绪论 1
第1章 页岩储层基本特征 5
1.1 页岩地质特征 5
1.1.1 页岩沉积特征 5
1.1.2 页岩气赋存特征 8
1.1.3 页岩油气有机地化特征 12
1.1.4 页岩油气形成机理、条件及主控因素 13
1.2 页岩物理性质 21
1.2.1 页岩物理性质 22
1.2.2 岩石矿物学特征 25
1.3 页岩力学性质 26
1.3.1 物理实验方法 27
1.3.2 测井解释方法 32
1.4 页岩气资源评价 36
1.4.1 类比法 36
1.4.2 成因法 37
1.4.3 统计法 38
第2章 页岩体积裂缝形成机理 42
2.1 体积裂缝概念 42
2.2 体积裂缝形成机理 44
2.2.1 体积裂缝破裂机理 45
2.2.2 体积裂缝延伸规律 47
2.2.3 体积裂缝扩展计算模型 55
2.3 体积裂缝形成条件 62
2.3.1 地质条件 62
2.3.2 工程条件 66
2.4 体积压裂工艺设计 70
2.4.1 体积压裂工艺特征与方法 71
2.4.2 压裂材料特性与优化方法 75
第3章 页岩气水平井压裂优化设计 80
3.1 压裂“甜点”分析 80
3.1.1 “甜点”概念及影响因素 80
3.1.2 “甜点”测评方法 84
3.1.3 “甜点”综合分析 89
3.2 水平井分段压裂方案设计 92
3.2.1 射孔方案设计 93
3.2.2 裂缝形态模拟 96
3.2.3 压裂工艺参数优化 97
3.3 测试压裂分析 98
3.3.1 微注测试 98
3.3.2 平衡测试＋校正压裂测试 103
3.3.3 诱导注入小型压裂测试 106
3.4 压裂液及支撑剂优选 109
3.4.1 压裂液优选 109
3.4.2 支撑剂优选 110
3.5 段塞设计 111
3.5.1 液体段塞数优化 111
3.5.2 支撑剂段塞量优化 114
3.6 施工设计 116
3.6.1 压裂设计思路 116
3.6.2 分段设计 116
3.6.3 裂缝长度与压裂规模设计 117
3.6.4 射孔参数设计 118
3.6.5 施工压力预测 118
3.6.6 压裂液 119
3.6.7 支撑剂 119
3.6.8 施工参数与泵注程序 119
3.7 产能预测 121
3.7.1 物理模型 123
3.7.2 数学模型 123
3.7.3 页岩气井产量递减规律 127
第4章 井下分段压裂管柱与施工工艺 130
4.1 射孔—桥塞联作水平井分段压裂管柱系统 130
4.1.1 工艺原理 130
4.1.2 管柱结构 131
4.1.3 关键技术 132
4.1.4 施工步骤 133
4.1.5 工艺优缺点分析 133
4.2 裸眼滑套封隔器分段压裂管柱系统 134
4.2.1 工艺原理 134
4.2.2 管柱结构 135
4.2.3 关键技术 135
4.2.4 施工步骤 138
4.2.5 工艺优缺点分析 139
4.3 多级滑套固井分段压裂完井管柱系统 139
4.3.1 工艺原理 140
4.3.2 管柱结构 140
4.3.3 关键技术 140
4.3.4 施工步骤 144
4.3.5 工艺优缺点分析 144
4.4 免钻桥塞多级分段压裂管柱系统 145
4.4.1 工艺原理 145
4.4.2 管柱结构 145
4.4.3 关键技术 145
4.4.4 施工步骤 145
4.4.5 工艺优缺点分析 146
4.5 丛式滑套多级分段压裂管柱系统 146
4.5.1 工艺原理 146
4.5.2 管柱结构 146
4.5.3 关键技术 146
4.5.4 施工步骤 146
4.5.5 工艺优缺点分析 147
4.6 连续油管水力喷射分段压裂管柱系统 148
4.6.1 水力喷砂射孔原理 148
4.6.2 水力喷射分段压裂工艺原理 149
4.6.3 管柱结构 150
4.6.4 流体摩阻计算 150
4.6.5 关键技术 153
4.6.6 施工步骤 157
4.6.7 工艺优缺点分析 157
4.7 分支水平井分段压裂管柱系统 158
4.7.1 完井技术 158
4.7.2 井身结构优化 158
4.7.3 管柱结构 159
4.7.4 关键技术 159
4.7.5 实例分析 160
4.8 水平井分段压裂管柱力学计算模型 162
4.8.1 动力学基本方程 162
4.8.2 数学力学模型分析 164
4.8.3 管柱基本效应的力学分析模型 168
4.8.4 管柱强度校核模型 169
4.8.5 管柱通过性计算模型 170
第5章 压裂材料 179
5.1 压裂液与添加剂 179
5.1.1 主要类型 179
