第1章 绪论 1
1.1页岩气无水压裂开发的背景及意义 1
1.2页岩气开发的主要无水压裂技术方式 2
1.2.1二氧化碳压裂技术 2
1.2.2氮气压裂技术 3
1.2.3泡沫压裂技术 3
1.2.4丙烷/LPG压裂技术 4
1.2.5高能气体压裂技术 4
1.3页岩气高能气体压裂技术可行性分析 4
1.4页岩气储层基本特征及对压裂改造的影响 6
1.4.1页岩气储层基本特征 6
1.4.2页岩气储层特征对储层改造的影响 9
第2章 高能气体压裂可压性评价方法 14
2.1基于矿物组分含量和细观力学的页岩脆性破坏分析 14
2.1.1破坏问题的研究尺度 14
2.1.2建立数值模型的基本方法 15
2.1.3数值试验 16
2.1.4试验结果与分析 21
2.1.5页岩脆性破坏分析 27
2.2页岩岩石力学参数对高能气体压裂效果的影响 28
2.2.1水平井高能气体压裂模拟 28
2.2.2岩石力学参数对压裂效果的影响及分析 32
2.3页岩储层高能气体压裂可压性评价方法的建立及应用 35
2.3.1可压性评价参数优选 35
2.3.2可压性评价模型的建立 37
2.3.3可压性评价方法应用 44
第3章 高能气体压裂裂缝起裂与扩展规律 47
3.1高能气体压裂裂缝扩展模型 47
3.1.1液体火药燃烧规律 47
3.1.2压裂裂缝扩展模型 48
3.2页岩气储层水平井高能气体压裂裂缝起裂规律 53
3.2.1水平井筒与孔眼应力分布 53
3.2.2裂缝起裂判据及破裂压力计算 55
3.2.3裂缝起裂的动态有限元分析 57
3.2.4实例计算 60
3.2.5影响裂缝起裂与扩展参数分析 64
3.3页岩储层水平井高能气体压裂裂缝扩展规律 73
3.3.1高能气体驱动裂缝扩展的流固耦合分析 73
3.3.2高能气体压裂压力加载过程 77
3.3.3求解结果分析 77
第4章 高能气体压裂裂缝渗流规律 87
4.1页岩气藏气体流动特点 87
4.1.1 Knudsen方程 87
4.1.2不同流动形式数学模型 88
4.2页岩气藏基质渗流规律 89
4.2.1气体吸附厚度计算 89
4.2.2流动区域划分方法 91
4.2.3气体质量通量计算方法 91
4.2.4表观渗透率计算方法 92
4.3水平井高能气体压裂裂缝网络渗流模型 95
4.3.1水平井高能气体压裂裂缝渗流物理模型 95
4.3.2双孔双渗数学模型建立 96
4.3.3离散裂缝网络模型建立 102
4.4模型求解及参数分析 104
4.4.1基本参数整理 105
4.4.2吸附厚度计算及流动区域划分 110
4.4.3表观渗透率计算及分析 114
4.4.4双孔双渗模型求解 116
4.4.5离散裂缝模型求解 119
4.4.6模型求解结果对比分析 123
4.4.7影响因素分析 124
第5章 高能气体压裂液体火药配方及优化设计 137
5.1液体火药作用机理 137
5.2液体火药配方性能参数设计 137
5.2.1液体火药配方组成 137
5.2.2氧化剂和燃烧剂的选择 138
5.3液体火药配方组分配比理论分析 141
5.3.1液体火药能量参数 141
5.3.2液体火药能量参数计算依据 142
5.3.3液体火药能量参数计算方法 143
5.3.4基于非氧平衡状态的液体火药能量示性数计算 143
5.3.5基于零氧平衡状态的液体火药能量示性数计算 152
5.3.6液体火药理论配方配比 155
5.4液体火药能量参数实验 156
5.4.1液体火药的配制 156
5.4.2液体火药燃烧P-t测试实验 159
5.4.3液体火药爆热弹实验 165
5.5大尺寸室外模拟实验 167
5.5.1实验原理及设施 167
5.5.2实验准备 167
5.5.3实验步骤 170
5.5.4实验结果及分析 170
5.6液体火药优化设计 172
5.6.1液体火药使用温度优化 172
5.6.2液体火药点火性能优化 173
5.6.3液体火药安全性能参数分析 174
参考文献 175