和產(chǎn)能預(yù)測方法
第1章致密油/頁巖油藏開發(fā)特征3
1.1致密油/頁巖油的基本特征3
1.2儲層特性4
1.2.1儲層基質(zhì)微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征4
1.2.2儲層微裂縫特性12
1.2.3儲層孔隙度、滲透率特征13
1.2.4儲層礦物組成17
1.3儲層應(yīng)力敏感性19
1.3.1覆壓下的孔隙度測試19
1.3.2覆壓下的滲透率測試21
1.3.3裂縫巖心應(yīng)力敏感評價23
1.4致密油/頁巖油藏開發(fā)的地質(zhì)表征26
1.4.1頁巖油儲層特征27
1.4.2致密油儲層特征28
1.5致密油/頁巖油壓裂工藝技術(shù)30
1.5.1長井段壓裂30
1.5.2水平井多級壓裂31
1.5.3水平井體積壓裂32
1.6致密油/頁巖油藏開發(fā)的動態(tài)特征34
1.6.1致密油/頁巖油藏開發(fā)方式34
1.6.2致密油/頁巖油藏開采現(xiàn)狀36
第2章致密油/頁巖油開發(fā)技術(shù)及開發(fā)方法38
2.1致密油/頁巖油水平井鉆井技術(shù)38
2.1.1水平井鉆井技術(shù)簡介38
2.1.2水平井鉆井技術(shù)的應(yīng)用39
2.1.3現(xiàn)代水平井鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢40
2.2單一壓裂水平井降壓開采40
2.2.1多級壓裂水平井技術(shù)40
2.2.2單一壓裂水平井降壓開采技術(shù)42
2.3工廠化生產(chǎn)模式44
2.3.1致密油/頁巖油開發(fā)的工廠化鉆井模式44
2.3.2致密油/頁巖油開發(fā)的工廠化壓裂模式47
第3章致密油/頁巖油儲層滲流規(guī)律物理模擬52
3.1啟動壓力梯度52
3.1.1啟動壓力梯度產(chǎn)生機理52
3.1.2實驗方法和步驟53
3.1.3實驗結(jié)果及分析55
3.2可動油飽和度58
3.2.1飽和油滲吸實驗59
3.2.2實驗結(jié)果及分析60
3.3油水相對滲透率曲線62
3.3.1實驗方法與原理62
3.3.2實驗結(jié)果及分析65
3.4儲層水驅(qū)油孔隙動用規(guī)律69
3.4.1核磁共振測試原理69
3.4.2巖石孔隙中水的賦存狀態(tài)70
3.4.3巖石孔隙中的可動油72
3.5微裂縫巖心滲流特征74
3.6常規(guī)巖心與含裂縫巖心串并聯(lián)驅(qū)油效果分析75
3.6.1實驗原理75
3.6.2實驗方法77
3.6.3實驗結(jié)果與分析77
第4章含水條件下多尺度介質(zhì)多相滲流規(guī)律79
4.1納微米管束氣-水-油流動規(guī)律79
4.1.1實驗材料、儀器及方法79
4.1.2實驗結(jié)果及分析81
4.2裂縫性巖心氣水滲流規(guī)律84
4.2.1人工裂縫特征對滲流規(guī)律的影響84
4.2.2巖心的氣-液兩相流動91
4.3多尺度巖心水滲吸95
4.3.1水的賦存狀態(tài)分布特征95
4.3.2水在巖心中的微觀滲吸實驗98
4.3.3水的滲吸實驗109
4.3.4水對巖心破裂強度的影響112
4.4壓裂液傷害對滲流的影響127
4.4.1實驗材料127
4.4.2實驗方法128
4.4.3實驗結(jié)果及分析129
第5章致密油/頁巖油開采壓力傳播動邊界滲流問題136
5.1直井壓力傳播動邊界滲流數(shù)學(xué)模型136
5.2壓裂井壓力傳播動邊界滲流數(shù)學(xué)模型140
5.2.1單一裂縫直井動邊界傳播模型140
5.2.2復(fù)雜裂縫直井動邊界傳播模型141
5.2.3多級壓裂水平井動邊界傳播模型141
5.3致密油/頁巖油滲流壓力傳播規(guī)律142
5.3.1致密油/頁巖油儲層直井滲流壓力傳播規(guī)律142
5.3.2致密油/頁巖油儲層壓裂水平井滲流壓力傳播規(guī)律144
5.4壓力傳播動邊界影響因素分析152
第6章致密油/頁巖油開采直井滲流數(shù)學(xué)模型155
6.1直井開采穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能模型155
6.1.1致密油/頁巖油壓裂直井穩(wěn)態(tài)壓力分布155
6.1.2致密油/頁巖油壓裂直井開采穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能模型157
6.1.3致密油/頁巖油直井開采產(chǎn)能影響因素159
6.2直井開采非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)量預(yù)測模型162
6.2.1致密油/頁巖油壓裂直井開采非穩(wěn)態(tài)壓力分布162
6.2.2致密油/頁巖油直井開采非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能模型162
6.2.3致密油/頁巖油直井開采產(chǎn)量影響因素164
第7章致密油/頁巖油藏多級壓裂水平井滲流數(shù)學(xué)模型170
7.1致密油/頁巖油藏多級壓裂水平井多區(qū)耦合滲流物理模型170
7.2致密油/頁巖油藏多級壓裂水平井多區(qū)耦合滲流數(shù)學(xué)模型174
7.2.1模型假設(shè)174
