第一章 绪论 1
第一节 异常高应力储层改造研究的意义 1
第二节 异常高地应力储层基本概念 2
一、地应力的基本概念 2
二、异常高应力储层的概念 5
第三节 异常高应力储层油气资源概述 6
一、国外异常高应力储层油气资源 6
二、国内异常高应力储层油气资源 9
第四节 异常高应力储层改造面临的挑战 10
一、异常高应力储层改造面临的主要难题 10
二、异常高破裂压力储层的成因分析 11
第五节 异常高应力储层改造关键理论与技术 20
参考文献 22
第二章 异常高应力储层改造深部岩体力学基础理论 23
第一节 深部岩体力学概述及特征 23
一、深部岩体概述 23
二、深部岩体国内外开采状况 24
第二节 深部岩体力学特征 26
一、深部岩体力学环境特征 26
二、深部岩石力学特性 28
第三节 深部岩体本构关系 30
一、弹性本构模型 31
二、非线性本构模型 33
三、节理岩体本构模型 41
四、裂隙岩体损伤本构模型 44
五、黏性岩体本构模型 51
第四节 深部岩体强度准则 55
一、Mohr-Coulomb强度准则 55
二、Drucker-Prager强度准则 57
三、三剪强度准则 57
四、格里菲斯（Griffith）强度理论 58
五、Walsh-Brace各向异性拉伸破坏准则 62
六、各向异性剪切破坏准则 63
七、Hill各向异性失效准则 65
八、Hoek-Brown强度准则 66
参考文献 68
第三章 深部高应力储层破裂压力预测理论 69
第一节 深部储层射孔井岩石起裂准则 69
一、断裂力学基本理论 69
二、射孔井储层岩石起裂准则 70
第二节 射孔井破裂压力预测有限元模型 72
一、弹性体有限元基本方程 72
二、射孔井破裂压力预测有限元模拟 74
第三节 深部高应力储层射孔井破裂压力预测 83
一、物理模型及边界条件 83
二、射孔参数优化降低破裂压力 85
参考文献 89
第四章 深部裂缝性储层水力裂缝扩展模拟研究 91
第一节 深部裂缝性储层水力裂缝扩展难点 91
一、常规对称双翼水力裂缝扩展模拟现状 91
二、裂缝性储层水力裂缝扩展模拟难点 94
第二节 裂缝性储层水力裂缝扩展模拟理论 97
一、扩展有限元法概述 97
二、水力载荷等效加载 101
三、模拟模型中天然裂缝的表征 105
四、水力裂缝与天然裂缝相互作用准则 107
第三节 裂缝性储层水力裂缝扩展影响因素分析 110
一、水平主应力差 110
二、逼近角 112
三、天然裂缝杨氏模量 113
四、天然裂缝泊松比 114
五、天然裂缝条数 114
参考文献 118
第五章 酸损伤降低碎屑岩储层破裂压力理论 120
第一节 碎屑岩储层及岩石强度特征 120
一、碎屑岩岩石矿物特征 120
二、碎屑岩储层岩石强度特征 122
第二节 酸损伤降低碎屑岩强度机理实验研究 126
一、实验流程与参数获取 127
二、黏土矿物与酸反应研究 128
三、骨架矿物与酸反应研究 143
四、酸损伤降低岩石强度实验研究 150
第三节 碎屑岩储层酸损伤定量预测理论 162
一、酸损伤变量预测基础理论 162
二、碎屑岩酸损伤变量预测模型 166
三、酸损伤预测模型验证及应用 176
第四节 碎屑岩储层酸损伤破裂压力定量预测 181
一、破裂压力预测基础参数 181
二、酸损伤降低碎屑岩储层破裂压力影响因素分析 182
第五节 酸损伤降低碎屑岩储层破裂压力优化设计 190
一、DY1井基本情况 190
二、酸液体系及施工参数优化 194
三、现场实施及效果分析 199
参考文献 200
第六章 酸损伤降低碳酸盐岩储层破裂压力理论 201
第一节 碳酸盐岩储层及岩石强度特征 201
一、基本类型 201
二、结构组分 202
三、碳酸盐岩与碎屑岩差异 204
四、岩石强度 205
