非均质页岩储层体破裂增透的热-气-液-固耦合理论及产能模型研究_尚晓吉，王建国，张志镇著_9787564655617

本书总结了高低温作用下页岩矿物组分与孔裂隙结构特征及气水渗流规律，综合运用试验测试、理论分析与数值模拟等科学方法，研究非均质页岩体破裂增透过程中的热-气-液-固耦合理论及产能模型。

绿色低碳经济发展战略需要更清洁的能源，非常规天然气开采是很好的替代选择。中国经济多年的高速发展主要靠化石能源驱动，这大幅增大了环境压力，也促进了天然气资源需求量大幅增加。目前天然气资源的开发和利用受到□□□□的关注，尤其是页岩气，其具有分布范围广、资源量大、稳产周期长等特点，成为世界天然气能源开采的热点。我国页岩气资源储量和可开采量居世界前列，但是页岩气藏储层条件复杂、恶劣，导致页岩气采收率低和抽采寿命短，因此迫切需要体积压裂改造。体积压裂改造能提高页岩气藏采收率和延长抽采寿命，但改造后产能预测仍是世界难题。页岩储层水力压裂改造可产生大范围的复杂缝网，但基质孔隙中气体仍难以采出，储层热处理可促使基质内次生裂隙发育，形成多尺度气-水渗流通道，增强气体热解吸与传输能力，提高页岩气开采寿命内产能。因此，储层热处理增产是一个多物理场和多相耦合作用的过程，具有重要的科学意义和工程意义。
　　本书系统地总结了高低温作用下页岩矿物组分与孔裂隙结构特征及气水渗流规律，综合运用试验测试、理论分析与数值模拟等科学方法，深入进行了非均质页岩储层体破裂增透过程的热-气-液-固耦合理论及产能模型研究。首先，从裂隙和基质的不同□形规律入手，将岩储层分为“软”的部分（裂隙）和“硬”的部分（基质），并基于自然应□和工程应□的胡克定律，提出了一种考虑裂隙岩体不均匀□形和热破裂过程的三参数渗透率演化模型，根据矿物组分与孔裂隙结构特征随温度□化规律，分析了多种试验数据的内在规律并分类，从本质上揭示了温度影响下渗透率演化的微观机理。其次，考虑页岩气在水中的溶解度，建立了一种新型的页岩气-水两相渗流模型，并在未忽略两相流耦合模型非线性项的基础上求得了气水压力与产量的迭代解析解；再次，分析温度影响与渗流路径迂曲性，建立了页岩分数阶热传导与分数阶热-气-水流动耦合模型，并应用分数阶行波法与□分迭代法得到流体温度和气水产量的解析解。最后，通过构建页岩气开采的热-气-液-固多物理场耦合数值模型，研究了非均质页岩储层应力场、温度场与渗流场之间耦合作用机制，分析了注热温度对储层热处理过程中气体产量的影响，评估了储层热处理对于页岩气增产和延长开采周期的有效性。研究发现：岩石中“软”的部分对渗透率演化具有重要意义，“软”的部分体积比例越高，温度□化过程中渗透率演化越剧烈。页岩气溶解度取值越大，对页岩气产能预测影响越大，页岩气生产速率下降越快，在生产后期产气速率更低。而分数阶维数取值越高，气体产量下降越快，生产后期的产气速率越低。相比于常规开采，储层热处理改□了页岩温度分布，进而对页岩储层与页岩气-水两相渗流产生热刺激，导致毛细压力升高与游离气含量增加，在生产周期的前半段可显著提高页岩气产量。
　　在撰写本书过程中得到了许多专家的大力支持，在此一并感谢。本书参考和引用了大量文献资料，在此向这些文献的作者致以谢意。

你还可能感兴趣

我要评论