本书以煤系气储层特性和煤系气运移产出机理的研究为前提，研制了煤系气储层水力压裂专用的防水锁、防水敏、防速敏压裂液体系，并对其增产机理进行探讨；提出煤系气储层缝网改造技术，建立了基于损伤力学的缝网改造数理模型，在ANSYS软件平台下进行了数值模拟。这一技术在水平井和垂直井中得到了成功的应用。
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目录
前言
第1章储层的岩石学特征 1
1.1煤储层的岩石学特征 1
1.1.1煤岩学特征 1
1.1.2煤中类石墨微晶的特征和演化 7
1.2泥页岩的岩石学特征 15
1.2.1矿物组成 15
1.2.2有机质丰度 19
1.2.3有机质类型 20
1.3致密砂岩的岩石学特征 22
第2章储层物性特征 25
2.1煤储层孔裂隙特征 25
2.1.1基质孔隙 25
2.1.2煤储层中的裂隙 31
2.2泥页岩的孔裂隙特征 35
2.2.1孔隙特征 35
2.2.2裂隙特征 39
2.3致密砂岩的孔裂隙特征 41
2.3.1孔隙特征 41
2.3.2裂隙特征 43
2.4麵性 45
2.4.1储层渗透性特征 45
2.4.2影响因素 46
2.4.3各阶段渗透率的获取 55
第3章储层的其他性质 58
3.1储层力学性质 58
3.1.1完整煤岩体力学参数获取 58
3.1.2非完整煤岩体力学参数获取 61
3.2地应力与储层压力 63
3.2.1地应力 63
3.2.2储层压力 68
3.3地下水动力学 77
3.3.1地下水对煤系气的运移和富集的影响 77
3.3.2地下水对煤系气开发的影响 78
第4章煤系气的运移产出过程 81
4.1煤系气理论含量垂向变化 81
4.1.1煤系气的客观存在 81
4.1.2煤系气理论含量垂向变化 84
4.2煤系气的微孔超压赋存环境 85
4.2.1微孔超压环境的形成机制 86
4.2.2基于微孔超压的煤与瓦斯突出机理 91
4.2.3微孔超压环境对煤系气资源量估算的影响 92
4.3煤系气的运移产出机理 97
4.3.1饱和单相水流阶段 98
4.3.2不饱和单相水流阶段 99
4.3.3气水两相流阶段 103
4.4气水两相流阶段的段塞流形成机理 114
4.4.1非稳态段塞流实验 116
4.4.2液相物性参数对段塞流特性影响研究 121
4.4.3煤储层段塞流的形成机理 122
第5章缝网改造压裂液增产机理 128
5.1含气相压裂液的增产机理 128
5.1.1含气相压裂液研究概述 128
5.1.2自生氮压裂液 129
5.1.3伴注液氮压裂液 137
5.1.4伴注二氧化破压裂液 137
5.2强氧化性压裂液增产机理 142
5.2.1强氧化性压裂液的研究现状 142
5.2.2强氧化性压裂液的制备 143
5.2.3增解作用 143
5.2.4溶蚀增透作用 152
5.2.5增产机理 154
5.3含微生物压裂液的增产机理 169
5.3.1煤层气生物工程的研究现状 169
5.3.2生物气的资源贡献 171
5.3.3增解作用 173
5.3.4增产机理 174
5.4表面活性剂增产机理 182
5.4.1表面活性剂的优选 183
5.4.2防水敏增产机理 187
5.4.3防速敏增产机理 191
5.4.4防水锁增产机理 198
5.5不同压裂液的配伍性 206
5.5.1自生氮压裂液与AN的配伍性 206
5.5.2二氧化氯与AN的配伍性 208
5.5.3生物菌液与AN的配伍性 210
第6章缝网改造技术原理 213
6.1缝网改造历史与现状 213
6.1.1水力压裂 213
6.1.2缝网改造 214
6.1.3煤岩体弹脆性损伤模型研究现状 215
6.1.4损伤力学在压裂中的应用现状 216
6.2缝网改造增透机理 217
6.2.1径向引张裂缝 217
6.2.2剪切裂缝 219
6.2.3周缘引张裂缝 219
6.2.4裂缝转向与多级裂缝的形成 220
6.3基于损伤力学的缝网改造数理模型 222
6.3.1煤岩体损伤模型 222
6.3.2孔隙流体流动的微分方程 226
6.3.3张拉劈裂准则 227
6.3.4滑动劈裂准则 228
6.3.5损伤渗透率 229
6.4缝网改造数值模拟 230
6.4.1缝网演化计算流程 230
6.4.2水力压裂基本参数 231
6.4.3缝网演化规律及影响因素 233
6.5煤系气储层缝网演化规律实验研究 239
6.5.1应力状态对缝网演化的影响 239
6.5.2不同排量压裂实验研究 244
6.5.3分段压裂实验研究 248
第7章缝网改造技术 254
7.1四变压裂技术 254
7.1.1变排量压裂 254
7.1.2变砂比压裂 255
7.1.3变压裂液与支撑剂技术 256
7.1.4其他措施 257
7.2水平井缝网改造技术 258
7.2.1水平井井位选择及井身结构 258
7.2.2分段(层）多簇射孔原则 260
7.2.3分段压裂工艺 260
7.2.4入井材料 264
7.2.5泵注程序 264
7.3垂直井缝网改造技术 265
7.3.1开发层系的选择 265
7.3.2射孔方式 266
7.3.3入井材料 267
7.3.4压裂工艺 268
7.4空气动力激荡缝网改造技术 268
7.4.1技术原理 269
7.4.2空气动力激荡技术 273
第8章缝网改造技术的应用 276
8.1煤系气储层垂直井缝网改造技术的应用 276
8.1.1煤系气储层基本属性 276
8.1.2垂直井压裂模拟 282
8.1.3缝网改造实施 286
8.1.4缝网改造效果分析 290
8.1.5下一步开发建议 299
8.2煤系气储层水平井缝网改造技术应用 299
8.2.1煤系气储层基本属性 299
8.2.2水平井缝网改造工艺参数优化 302
8.2.3试验区水平井缝网改造施工情况 308
8.2.4试验区水平井缝网改造效果评价 310
参考文献 312
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