第二节 酸损伤降低碳酸盐岩强度机理研究 205
一、实验过程准备 206
二、实验结果分析 208
第三节 碳酸盐岩储层酸损伤变量定量预测理论 218
一、模型基本假设 218
二、碳酸盐岩储层酸损伤复量预测数学模型 218
三、酸岩反应动力学参数测定 221
四、碳酸盐岩储层酸损伤模型的验证 225
第四节 酸损伤降碳酸盐岩储层破裂压力优化设计及应用 227
一、TP16井基本概况 227
二、异常高破裂压力原因分析 228
三、酸损伤降低碳酸盐岩储层破裂压力施工参数优化 229
四、现场施工及效果分析 231
参考文献 232
第七章 定向射孔降低储层破裂压力模拟及现场应用 233
第一节 射孔参数对斜井压裂影响因素分析 233
一、实验装置 233
二、实验步骤 235
三、射孔参数对斜井压裂破裂压力影响分析 236
第二节 斜井压裂定向射孔优化设计 246
一、定向射孔原理 246
二、定向配套仪器 248
三、定向射孔工艺优化 250
四、定向射孔参数优化 253
第三节 斜井定向射孔降低破裂压力工艺现场应用 256
一、MP46-1井概况 256
二、施工优化设计 257
三、现场实施及效果分析 257
参考文献 259
第八章 燃爆诱导压裂降低高应力储层破裂压力理论 260
第一节 燃爆诱导压裂降低储层破裂压力可行性分析 260
一、燃爆诱导压裂作用原理 260
二、爆燃气体压裂国内外研究现状 261
三、爆燃气体压裂发展趋势 264
四、多级燃速可控诱导压裂机理 265
五、多级燃速可控诱导压裂降低高应力储层破裂压力可行性分析 267
第二节 燃爆诱导压裂药剂体系研制 268
一、火药综合性能要求 268
二、复合药的选择与匹配及理论计算 269
第三节 控制系统及点火药实验研究 273
一、点火药选择设计 273
二、点火药静态点火实验 274
三、延时控制点火技术研究 274
第四节 多级燃速可控诱导压裂技术装置结构设计 276
一、多级燃速可控诱导压裂装置结构设计 276
二、泄气管强度计算 277
三、井筒内多级燃速可控装置爆燃压力计算 278
四、压裂装置火药爆燃压力持压时间计算 279
五、模拟装置地面实验测试 281
第五节 多级燃速可控诱导压裂爆燃气体流动理论分析 282
一、爆燃气体在射孔裂缝内流动模型 283
二、半解析法求解射孔裂缝内气体压力分布 284
三、数值迭代法求解射孔裂缝内气体压力分布 291
第六节 多级燃速可控诱导压裂驱动裂缝扩展耦合作用分析 296
一、基本假定与数学模型 297
二、准静态裂缝扩展理论 298
三、动态裂缝扩展理论 309
第七节 影响多级燃速可控爆燃诱导影响因素分析 313
一、储层埋深 314
二、岩层性质 315
三、爆燃气体升压率 317
四、装药量 318
五、射孔深度 319
六、储层岩石弹性模量 320
第八节 多级燃爆诱导压裂降低储层破裂压力优化设计及现场应用 322
一、CG561井基本概况 322
二、爆燃诱导压裂降低储层破裂压力优化设计 324
三、现场实施及效果分析 325
参考文献 327
第九章 异常高应力储层改造配套措施 328
第一节 加重压裂液体系优化 328
一、加重压裂液适应性分析 328
二、加重压裂液体系性能优化 329
第二节 压裂管柱结构优化 332
一、管柱安全评价 332
二、高应力储层改造管柱优化 337
第三节 超高压压裂装备配套 344
一、压裂泵车改进 344
二、地面流程优化 348
三、超高压施工质量保障控制技术 350
四、超高压压裂施工安全控制技术 352
五、超高压大型压裂实例 357
第四节 网络裂缝酸化工艺优化 359
一、网络裂缝酸化工艺适用性分析 359
二、网络裂缝酸化实验评价 361
三、网络裂缝酸化优化设计及效果分析 364
参考文献 367
索引 369