5.1.2 添加剂种类与特性 181
5.2 支撑剂 192
5.2.1 支撑剂类型 192
5.2.2 支撑剂的物理性能及评价方法 194
5.2.3 影响因素分析 198
5.2.4 新型超低密度支撑剂 199
5.3 返排液处理技术 202
5.3.1 返排液处理分析 202
5.3.2 返排液处理技术 203
第6章 页岩气压裂测试技术与压后评估方法 205
6.1 页岩储层测录井技术 205
6.1.1 测井技术 206
6.1.2 随钻测井技术 209
6.1.3 录井技术 215
6.2 页岩气井压裂微地震监测技术 218
6.2.1 技术原理 219
6.2.2 监测方法 223
6.2.3 案例分析 225
6.3 页岩气水平井压后评估技术 230
6.3.1 压后返排示踪剂监测技术 230
6.3.2 井筒分布式裂缝监测技术 233
6.3.3 水平井生产剖面测试方法 235
6.3.4 压后试井评价技术 239
6.3.5 压后生产动态分析技术 240
第7章 页岩油气压裂新技术 245
7.1 “井工厂”压裂技术 245
7.1.1 “井工厂”技术特征 246
7.1.2 “井工厂”压裂设备组成 247
7.1.3 技术发展前景 248
7.2 同步压裂技术 248
7.2.1 技术应用特征 248
7.2.2 现场试验情况 250
7.2.3 技术发展前景 251
7.3 “拉链式”压裂技术 251
7.3.1 技术应用特征 252
7.3.2 现场试验情况 252
7.3.3 技术发展前景 254
7.4 爆燃压裂技术 254
7.4.1 技术特征 254
7.4.2 技术发展历程 255
7.4.3 现场应用情况 256
7.4.4 技术发展前景 257
7.5 气枪技术 257
7.5.1 技术特征 257
7.5.2 现场应用情况 259
7.5.3 技术发展前景 260
7.6 液态二氧化碳压裂技术 260
7.6.1 技术特征 260
7.6.2 应用特征 260
7.6.3 现场应用情况 261
7.6.4 技术发展前景 266
7.7 高速通道压裂技术 266
7.7.1 技术特征 266
7.7.2 技术实施方法 267
7.7.3 现场应用情况 268
7.7.4 技术发展前景 268
7.8 液化石油气（LPG）压裂技术 269
7.8.1 LPG压裂液组成和性能 269
7.8.2 LPG压裂施工技术 272
7.8.3 现场试验情况 275
7.9 多级滑套固井压裂技术 276
7.9.1 技术特征 276
7.9.2 现场试验情况 276
7.9.3 技术发展前景 278
第8章 实例分析 279
8.1 四川盆地涪陵地区JY1井 279
8.1.1 概况 279
8.1.2 地质特征 279
8.1.3 钻完井情况 280
8.1.4 射孔—桥塞联作分段压裂工艺技术 282
8.1.5 压后效果评价分析 286
8.2 泌阳盆地BY1井 288
8.2.1 概况 288
8.2.2 地质特征 288
8.2.3 钻完井情况 289
8.2.4 射孔—桥塞联作分段压裂工艺技术 290
8.2.5 压后效果评价分析 291
8.3 威远页岩区块WY1井 292
8.3.1 概况 292
8.3.2 地质特征 292
8.3.3 钻完井情况 293
8.3.4 压裂工艺技术 294
8.3.5 压后效果 298
8.4 美国吉丁斯页岩 298
8.4.1 地质构造和地层学 298
8.4.2 储层物性 300
8.4.3 压裂设计 300
8.4.4 油田应用进展 302
8.4.5 压裂效果评估 303
8.5 美国巴肯页岩 303
8.5.1 地质概况与地层学 304
8.5.2 储层物性 306
8.5.3 压裂设计 306
8.5.4 油田应用进展 309
8.5.5 压裂效果评估 310
8.6 美国马塞勒斯页岩 310
8.6.1 地质背景与地层学 311
8.6.2 储层物性 312
8.6.3 压裂设计 312
8.6.4 油田应用进展 313
8.6.5 压裂效果评估 314
8.7 美国巴内特页岩 314
8.7.1 概况 314
8.7.2 地质特征 315
8.7.3 钻完井情况 315
8.7.4 同步压裂工艺技术 316
8.7.5 压后效果评价分析 317
8.8 美国威利斯顿盆地巴肯页岩 318
8.8.1 概况 318
8.8.2 地质特征 319
8.8.3 水平井开发技术 322
8.8.4 重复压裂工艺技术 325
8.8.5 压后效果评价分析 326
参考文献 331