致密油/页岩油开发渗流理论与开发技术

目录
前言
第一篇致密油/页岩油开采渗流理论和产能预测方法
第1章致密油/页岩油藏开发特征3
1.1致密油/页岩油的基本特征3
1.2储层特性4
1.2.1储层基质微观孔隙结构特征4
1.2.2储层微裂缝特性12
1.2.3储层孔隙度、渗透率特征13
1.2.4储层矿物组成17
1.3储层应力敏感性19
1.3.1覆压下的孔隙度测试19
1.3.2覆压下的渗透率测试21
1.3.3裂缝岩心应力敏感评价23
1.4致密油/页岩油藏开发的地质表征26
1.4.1页岩油储层特征27
1.4.2致密油储层特征28
1.5致密油/页岩油压裂工艺技术30
1.5.1长井段压裂30
1.5.2水平井多级压裂31
1.5.3水平井体积压裂32
1.6致密油/页岩油藏开发的动态特征34
1.6.1致密油/页岩油藏开发方式34
1.6.2致密油/页岩油藏开采现状36
第2章致密油/页岩油开发技术及开发方法38
2.1致密油/页岩油水平井钻井技术38
2.1.1水平井钻井技术简介38
2.1.2水平井钻井技术的应用39
2.1.3现代水平井钻井技术的发展趋势40
2.2单一压裂水平井降压开采40
2.2.1多级压裂水平井技术40
2.2.2单一压裂水平井降压开采技术42
2.3工厂化生产模式44
2.3.1致密油/页岩油开发的工厂化钻井模式44
2.3.2致密油/页岩油开发的工厂化压裂模式47
第3章致密油/页岩油储层渗流规律物理模拟52
3.1启动压力梯度52
3.1.1启动压力梯度产生机理52
3.1.2实验方法和步骤53
3.1.3实验结果及分析55
3.2可动油饱和度58
3.2.1饱和油渗吸实验59
3.2.2实验结果及分析60
3.3油水相对渗透率曲线62
3.3.1实验方法与原理62
3.3.2实验结果及分析65
3.4储层水驱油孔隙动用规律69
3.4.1核磁共振测试原理69
3.4.2岩石孔隙中水的赋存状态70
3.4.3岩石孔隙中的可动油72
3.5微裂缝岩心渗流特征74
3.6常规岩心与含裂缝岩心串并联驱油效果分析75
3.6.1实验原理75
3.6.2实验方法77
3.6.3实验结果与分析77
第4章含水条件下多尺度介质多相渗流规律79
4.1纳微米管束气-水-油流动规律79
4.1.1实验材料、仪器及方法79
4.1.2实验结果及分析81
4.2裂缝性岩心气水渗流规律84
4.2.1人工裂缝特征对渗流规律的影响84
4.2.2岩心的气-液两相流动91
4.3多尺度岩心水渗吸95
4.3.1水的赋存状态分布特征95
4.3.2水在岩心中的微观渗吸实验98
4.3.3水的渗吸实验109
4.3.4水对岩心破裂强度的影响112
4.4压裂液伤害对渗流的影响127
4.4.1实验材料127
4.4.2实验方法128
4.4.3实验结果及分析129
第5章致密油/页岩油开采压力传播动边界渗流问题136
5.1直井压力传播动边界渗流数学模型136
5.2压裂井压力传播动边界渗流数学模型140
5.2.1单一裂缝直井动边界传播模型140
5.2.2复杂裂缝直井动边界传播模型141
5.2.3多级压裂水平井动边界传播模型141
5.3致密油/页岩油渗流压力传播规律142
5.3.1致密油/页岩油储层直井渗流压力传播规律142
5.3.2致密油/页岩油储层压裂水平井渗流压力传播规律144
5.4压力传播动边界影响因素分析152
第6章致密油/页岩油开采直井渗流数学模型155
6.1直井开采稳态产能模型155
6.1.1致密油/页岩油压裂直井稳态压力分布155
6.1.2致密油/页岩油压裂直井开采稳态产能模型157
6.1.3致密油/页岩油直井开采产能影响因素159
6.2直井开采非稳态产量预测模型162
6.2.1致密油/页岩油压裂直井开采非稳态压力分布162
6.2.2致密油/页岩油直井开采非稳态产能模型162
6.2.3致密油/页岩油直井开采产量影响因素164
第7章致密油/页岩油藏多级压裂水平井渗流数学模型170
7.1致密油/页岩油藏多级压裂水平井多区耦合渗流物理模型170
7.2致密油/页岩油藏多级压裂水平井多区耦合渗流数学模型174
7.2.1模型假设174
7.2.2多区耦合渗流数学模型175
7.2.3各小区渗流数学模型177
