煤层气井水力压裂计算原理及应用

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出版者:中国地质大学出版社
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页数:0
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出版时间:1900-01-01
价格:12
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isbn号码:9787562512530
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图书标签:
  • 煤层气
  • 水力压裂
  • 井下工程
  • 油气工程
  • 储层工程
  • 计算方法
  • 工程应用
  • 页岩气
  • 低渗透油气藏
  • 压裂设计
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具体描述

深度解析:现代能源开发的关键技术 本书致力于系统梳理和深入剖析现代能源领域中一项至关重要的技术——水力压裂。我们将从其基本原理出发,逐步深入到复杂计算模型的构建与应用,最终探讨其在实际工程中的多样化部署与优化策略,旨在为能源行业的专业人士、科研人员以及相关领域的研究生提供一本全面、严谨、实用的参考资料。 核心内容概览: 第一部分:水力压裂技术的基础理论 能源开采的演进与水力压裂的定位: 追溯传统油气开采方式的局限性,阐述非常规油气(如页岩油、致密油气、煤层气)的出现如何催生了对高效增产技术的需求,并在此背景下明确水力压裂技术的核心作用和战略意义。 水力压裂的物理机制: 详细解释在地下高压作用下,压裂液如何渗透至储层岩石的微裂隙和孔隙,并在此过程中引发岩石破裂,形成人工裂缝。我们将深入探讨裂缝的萌生、扩展、稳定以及流体在其中的流动特性,包括流体的粘度、弹性、对岩石渗透率的影响等关键参数。 压裂液的组成与作用: 全面介绍压裂液的各种组分,如清水、增稠剂、交联剂、破胶剂、缓蚀剂、杀菌剂、稳定剂以及支撑剂等。深入分析每种组分在压裂过程中的具体功能,例如增稠剂如何提供携带支撑剂的能力,交联剂如何提高流体的粘度以克服岩石基质阻力,以及支撑剂在稳定裂缝中的重要作用。 支撑剂的选型与性能: 重点阐述支撑剂在维持人工裂缝导流能力中的关键作用。我们将详细介绍不同类型支撑剂(如石英砂、陶瓷砂、复合材料)的物理化学性质,包括粒径、圆整度、抗压强度、化学稳定性等。深入分析这些参数如何影响支撑剂在裂缝中的嵌入、桥接以及最终的导流效率。 第二部分:水力压裂过程的计算模型与方法 应力与应变分析: 阐述在地应力(垂直应力、水平主应力)场中,压裂过程中产生的附加应力如何导致岩石的宏观破裂。介绍弹性力学和塑性力学在分析岩石应力状态中的应用,并引入破裂准则(如最大主应力准则、摩尔-库仑准则)来预测裂缝的起始与扩展。 裂缝几何参数的计算: 详细介绍基于不同力学模型(如基于弹性力学破裂力学理论的PKN模型、Rafferty模型,以及考虑流体非牛顿效应和岩石非线性的模型)计算裂缝的长度、高度、宽度以及形状。我们将分析不同模型在不同地质条件下的适用性和局限性。 压裂液流动机理的模拟: 深入探讨压裂液在裂缝中和岩石基质中的流动规律。介绍牛顿流体和非牛顿流体(如幂律流体)的流变学特性,以及如何将其应用于压裂液在裂缝中的流速、压力降和渗透的计算。同时,我们将讨论流体在裂缝中的穿淌、滤失等现象。 支撑剂输送与沉降模型: 详细解析支撑剂在压裂液中被携带、输送以及在裂缝中沉降堆积的动力学过程。介绍基于流体力学原理的支撑剂浓度分布模型、沉降速度模型以及裂缝支撑效率的评估方法。 压裂作业参数优化与设计: 介绍如何结合上述计算模型,对关键压裂参数进行优化,以实现经济高效的增产目标。这包括压裂液的注入排量、注入压力、支撑剂的加砂量与浓度、压裂液的类型与用量、裂缝间隔与展布等。我们将探讨如何利用数值模拟和优化算法来指导现场压裂作业的设计。 第三部分:水力压裂技术的工程应用与发展 煤层气井水力压裂的特点与挑战: 聚焦煤层气这一特定非常规能源。深入分析煤层气储层的独特性质,如低渗透性、高孔隙度、甲烷吸附等,以及这些特性对水力压裂技术提出的特殊要求。讨论煤层气水力压裂过程中常见的挑战,例如裂缝闭合、支撑剂堵塞、煤层吸附气体释放影响等。 多段压裂技术与丛式井应用: 介绍水平井多段压裂技术如何通过在长水平段内进行多次压裂,大幅度增加储层与井筒的接触面积,从而显著提高产量。探讨丛式井技术在降低开发成本、提高单井产量和土地利用率方面的优势。 智能压裂与连续油管压裂: 介绍智能压裂技术如何通过实时监测和反馈控制,动态调整压裂参数,实现裂缝的精准控制和优化。讲解连续油管技术在重复压裂、分段压裂以及在复杂井况下进行压裂作业的优势。 环境影响与可持续性: 探讨水力压裂过程中可能产生的环境问题,如水资源消耗、地下水污染、诱发地震等,并介绍相应的环境保护措施和风险管控策略,如压裂液回收与再利用、监测技术、以及绿色压裂液的研发等,强调可持续能源开发的重要性。 本书力求理论与实践相结合,通过大量的案例分析和图表展示,使读者能够更直观地理解抽象的计算模型和复杂的工程过程。我们相信,通过对水力压裂技术原理的深入掌握和计算方法的熟练运用,将为现代能源的勘探与开发提供强有力的技术支撑,为实现能源的清洁、高效和可持续利用贡献力量。

