高清PDF《煤层气 页岩气藏裂缝建模与数值模拟》龚斌

本书系统总结了煤层气和页岩气藏精细建模与数值模拟方法与流程，主要包括：建立了煤层气和页岩气纳微米孔隙流动、扩散、解吸附、流固耦合、多组分流动数学模型，形成了煤层气/页岩气基于天然/人工裂缝的裂缝处理技术、复杂裂缝网络分布下的非结构化网格生成技术、非结构化网格传导率处理与连通表征技术，建立了基于非结构化网格的复杂结构井与储层流动耦合模拟方法，形成了煤层气/页岩气多段压裂水平井的产能预测方法，建立了考虑不同介质及不同非线性渗流机理的煤层气和页岩气数值模拟模型以及模型的离散求解系统，并展示了煤层气和页岩气建模与数值模拟应用的若干实例，对煤层气和页岩气裂缝建模与数值模拟方法研究的动态与发展趋势做了总结和展望
本书可供从事油气田开发的科技人员使用，也可供石油院校师生阅读参考。

随着天然气藏开发的深人以及国内外对天然气资源需求的增加，煤层气、页岩气作为新型的非常规天然气资源，受到越来越多的关注。2000年以来，中国天然气年消费量增长了2.3倍，并呈加速增长趋势，预计到2020年全国天然气需求量将达到2930亿立方米，缺口达1000亿立方米以上。中国煤层气、页岩气资源类型多、分布广、潜力大，主要盆地的资源量估算约为26万亿立方米，但勘探开发尚处于起步阶段，尚未形成系统、成熟的核心技术。当前形势下，加快煤层气、页岩气资源开发利用进程对于缓解我国天然气需求压力、加强能源安全具有重要意义
煤层气、页岩气储层描述与模拟的一大难点是储层中同时存在纳微米孔隙和不同尺度的裂缝系统。与常规储层的孔隙介质相比，煤层气、页岩气储层的纳微米孔隙介质在岩性、储集空间、渗流机理特征与参数不确定性等诸多方面存在明显的差异，开发过程也表现出明显的差异化特征。而另一方面，煤层气、页岩气储层裂缝对煤层气、页岩气藏的开发更是具有重要的影响。当前，对储层中的天然裂缝和人工裂缝构成的复杂缝网的描述与模拟技术仍是一个重大的技术挑战。
本书编写组针对煤层气、页岩气藏裂缝建模与数值模拟的技术瓶颈，借鉴国内外当前最先进的科研成果，开展了开发地质、岩石力学、渗流力学、油藏工程以及计算机工程等多学科交叉联合攻关研究，建立了煤层气、页岩气纳微米孔隙流动、扩散、解吸附、流固耦合、多组分流动数学模型，形成了天然与人工复杂缝网处理技术、复杂裂缝网络分布下的非结构化网格生成技术、非结构化网格传导率处理与连通表征技术，建立了基于非结构化网格的复杂结构井与储层流动耦合模拟方法，形成了煤层气、页岩气多段压裂水平井的产能预测方法，建立了针对不同介质及不同非线性渗流机理的煤层气和页岩气数值模拟模型及模型的离散求解系统。在煤层气、页岩气藏裂缝精细描述、高分辨率离散裂缝建模、复杂裂缝渗流模型及离散裂缝高效数值模拟等多方面取得了创新性的技术成果。在此基础上，成功研发了裂缝建模与数值模拟软件系统，这对裂缝型油气藏的高效开发具有重要的指导作用和借鉴意义。

