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绪论1

第1章 页岩储层水力裂缝的起裂理论10

1.1天然裂缝对水力裂缝起裂的影响10

1.1.1天然裂缝性岩体的强度特征11

1.1.2天然裂缝性岩体的剪切破裂分析12

1.1.3天然裂缝性岩体的张开破裂分析13

1.2页岩储层垂直井的起裂理论13

1.2.1射孔孔眼壁面主应力计算14

1.2.2天然裂缝与孔眼壁面主应力相对关系17

1.2.3页岩储层不同破裂模式下破裂压力计算20

1.2.4页岩储层垂直井水力裂缝起裂特征分析22

1.3页岩地层水平井的起裂理论25

1.3.1水平井筒局部坐标系的应力转换25

1.3.2水平井孔眼壁面主应力分布26

1.3.3水平井天然裂缝与孔眼壁面主应力相对关系29

1.3.4水平井页岩储层破裂模式及破裂压力计算31

1.3.5页岩储层水平井水力裂缝起裂特征分析33

1.4页岩储层径向缝网形成分析34

主要参考文献37

第2章 页岩储层水力裂缝的延伸理论39

2.1页岩储层的缝网扩展形态39

2.2页岩储层水力裂缝与天然裂缝的相交作用41

2.2.1相交作用实验分析41

2.2.2天然裂缝的剪切破裂及增产机理42

2.2.3水力裂缝穿过天然裂缝直接延伸分析45

2.2.4水力裂缝沿天然裂缝转向延伸分析47

2.3缝网裂缝延伸过程中的相互干扰作用48

2.3.1裂缝间相互干扰作用原理48

2.3.2水力裂缝诱导应力50

2.3.3裂缝的面力计算50

2.3.4裂缝扩展方向54

2.3.5裂缝相互作用计算分析55

2.4页岩储层缝网延伸模型及模拟方法58

2.4.1线网模型58

2.4.2非常规模型61

2.4.3离散裂缝网络模型65

主要参考文献68

第3章 页岩气藏压裂裂缝模拟方法及应用71

3.1基于ALE描述的不可压黏性流体控制方程71

3.1.1雷诺输送方程71

3.1.2参考域内的质量守恒方程73

3.1.3参考域内的动量守恒方程74

3.1.4结构动力学方程77

3.2流固耦合ALE有限元算法79

3.2.1流域边缘处理79

3.2.2流域内部处理82

3.2.3网格剖分86

3.2.4网格更新90

3.3应用分析93

3.3.1水平井分段多簇射孔参数优化93

3.3.2页岩气藏压裂复杂裂缝模拟101

3.4本章小结105

主要参考文献105

第4章 水力压裂微地震反演研究107

4.1基于模拟退火方法的微地震反演107

4.1.1微地震震源反演方法108

4.1.2模拟退火算法原理109

4.1.3模拟退火计算步骤110

4.1.4基于热浴退火的微地震震源反演112

4.1.5反演结果讨论119

4.2基于震源力学的微地震反演结果校正119

4.2.1水力压裂诱导微地震力学机理119

4.2.2微地震震源解释校正分析126

4.2.3校正分析的进一步讨论129

4.3本章小结130

主要参考文献130

第5章 缝网展布下的页岩气渗流特征及产能评价132

5.1页岩气运移和产出特征132

5.1.1页岩气的吸附解吸机理132

5.1.2页岩气的扩散机理133

5.1.3页岩气的渗流及产出134

5.2页岩气藏压裂水平井渗流数学模型建立135

5.2.1求解模型的选择135

5.2.2假设条件136

5.2.3渗流方程136

5.2.4定解条件137

5.3数学模型的数值求解方法138

5.3.1裂缝渗流差分方程138

5.3.2基质系统渗流差分方程139

5.3.3网格的划分140

5.3.4井的处理141

5.4计算结果分析与讨论141

5.4.1气藏及裂缝基本参数141

5.4.2页岩气藏井产气量变化规律142

5.4.3裂缝参数对井产量的影响分析143

5.4.4地层参数对井产量的影响分析146

主要参考文献149