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我认为这本书在学术深度和工程应用性之间找到了一个绝佳的平衡点。它并没有因为追求理论的严谨而牺牲掉工程的可操作性,也没有因为强调实用性而忽视了科学原理的阐释。作者在书中巧妙地将复杂的物理化学过程,通过清晰的数学模型和直观的图示呈现出来,使得读者能够深入理解其内在机制。我特别喜欢书中对不同压裂液体系的性能特点和适用范围的详细介绍,这对于我根据不同的煤层条件选择合适的压裂液提供了重要的参考。书中关于裂缝导流能力衰减机理的分析也十分透彻,帮助我理解了影响长期产量的关键因素。我曾在实际工作中尝试过多种压裂方案,但效果总是不尽如人意。阅读这本书后,我发现问题可能出在对裂缝导流能力衰减的认识不足上。书中提供的优化建议,例如采用新型支撑剂和封堵剂,对我改进现有的压裂工艺大有裨益。此外,书中还对煤层气井水力压裂的经济性分析进行了深入探讨,这对于我进行项目评估和成本控制具有重要的指导意义。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本能够提升我专业素养和解决实际问题的智慧宝典。

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这本书在理论与实践的结合上做得非常到位。作者在书中不仅讲解了煤层气井水力压裂的计算原理,还详细介绍了如何将这些原理应用于实际工程设计和施工中。书中提供的各种计算工具和软件应用指南,都经过了大量的实践检验,具有很高的可靠性和准确性。我特别欣赏书中关于压裂参数优化和生产动态分析的部分,作者详细介绍了如何通过数值模拟和生产数据分析,来优化压裂参数,提高煤层气的采收率。书中还提供了一些在实际工程中常见的压裂难题和解决方案,这些经验性的指导对于解决实际工程中的各种突发状况非常有帮助。我曾在实际工作中遇到过压裂过程中井筒酸化的问题,阅读本书后,我才发现原来是压裂液的pH值控制不当导致的,书中提供的解决方案让我成功解决了这个问题。此外,书中还对煤层气井水力压裂的经济性分析进行了深入探讨,这对于我进行项目评估和成本控制具有重要的指导意义。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本能够提升我专业素养和解决实际问题的智慧宝典。

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这本书最大的亮点在于其前瞻性和创新性。作者不仅梳理了当前煤层气井水力压裂领域的主流技术和研究进展,还对未来可能的发展方向进行了有益的探索和展望。书中对新型压裂材料、非常规压裂技术(如CO2压裂、泡沫压裂)的介绍,以及对智能化压裂和大数据应用的探讨,都让我看到了煤层气开发技术的未来潜力。我尤其关注书中关于压裂效果的长期评价和生产动态监测的章节,作者详细介绍了如何通过生产数据来分析压裂效果的衰减规律,并据此进行二次压裂或优化生产管理,以最大化煤层气的采收率。我曾在多个项目上遇到过初期产量高但后期衰减迅速的问题,通过阅读书中关于长期评价的章节,我找到了分析问题和制定对策的方法。书中还对一些新兴的裂缝监测技术进行了介绍,例如微地震监测和声发射监测,并分析了这些技术在优化压裂设计和评估压裂效果方面的应用前景。这本书不仅提供了解决当前问题的方案,更激发了我对未来煤层气开发技术的思考,让我对这个行业的发展充满了期待。