内容索引：

第1章煤层气和页岩气纳微米孔隙流动数学模型
1.1煤层气和页岩气考虑扩散的纳微米孔隙流动多组分数学模型1
1.1.1多孔介质中不同流态的表征机理…1
1.1.2对不同模型进行了程序实现3
1.1.3扩散模型5
1.2考虑吸附/解吸附的微纳米孔隙流动多组分数学模型7
1.2.1 Langmuir吸附等温式7
1.2.2Freundlich经验公式8
1.2.3带参数的Langmuir吸附等温式8
1.2.4BET模型8
1.2.5DR模型…9
1.2.6DA模型9
1.3煤层气和页岩气多相流体渗流与岩石应力-应变的全耦合数值模型9
1.3.1流动方程9
1.3.2气体吸附及扩散方程…11
1.3.3地质力学耦合模型11
1.3.4渗透率及孔隙度变化…11
1.3.5参数敏感性分析测试…12
1.3.6煤粉、水、气三相耦合流动模型19
第2章基于天然/人工裂缝的裂缝处理技术28

2.1网状缝、微细裂缝的连续网格处理技术28
2.2大尺度天然/人工裂缝的离散裂缝处理技术29
第3章复杂裂缝网络分布下的非结构化网格生成技术36
3.1 Delaunay网格系统简介37
3.2经典Delaunay三角网生成方法…38
3.2.1 Bowyer--Watson算法38
3.2.2阵面推进法39
3.3控制子域Delaunay三角化方法40
3.3.1控制权因子的确定41
3.3.2剖分区域布点……41
第4章非结构化网格传导率处理与连通表征技术49
4.1基质与基质(M-M)的传导率…50

4.2基质-裂缝(M-F)传导率51
4.3裂缝与裂缝(F-F)的传导率51
4.3.1相连裂缝网格之间的传导率52
4.3.2相交裂缝网格之间的传导率…53
4.4介质之间的窜流量…54
4.4.1离散裂缝-基质之间的窜流量54
4.4.2全局裂缝-基质之间的窜流量55
4.4.3介质与井筒间的井指数…57
第5章基于非结构化网格的复杂结构井与储层流动耦合模拟方法64
5.1分级多段压裂复杂结构井多段井处理技术…64
5.1.1分级多段压裂井模型…64
5.1.2井筒流态分析…66
5.1.3井段内部多相流模型…68
5.2分级多段压裂复杂结构井与储层流动耦合处理技术79
5.2.1质量守恒方程…79
5.2.2动量守恒方程（压降方程）…79
5.2.3井控制方程…80
5.2.4辅助方程….....80
第6章多段压裂水平井的产能预测方法84
6.1水平井产能预测解析法84

6.1.1 Joshi公式的推导思路…84
6.1.2 Joshi公式的推导过程…85
6.2压裂水平井的产能预测解析法…86
6.2.1郎兆新方法的推导过程…87
6.2.2范子菲方法的推导过程…88
6.2.3苗和平方法的推导过程…91
6.2.4曲鸿雁方法的推导过程……92
6.3压裂水平井产量的解析解与数值模拟结果对比…96
6.3.1压裂井水平数值模拟模型的建立…96
6.3.2数值解与解析解的比较……97
6.4多段井条件下数值解与解析解的比较…99
6.5常规井与多段井条件下数值解的比较分析102
6.6结论和认识103
第7章数值模拟模型及模型的离散求解系统…105
7.1不同尺度介质自适应的流态识别技术105
7.2数值模拟系统控制方程106
7.3离散方程及Jacobi矩阵107
7.3.1残差……107

7.3.2流动项107
7.3.3累积项119
7.3.4源汇项121
7.3.5其他问题（注意事项）…124
7.4考虑不同非线性渗流机理的离散模型128
7.4.1滑脱与扩散128
7.4.2吸附与解吸131
7.4.3高速非达西133
7.44启动压力梯度…134
7.4.5压敏效应136
第8章煤层气和页岩气藏裂缝建模与数值模拟应用…140
8.1煤层气和页岩气藏数值模拟软件140
8.1.1软件的基本介绍…140
8.1.2软件的特色功能…142
8.2煤层气和页岩气数值模拟软件应用143
8.2.1煤层气实际区块数值模拟应用…143
8.2.2页岩气实际区块数值模拟应用…148
第9章总结与展望…166
9.1各种方法的优缺点及应用范围
166
9.2趋势及发展方向167
参考文献…169

投稿会员：芳华