目錄
前言
第1章 煤層氣和頁岩氣納微米孔隙流動數學模型 1
1.1 煤層氣和頁岩氣考慮擴散的納微米孔隙流動多組分數學模型 1
1.1.1 多孔介質中不同流態的表征機理 1
1.1.2 對不同模型進行了程序實現 3
1.1.3 擴散模型 5
1.2 考慮吸附/解吸附的微納米孔隙流動多組分數學模型 7
1.2.1 Langmuir吸附等溫式 7
1.2.2 Freundlich經驗公式 8
1.2.3 帶參數的Langmuir吸附等溫式 8
1.2.4 BET 模型 8
1.2.5 DR 模型 9
1.2.6 DA 模型 9
1.3 煤層氣和頁岩氣多相流體滲流與岩石應力-應變的全耦合數值模型 9
1.3.1 流動方程 9
1.3.2 氣體吸附及擴散方程 11
1.3.3 地質力學耦合模型 11
1.3.4 滲透率及孔隙度變化 11
1.3.5 參數敏感性分析測試 12
1.3.6 煤粉、水、氣三相耦合流動模型 19
第2章 基於天然/人工裂縫的裂縫處理技術 28
2.1 網狀縫、微細裂縫的連續網格處理技術 28
2.2 大尺度天然/人工裂縫的離散裂縫處理技術 29
第3章 復雜裂縫網絡分布下的非結構化網格生成技術 36
3.1 Delaunay網格繫統簡介 37
3.2 經典Delaunay三角網生成方法 38
3.2.1 Bowyer-Watson 算法 38
3.2.2 陣面推進法 39
3.3 控制子域Delaunay三角化方法 40
3.3.1 控制權因子的確定 41
3.3.2 剖分區域布點 41
第4章 非結構化網格傳導率處理與連通表征技術 49
4.1 基質與基質(M-M)的傳導率 50
4.2 基質-裂縫(M-F)傳導率 51
4.3 裂縫與裂縫(F-F)的傳導率 51
4.3.1 相連裂縫網格之間的傳導率 52
4.3.2 相交裂縫網格之間的傳導率 53
4.4 介質之間的竄流量 54
4.4.1 離散裂縫-基質之間的竄流量 54
4.4.2 全局裂縫-基質之間的竄流量 55
4.4.3 介質與井筒間的井指數 57
第5章 基於非結構化網格的復雜結構井與儲層流動耦合模擬方法 64
5.1 分級多段壓裂復雜結構井多段井處理技術 64
5.1.1 分級多段壓裂井模型 64
5.1.2 井筒流態分析 66
5.1.3 井段內部多相流模型 68
5.2 分級多段壓裂復雜結構井與儲層流動耦合處理技術 79
5.2.1 質量守恆方程 79
5.2.2 動量守恆方程(壓降方程) 79
5.2.3 井控制方程 80
5.2.4 輔助方程 80
第6章 多段壓裂水平井的產能預測方法 84
6.1 水平井產能預測解析法 84
6.1.1 Joshi公式的推導思路 84
6.1.2 Joshi公式的推導過程 85
6.2 壓裂水平井的產能預測解析法 86
6.2.1 郎兆新方法的推導過程 87
6.2.2 範子菲方法的推導過程 88
6.2.3 苗和平方法的推導過程 91
6.2.4 曲鴻雁方法的推導過程 92
6.3 壓裂水平井產量的解析解與數值模擬結果對比 96
6.3.1 壓裂井水平數值模擬模型的建立 96
6.3.2 數值解與解析解的比較 97
6.4 多段井條件下數值解與解析解的比較 99
6.5 常規井與多段井條件下數值解的比較分析 102
6.6 結論和認識 103
第7章 數值模擬模型及模型的離散求解繫統 105
7.1 不同尺度介質自適應的流態識別技術 105
7.2 數值模擬繫統控制方程 106
7.3 離散方程及Jacobi矩陣 107
7.3.1 殘差 107
7.3.2 流動項 107
7.3.3 累積項 119
7.3.4 源彙項 121
7.3.5 其他問題(注意事項) 124
7.4 考慮不同非線性滲流機理的離散模型 128
7.4.1 滑脫與擴散 128
7.4.2 吸附與解吸 131
7.4.3 高速非達西 133
7.4.4 啟動壓力梯度 134
7.4.5 壓敏效應 136
第8章 煤層氣和頁岩氣藏裂縫建模與數值模擬應用 140
8.1 煤層氣和頁岩氣藏數值模擬軟件 140
8.1.1 軟件的基本介紹 140
8.1.2 軟件的特色功能 142
8.2 煤層氣和頁岩氣數值模擬軟件應用 143
8.2.1 煤層氣實際區塊數值模擬應用 143
8.2.2 頁岩氣實際區塊數值模擬應用 148
第9章 總結與展望 166
9.1 各種方法的優缺點及應用範圍 166
9.2 趨勢及發展方向 167
參考文獻 169