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这本书给我带来的最直观的感受是其极强的实用性和可操作性。作者在书中不仅讲解了理论原理,更重要的是,他将这些理论知识转化为了一系列可以直接应用于实际工程的计算方法和操作流程。书中提供的各种计算公式、图表和参数取值指南,都经过了大量的工程实践检验,具有很高的可靠性和准确性。我尤其赞赏书中关于压裂效果评估和优化改进的部分,作者详细介绍了如何通过监测数据来评估压裂效果,并根据评估结果对压裂参数进行调整和优化,以实现最佳的增产效果。书中还分享了一些在实际工程中常见的压裂难题和解决方案,这些经验性的指导对于解决实际工程中的各种突发状况非常有帮助。我曾遇到过压裂过程中裂缝复杂形态难以预测的问题,阅读此书后,我学会了如何运用书中介绍的方法来分析和预测裂缝的形态,并采取相应的措施来控制裂缝的扩展。此外,书中还提供了一些关于压裂施工安全和环境保护的建议,这对于确保工程的顺利进行和减少环境影响至关重要。这本书就像一位经验丰富的导师,在我进行煤层气井水力压裂作业时,总能给予我最有价值的指导和帮助。

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这本书的结构设计堪称典范。从引言开始,它就清晰地勾勒出煤层气井水力压裂的整个技术图景,然后逐一深入探讨各个环节。每一个章节都像一个独立的单元,但又与前后章节紧密相连,构成了一个完整的知识体系。我最欣赏的是,作者在讲解每一个计算原理时,都会追溯到其基本的物理或化学基础,而不是仅仅给出公式。这种“溯本求源”的讲解方式,让我能够真正理解公式背后的含义,从而能够灵活运用,而不是死记硬背。书中对缝网扩展模拟的介绍尤其让我印象深刻,作者详细解释了不同网格划分方法、时间步长选取以及边界条件设置对模拟结果的影响,这对于我进行精确模拟至关重要。我之前在进行模拟时,经常会遇到结果与实际不符的情况,经过对书中这部分的仔细学习,我才恍然大悟,原来是模拟参数设置不当导致的。此外,书中还对不同类型煤层(如高含水、低渗透)的压裂技术进行了专题讨论,提供了针对性的解决方案。这些详细的分析让我能够针对具体的地质条件,制定更有效的压裂方案。这本书的知识深度和广度都令我折服,它无疑是我在煤层气领域的必备参考书。

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这本书在案例分析方面做得非常出色。作者精选了多个不同地质条件、不同压裂工艺下的煤层气井案例,并对这些案例进行了深入的剖析。通过对这些真实案例的学习,我能够更直观地理解书本知识的实际应用效果,并从中吸取宝贵的经验和教训。我尤其关注书中对不同压裂方案在经济效益和环境影响方面的对比分析,这对于我进行项目决策和成本效益评估具有重要的参考价值。书中对一个在复杂地层条件下取得成功的压裂案例的详细介绍,让我学习到了在应对挑战性地质条件时,如何巧妙地设计和实施压裂方案。书中还对一些压裂失败的案例进行了反思和总结,从中揭示了导致失败的原因,并提出了改进建议,这对于我避免重蹈覆辙至关重要。这些案例分析,不仅仅是数据的堆砌,更是作者对实际工程经验的提炼和升华,为我提供了宝贵的实战指导。这本书让我明白,理论知识只有与实际工程相结合,才能真正发挥其价值。