7.3致密油/页岩油藏多级压裂模拟方法180
7.4致密油/页岩油藏流-固耦合渗流数学模型182
7.5考虑渗吸特征的渗流数学模型183
7.6考虑溶解气驱的渗流数学模型191
第8章致密油/页岩油藏水平井多阶段开发指标预测模型197
8.1多阶段、多区耦合数学模型解析解197
8.2压力场及饱和度场求解199
8.3模型检验204
第9章致密油/页岩油藏开发动态变化规律及影响因素206
9.1启动压力梯度对致密油/页岩油藏开发产量影响规律206
9.2应力敏感性对致密油/页岩油藏开发产量影响规律207
9.3渗吸特征对致密油/页岩油藏开发产量影响规律208
9.4溶解气油比对致密油/页岩油藏开发产量影响规律209
第10章致密油/页岩油开发流场变化规律与产能影响因素分析211
10.1致密油/页岩油开发流场变化规律研究211
10.1.1渗吸置换作用211
10.1.2缝间激励作用219
10.2致密油/页岩油藏开发产能影响因素分析222
10.2.1岩石-流体性质因素对致密油/页岩油藏产量的影响223
10.2.2压裂开发工艺因素对致密油/页岩油藏产量的影响231
10.3油藏开发经济效益评价及压裂工艺参数优化238
10.3.1经济效益评价方法238
10.3.2压裂开发工艺参数优化方法240
10.4致密油/页岩油藏高效开发方法252
第二篇多介质驱替页岩油提高采收率机理和方法
第11章页岩油多重介质多尺度多相流动规律257
11.1CO2/H2O-页岩油相态特征257
11.1.1页岩油相态特征257
11.1.2CO2相态特征258
11.1.3H2O相态特征258
11.2页岩油储层CO2/H2O-页岩油多相流动规律259
11.2.1纳微米孔隙岩心CO2/H2O-页岩油多相流动规律259
11.2.2带裂缝页岩CO2/H2O-页岩油流动规律260
第12章超临界CO2/H2O驱替页岩油流动机理262
12.1超临界CO2/H2O混合驱替页岩油多尺度多相流动机理262
12.1.1超临界CO2/H2O驱替页岩油研究现状262
12.1.2页岩油储层CO2/H2O-页岩油相态变化规律及超临界特征264
12.1.3纳微米孔隙CO2/H2O-页岩油流动传输机理266
12.1.4微米级微裂缝CO2/H2O-页岩油流动机理266
12.2页岩储层多尺度介质固液界面行为与多相流体传输机制267
12.3超临界CO2/H2O混合驱提高采收率机理268
第三篇致密油/页岩油开采多场耦合渗流理论
第13章致密油/页岩油开采多场耦合作用机理273
13.1应力场耦合作用对致密油/页岩油渗流规律的影响273
13.1.1岩样选取及物性273
13.1.2实验设备及实验方法274
13.1.3实验结果与分析274
13.1.4应力场作用耦合机理278
13.2渗流场-应力-介质变形耦合作用机理281
13.2.1实验样品选取及物性281
13.2.2实验设备与实验方法282
13.2.3Biot数实验结果与分析283
第14章水平井分段压裂多场耦合非线性渗流理论286
14.1致密油/页岩油输运的多场耦合作用机理286
14.1.1流-固耦合286
14.1.2流-热耦合287
14.1.3固-热耦合287
14.2流-固耦合理论基础287
14.2.1渗流场的控制方程287
14.2.2应力场控制方程288
14.3致密油/页岩油水平井流-固耦合简化数学模型290
14.4致密油/页岩油水平井流-固耦合参数的非均匀分布模型291
14.4.1已有的水力压裂页岩储层的介质模型291
14.4.2孔隙度的非均匀全流场分布模型292
14.4.3固有渗透率的非均匀全流场分布模型294
14.4.4弹性模量的非均匀模型295
14.4.5Biot数模型296
第15章致密油/页岩油多场耦合数值模拟方法297
15.1致密油/页岩油产能预测问题的压力场数值模型297
15.2快速模拟方法及算例分析298
15.3流-固耦合效应对页岩油产能预测的影响301
15.3.1弹性模量的影响301
15.3.2Biot数的影响302
15.3.3泊松比的影响303
15.3.4在不同区域上流-固耦合效应的强弱分析304
15.4压裂缝网特征对产量的影响305
15.5不同区块典型生产井的模拟验证和产量预测307
参考文献313