穿層壓裂力學(xué)理論與技術(shù)

目錄
叢書序
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 水力裂縫穿層擴(kuò)展力學(xué)機(jī)理 1
1.2 水力壓裂室內(nèi)物理模擬 2
1.3 水力裂縫非平面擴(kuò)展 4
第2章 非常規(guī)儲(chǔ)層層狀構(gòu)造特征 9
2.1 頁巖油儲(chǔ)層巖性漸變接觸 9
2.2 頁巖氣儲(chǔ)層多巖性層狀結(jié)構(gòu) 10
2.3 含煤巖系儲(chǔ)層地質(zhì)構(gòu)造特征 11
第3章 非常規(guī)儲(chǔ)層巖石力學(xué)行為 13
3.1 煤系頁巖儲(chǔ)層巖石力學(xué)特征 13
3.1.1 試驗(yàn)巖心制備 13
3.1.2 試驗(yàn)裝置與方法 16
3.1.3 巖石物性參數(shù)測(cè)試與分析 25
3.2 高溫高應(yīng)力巖石力學(xué)試驗(yàn) 28
3.2.1 試驗(yàn)制備及參數(shù) 30
3.2.2 高溫巖石力學(xué)特征 32
第4章 水力裂縫穿層擴(kuò)展物理模擬 43
4.1 層理性頁巖氣儲(chǔ)層縫網(wǎng)擴(kuò)展 43
4.1.1 試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置 43
4.1.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 45
4.1.3 縫網(wǎng)擴(kuò)展類型評(píng)價(jià) 49
4.2 頁巖油多甜點(diǎn)穿層擴(kuò)展 53
4.2.1 井下巖心包裹制備方法 53
4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 55
4.3 含煤巖系穿層致裂擴(kuò)展 57
4.3.1 多巖性組合制備方法 58
4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 59
第5章 巖性界面特性對(duì)裂縫形態(tài)的影響 68
5.1 黏性單元數(shù)學(xué)模型 68
5.1.1 流固耦合方程 69
5.1.2 起裂及穿層擴(kuò)展準(zhǔn)則 69
5.1.3 縫內(nèi)流體流動(dòng)方程 71
5.1.4 界面摩擦 72
5.2 穿層擴(kuò)展數(shù)值模型 72
5.3 穿層擴(kuò)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(kuò)展結(jié)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(kuò)展機(jī)理 91
6.1 擴(kuò)展有限元模型 91
6.1.1 擴(kuò)展有限元理論 91
6.1.2 水力裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則 95
6.1.3 流固耦合及縫內(nèi)流體流動(dòng)特征 96
6.2 數(shù)值模型建立及驗(yàn)證 97
6.3 巖性漸變區(qū)影響下水力裂縫垂向擴(kuò)展規(guī)律 100
6.3.1 多因素對(duì)裂縫垂向擴(kuò)展的影響 100
6.3.2 裂縫垂向擴(kuò)展行為的影響因素評(píng)價(jià) 114
第7章 穿層壓裂設(shè)計(jì)與優(yōu)化 117
7.1 含煤巖系儲(chǔ)層裂縫穿層擴(kuò)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(jiǎn)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(jié)果分析 126
7.1.5 穿層造縫評(píng)價(jià)技術(shù) 132
7.2 頁巖油多儲(chǔ)層穿層壓裂關(guān)鍵技術(shù) 140
7.2.1 工程背景 140
7.2.2 全局嵌入內(nèi)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(jī)制與參數(shù)優(yōu)化 142
7.3 立體壓裂及分簇射孔關(guān)鍵技術(shù) 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(diǎn)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(shù) 155
7.3.5 多簇水力壓裂參數(shù)優(yōu)化 165
7.4 巨厚儲(chǔ)層穿層一體化壓裂設(shè)計(jì)技術(shù) 169
7.4.1 工程背景 169
7.4.2 巨厚儲(chǔ)層穿層壓裂模擬方法 170
7.4.3 高溫高應(yīng)力巨厚儲(chǔ)層一體化壓裂可行性評(píng)價(jià) 176
7.5 砂泥薄互儲(chǔ)層大斜度井壓裂設(shè)計(jì)技術(shù) 183
7.5.1 工程背景 183
7.5.2 斜井井壁裂縫起裂和轉(zhuǎn)向擴(kuò)展機(jī)理 184
7.5.3 層狀介質(zhì)斜井水力裂縫擴(kuò)展物理模擬與射孔優(yōu)化 194
7.5.4 砂泥薄互儲(chǔ)層斜井壓裂數(shù)值模擬與組合分層優(yōu)化 227
參考文獻(xiàn) 234