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这本书给我的总体感受是,它不仅仅是一本关于“计算”的书,更是一本关于“理解”的书。作者在讲解计算原理时,始终不忘追溯到其背后的物理意义和地质背景,让我能够真正理解“为什么”要进行这些计算,以及这些计算结果意味着什么。我尤其喜欢书中对裂缝扩展过程中应力场变化的分析,作者通过详细的图示和公式推导,生动地展现了应力集中如何导致裂缝的产生和扩展。书中还对不同类型煤层(如高含水、低渗透)的压裂技术进行了专题讨论,提供了针对性的解决方案。这些详细的分析让我能够针对具体的地质条件,制定更有效的压裂方案。我曾在阅读其他技术书籍时,常常对一些计算公式感到困惑,不知道其背后的物理意义,而这本书的讲解让我茅塞顿开。它不仅教会了我如何进行精确的计算,更重要的是,它教会了我如何去理解这些计算的意义,以及如何将这些理解运用到实际的工程实践中。这本书的知识深度和广度都令我折服,它无疑是我在煤层气领域的必备参考书,也是我提升专业能力的重要助力。

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这本书的语言风格非常独特。它既有学术著作应有的严谨和专业,又不失流畅和可读性。作者善于运用生动的比喻和形象的类比,将抽象的科学原理变得通俗易懂。我尤其喜欢书中对水力压裂过程中能量传递和转换的描述,作者通过类比,将复杂的能量守恒定律和动量守恒定律,生动地展现在我眼前。书中还对一些容易混淆的概念进行了清晰的界定和区分,例如“压裂液”与“支撑剂”的区别、“裂缝”与“缝网”的概念等等,这对于初学者来说非常有益。我曾经在阅读其他书籍时,常常对一些概念感到模糊不清,而这本书的讲解让我豁然开朗。此外,书中还穿插了一些作者的个人观点和经验分享,这些“干货”内容,往往比枯燥的理论知识更能打动人心,也更能启发思考。它让我感觉不仅仅是在阅读一本技术书籍,更像是在与一位经验丰富的同行交流。这本书的语言魅力,让我在学习过程中倍感轻松和愉悦,也更加深刻地理解了其中的知识。

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这本书的包装和设计都非常扎实,拿在手里就知道是本经过精心打磨的学术专著。封面设计简约大气,色调沉稳,很符合其专业领域的定位。翻开书页,纸张的质感很好,触感细腻,印刷清晰,文字排列整齐,即使是复杂的公式和图表也毫无模糊不清之感,阅读体验非常舒适。我尤其欣赏其章节的划分,逻辑清晰,循序渐进,从基础理论到实际应用,过渡自然。即使我之前对煤层气领域接触不多,也能凭借良好的结构安排,逐步理解其中的核心概念。书中对一些关键术语的解释也相当到位,对于非专业背景的读者来说,提供了很好的入门指引。它不像某些技术书籍那样枯燥乏味,而是通过引人入胜的语言和精炼的表述,将深奥的原理讲得透彻。我尤其关注书中关于数据处理和模型构建的部分,作者在这一块的论述可谓是鞭辟入里,详细阐述了各种参数的选取标准、计算流程以及潜在的影响因素。这对于我进行实际操作,验证理论模型提供了坚实的基础。此外,书中还穿插了一些行业内的案例分析,这些案例的选择都非常有代表性,能够帮助我更直观地理解书本知识的实际应用价值。我迫不及待地想将学到的知识运用到我的工作中去,解决一些长期困扰我的实际问题。

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我对这本书的第一个深刻印象是其严谨的学术态度和深厚的理论功底。作者在书中对煤层气井水力压裂的每一个环节都进行了深入细致的剖析,从地质条件分析、流体动力学原理,到压裂液的配方设计、支撑剂的选择,再到裂缝的扩展机理和监测技术,几乎涵盖了整个水力压裂过程中的所有关键要素。他不仅引用了大量的国内外最新研究成果,还将这些理论知识与实际工程经验相结合,形成了一套独具特色的理论体系。我特别欣赏书中对数学模型构建和求解的详尽阐述,作者不仅给出了详细的公式推导过程,还解释了每个变量的物理意义和计算依据,这让我能够真正理解“为什么”这样做,而不是仅仅停留在“怎么做”的层面。书中对数值模拟方法的介绍也十分详尽,包括不同数值方法的优缺点、适用范围以及参数的设置技巧,这对于我进行更复杂的模拟研究提供了宝贵的参考。此外,书中还对不同类型的煤层地质条件下的水力压裂策略进行了详细的比较和分析,为我提供了丰富的决策依据。我曾在多个场合遇到过煤层气开采效率低下的问题,阅读此书后,我终于找到了症结所在,并对如何优化压裂设计有了更清晰的思路。这本书的价值,不仅仅在于提供了知识,更在于它教会了我如何思考和解决问题。

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