穿層壓裂力學理論與技術

目錄
叢書序
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 水力裂縫穿層擴展力學機理 1
1.2 水力壓裂室內物理模擬 2
1.3 水力裂縫非平面擴展 4
第2章 非常規(guī)儲層層狀構造特征 9
2.1 頁巖油儲層巖性漸變接觸 9
2.2 頁巖氣儲層多巖性層狀結構 10
2.3 含煤巖系儲層地質構造特征 11
第3章 非常規(guī)儲層巖石力學行為 13
3.1 煤系頁巖儲層巖石力學特征 13
3.1.1 試驗巖心制備 13
3.1.2 試驗裝置與方法 16
3.1.3 巖石物性參數(shù)測試與分析 25
3.2 高溫高應力巖石力學試驗 28
3.2.1 試驗制備及參數(shù) 30
3.2.2 高溫巖石力學特征 32
第4章 水力裂縫穿層擴展物理模擬 43
4.1 層理性頁巖氣儲層縫網(wǎng)擴展 43
4.1.1 試驗參數(shù)設置 43
4.1.2 試驗結果與分析 45
4.1.3 縫網(wǎng)擴展類型評價 49
4.2 頁巖油多甜點穿層擴展 53
4.2.1 井下巖心包裹制備方法 53
4.2.2 試驗結果與分析 55
4.3 含煤巖系穿層致裂擴展 57
4.3.1 多巖性組合制備方法 58
4.3.2 試驗結果與分析 59
第5章 巖性界面特性對裂縫形態(tài)的影響 68
5.1 黏性單元數(shù)學模型 68
5.1.1 流固耦合方程 69
5.1.2 起裂及穿層擴展準則 69
5.1.3 縫內流體流動方程 71
5.1.4 界面摩擦 72
5.2 穿層擴展數(shù)值模型 72
5.3 穿層擴展影響因素分析 75
5.3.1 模型建立及參數(shù) 75
5.3.2 水力裂縫穿層擴展結果 77
5.3.3 影響水力裂縫穿層行為的控制圖版 85
5.3.4 頁巖氣縫網(wǎng)壓裂案例分析 88
第6章 巖性漸變區(qū)穿層擴展機理 91
6.1 擴展有限元模型 91
6.1.1 擴展有限元理論 91
6.1.2 水力裂縫擴展準則 95
6.1.3 流固耦合及縫內流體流動特征 96
6.2 數(shù)值模型建立及驗證 97
6.3 巖性漸變區(qū)影響下水力裂縫垂向擴展規(guī)律 100
6.3.1 多因素對裂縫垂向擴展的影響 100
6.3.2 裂縫垂向擴展行為的影響因素評價 114
第7章 穿層壓裂設計與優(yōu)化 117
7.1 含煤巖系儲層裂縫穿層擴展的數(shù)值模擬研究 117
7.1.1 工程背景 117
7.1.2 3D格子模型原理簡介 117
7.1.3 含煤巖系產(chǎn)層組壓裂數(shù)值模擬工程案例 120
7.1.4 含煤巖系產(chǎn)層組數(shù)值模擬結果分析 126
7.1.5 穿層造縫評價技術 132
7.2 頁巖油多儲層穿層壓裂關鍵技術 140
7.2.1 工程背景 140
7.2.2 全局嵌入內聚力單元方法 140
7.2.3 穿層壓裂數(shù)值模型建立 141
7.2.4 穿層壓裂損傷機制與參數(shù)優(yōu)化 142
7.3 立體壓裂及分簇射孔關鍵技術 148
7.3.1 工程背景 148
7.3.2 3DEC離散元數(shù)值模擬方法 148
7.3.3 多甜點立體壓裂數(shù)值模型建立 152
7.3.4 密切割壓裂多簇間距優(yōu)化技術 155
7.3.5 多簇水力壓裂參數(shù)優(yōu)化 165
7.4 巨厚儲層穿層一體化壓裂設計技術 169
7.4.1 工程背景 169
7.4.2 巨厚儲層穿層壓裂模擬方法 170
7.4.3 高溫高應力巨厚儲層一體化壓裂可行性評價 176
7.5 砂泥薄互儲層大斜度井壓裂設計技術 183
7.5.1 工程背景 183
7.5.2 斜井井壁裂縫起裂和轉向擴展機理 184
7.5.3 層狀介質斜井水力裂縫擴展物理模擬與射孔優(yōu)化 194
7.5.4 砂泥薄互儲層斜井壓裂數(shù)值模擬與組合分層優(yōu)化 227
參考文獻 234