页岩气储层液体火药高能气体压裂增产关键技术研究
作者： 陈军斌，张杰 著
出版时间：2017年版
内容简介
《页岩气储层液体火药高能气体压裂增产关键技术研究》首先系统论述了页岩气水压裂开发的背景和意义，通过对比不同水压裂技术特点探讨了高能气体压裂开发页岩气的可行性；然后针对高能气体压裂技术，从可压性评价、裂缝起裂与扩展和压裂裂缝渗流规律三个方面进行了相关理论探究；最后通过理论计算、室内实验测试和室外大尺寸岩心实验三个方面针对液体火药配方进行设计和优化，确定了优火药配比。
目录
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前言
第1章 绪论 1
1.1 页岩气水压裂开发的背景及意义 1
1.2 页岩气开发的主要水压裂技术方式 2
1.2.1 二氧化碳压裂技术 2
1.2.2 氮气压裂技术 3
1.2.3 泡沫压裂技术 3
1.2.4 丙烷/LPG压裂技术 4
1.2.5 高能气体压裂技术 4
1.3 页岩气高能气体压裂技术可行性分析 4
1.4 页岩气储层基本特征及对压裂改造的影响 6
1.4.1 页岩气储层基本特征 6
1.4.2 页岩气储层特征对储层改造的影响 9
第2章 高能气体压裂可压性评价方法 14
2.1 基于矿物组分含量和细观力学的页岩脆性破坏分析 14
2.1.1 破坏问题的研究尺度 14
2.1.2 建立数值模型的基本方法 15
2.1.3 数值试验 16
2.1.4 试验结果与分析 21
2.1.5 页岩脆性破坏分析 27
2.2 页岩岩石力学参数对高能气体压裂效果的影响 28
2.2.1 水平井高能气体压裂模拟 28
2.2.2 岩石力学参数对压裂效果的影响及分析 32
2.3 页岩储层高能气体压裂可压性评价方法的建立及应用 35
2.3.1 可压性评价参数优选 35
2.3.2 可压性评价模型的建立 37
2.3.3 可压性评价方法应用 44
第3章 高能气体压裂裂缝起裂与扩展规律 47
3.1 高能气体压裂裂缝扩展模型 47
3.1.1 液体火药燃烧规律 47
3.1.2 压裂裂缝扩展模型 48
3.2 页岩气储层水平井高能气体压裂裂缝起裂规律 53
3.2.1 水平井筒与孔眼应力分布 53
3.2.2 裂缝起裂判据及破裂压力计算 55
3.2.3 裂缝起裂的动态有限元分析 57
3.2.4 实例计算 60
3.2.5 影响裂缝起裂与扩展参数分析 64
3.3 页岩储层水平井高能气体压裂裂缝扩展规律 73
3.3.1 高能气体驱动裂缝扩展的流固耦合分析 73
3.3.2 高能气体压裂压力加载过程 77
3.3.3 求解结果分析 77
第4章 高能气体压裂裂缝渗流规律 87
4.1 页岩气藏气体流动特点 87
4.1.1 Knudsen方程 87
4.1.2 不同流动形式数学模型 88
4.2 页岩气藏基质渗流规律 89
4.2.1 气体吸附厚度计算 89
4.2.2 流动区域划分方法 91
4.2.3 气体质量通量计算方法 91
4.2.4 表观渗透率计算方法 92
4.3 水平井高能气体压裂裂缝网络渗流模型 95
4.3.1 水平井高能气体压裂裂缝渗流物理模型 95
4.3.2 双孔双渗数学模型建立 96
4.3.3 离散裂缝网络模型建立 102
4.4 模型求解及参数分析 104
4.4.1 基本参数整理 105
4.4.2 吸附厚度计算及流动区域划分 110
4.4.3 表观渗透率计算及分析 114
4.4.4 双孔双渗模型求解 116
4.4.5 离散裂缝模型求解 119
4.4.6 模型求解结果对比分析 123
4.4.7 影响因素分析 124
第5章 高能气体压裂液体火药配方及优化设计 137
5.1 液体火药作用机理 137
5.2 液体火药配方性能参数设计 137
5.2.1 液体火药配方组成 137
5.2.2 氧化剂和燃烧剂的选择 138
5.3 液体火药配方组分配比理论分析 141
5.3.1 液体火药能量参数 141
5.3.2 液体火药能量参数计算依据 142
5.3.3 液体火药能量参数计算方法 143
5.3.4 基于非氧平衡状态的液体火药能量示性数计算 143
5.3.5 基于零氧平衡状态的液体火药能量示性数计算 152
5.3.6 液体火药理论配方配比 155
5.4 液体火药能量参数实验 156
5.4.1 液体火药的配制 156
5.4.2 液体火药燃烧P-t测试实验 159
5.4.3 液体火药爆热弹实验 165
5.5 大尺寸室外模拟实验 167
5.5.1 实验原理及设施 167
5.5.2 实验准备 167
5.5.3 实验步骤 170
5.5.4 实验结果及分析 170
5.6 液体火药优化设计 172
5.6.1 液体火药使用温度优化 172
5.6.2 液体火药点火性能优化 173
5.6.3 液体火药安全性能参数分析 174
参考文献 175