7.2.2多區(qū)耦合滲流數(shù)學(xué)模型175
7.2.3各小區(qū)滲流數(shù)學(xué)模型177
7.3致密油/頁巖油藏多級壓裂模擬方法180
7.4致密油/頁巖油藏流-固耦合滲流數(shù)學(xué)模型182
7.5考慮滲吸特征的滲流數(shù)學(xué)模型183
7.6考慮溶解氣驅(qū)的滲流數(shù)學(xué)模型191
第8章致密油/頁巖油藏水平井多階段開發(fā)指標預(yù)測模型197
8.1多階段、多區(qū)耦合數(shù)學(xué)模型解析解197
8.2壓力場及飽和度場求解199
8.3模型檢驗204
第9章致密油/頁巖油藏開發(fā)動態(tài)變化規(guī)律及影響因素206
9.1啟動壓力梯度對致密油/頁巖油藏開發(fā)產(chǎn)量影響規(guī)律206
9.2應(yīng)力敏感性對致密油/頁巖油藏開發(fā)產(chǎn)量影響規(guī)律207
9.3滲吸特征對致密油/頁巖油藏開發(fā)產(chǎn)量影響規(guī)律208
9.4溶解氣油比對致密油/頁巖油藏開發(fā)產(chǎn)量影響規(guī)律209
第10章致密油/頁巖油開發(fā)流場變化規(guī)律與產(chǎn)能影響因素分析211
10.1致密油/頁巖油開發(fā)流場變化規(guī)律研究211
10.1.1滲吸置換作用211
10.1.2縫間激勵作用219
10.2致密油/頁巖油藏開發(fā)產(chǎn)能影響因素分析222
10.2.1巖石-流體性質(zhì)因素對致密油/頁巖油藏產(chǎn)量的影響223
10.2.2壓裂開發(fā)工藝因素對致密油/頁巖油藏產(chǎn)量的影響231
10.3油藏開發(fā)經(jīng)濟效益評價及壓裂工藝參數(shù)優(yōu)化238
10.3.1經(jīng)濟效益評價方法238
10.3.2壓裂開發(fā)工藝參數(shù)優(yōu)化方法240
10.4致密油/頁巖油藏高效開發(fā)方法252
第二篇多介質(zhì)驅(qū)替頁巖油提高采收率機理和方法
第11章頁巖油多重介質(zhì)多尺度多相流動規(guī)律257
11.1CO2/H2O-頁巖油相態(tài)特征257
11.1.1頁巖油相態(tài)特征257
11.1.2CO2相態(tài)特征258
11.1.3H2O相態(tài)特征258
11.2頁巖油儲層CO2/H2O-頁巖油多相流動規(guī)律259
11.2.1納微米孔隙巖心CO2/H2O-頁巖油多相流動規(guī)律259
11.2.2帶裂縫頁巖CO2/H2O-頁巖油流動規(guī)律260
第12章超臨界CO2/H2O驅(qū)替頁巖油流動機理262
12.1超臨界CO2/H2O混合驅(qū)替頁巖油多尺度多相流動機理262
12.1.1超臨界CO2/H2O驅(qū)替頁巖油研究現(xiàn)狀262
12.1.2頁巖油儲層CO2/H2O-頁巖油相態(tài)變化規(guī)律及超臨界特征264
12.1.3納微米孔隙CO2/H2O-頁巖油流動傳輸機理266
12.1.4微米級微裂縫CO2/H2O-頁巖油流動機理266
12.2頁巖儲層多尺度介質(zhì)固液界面行為與多相流體傳輸機制267
12.3超臨界CO2/H2O混合驅(qū)提高采收率機理268
第三篇致密油/頁巖油開采多場耦合滲流理論
第13章致密油/頁巖油開采多場耦合作用機理273
13.1應(yīng)力場耦合作用對致密油/頁巖油滲流規(guī)律的影響273
13.1.1巖樣選取及物性273
13.1.2實驗設(shè)備及實驗方法274
13.1.3實驗結(jié)果與分析274
13.1.4應(yīng)力場作用耦合機理278
13.2滲流場-應(yīng)力-介質(zhì)變形耦合作用機理281
13.2.1實驗樣品選取及物性281
13.2.2實驗設(shè)備與實驗方法282
13.2.3Biot數(shù)實驗結(jié)果與分析283
第14章水平井分段壓裂多場耦合非線性滲流理論286
14.1致密油/頁巖油輸運的多場耦合作用機理286
14.1.1流-固耦合286
14.1.2流-熱耦合287
14.1.3固-熱耦合287
14.2流-固耦合理論基礎(chǔ)287
14.2.1滲流場的控制方程287
14.2.2應(yīng)力場控制方程288
14.3致密油/頁巖油水平井流-固耦合簡化數(shù)學(xué)模型290
14.4致密油/頁巖油水平井流-固耦合參數(shù)的非均勻分布模型291
14.4.1已有的水力壓裂頁巖儲層的介質(zhì)模型291
14.4.2孔隙度的非均勻全流場分布模型292
14.4.3固有滲透率的非均勻全流場分布模型294
14.4.4彈性模量的非均勻模型295
14.4.5Biot數(shù)模型296
第15章致密油/頁巖油多場耦合數(shù)值模擬方法297
15.1致密油/頁巖油產(chǎn)能預(yù)測問題的壓力場數(shù)值模型297
15.2快速模擬方法及算例分析298
15.3流-固耦合效應(yīng)對頁巖油產(chǎn)能預(yù)測的影響301
15.3.1彈性模量的影響301
15.3.2Biot數(shù)的影響302
15.3.3泊松比的影響303
15.3.4在不同區(qū)域上流-固耦合效應(yīng)的強弱分析304
15.4壓裂縫網(wǎng)特征對產(chǎn)量的影響305
15.5不同區(qū)塊典型生產(chǎn)井的模擬驗證和產(chǎn)量預(yù)測307
參考文獻313