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出版者:

作者:Richard Schatzinger

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:1209.41

装帧:

isbn号码:9780891813514

丛书系列:

图书标签:

• Reservoir Characterization
• Petroleum Engineering
• Oil and Gas
• Geophysics
• Geology
• Reservoir Simulation
• Petrophysics
• Well Logging
• Data Analysis
• Energy Resources

好的，这是一本关于地质勘探与油气藏数值模拟前沿进展的图书的详细简介，内容涵盖了现代地球科学、工程技术及计算科学的交叉领域，旨在为专业人士提供最新的理论框架和实践指导。 --- 《地下流体动力学与非常规储层建模：理论、方法与应用前沿》 图书概览与核心主题 本书聚焦于当前石油天然气工业和地热能源开发领域面临的核心挑战：如何精确描述和预测地下复杂介质中的多相流体流动行为。我们不再局限于传统的均质、各向同性的储层概念，而是深入探讨了由裂缝网络、微观孔隙结构、岩石非均质性所主导的复杂储层系统。全书的叙事逻辑围绕着“从微观到宏观的尺度放大”以及“从静态描述到动态预测的建模升级”两条主线展开。 本书的受众定位为地球物理学家、油藏工程师、地质建模师、计算数学家以及能源行业的研究生和高级技术人员。它不仅系统回顾了经典的多孔介质流动理论（如达西定律的修正），更侧重于介绍近年来在高分辨率成像技术、多尺度数值模拟、以及机器学习辅助的储层表征方面的突破性进展。 第一部分：储层表征的革新——从宏观到微观的视角转换 第一章：复杂孔隙介质的几何结构分析 本章详尽阐述了现代储层表征技术如何克服传统测井和岩心分析的局限性。重点探讨了数字岩心（Digital Rock）技术的最新进展，包括同步辐射CT、X射线微断层扫描（Micro-CT）在获取孔隙网络拓扑结构中的应用。我们详细分析了如何利用图像处理技术量化孔隙度、渗透率的各向异性，以及喉道尺寸分布。此外，本章还引入了拓扑数据分析（TDA）在描述裂缝网络连通性和复杂性方面的潜力，超越了传统的骨架化描述。 第二章：非均质性与空间随机场的建模 传统的储层建模依赖于经验性的地质模型。本部分深入探讨了地质统计学的最新发展，特别是在处理具有复杂空间自相关性的变量时。核心内容包括： 1. 多点地质统计学（Multiple-Point Geostatistics, MPS）：介绍其如何利用训练图像（Training Images, TIs）来捕捉更复杂的、非高斯场分布，有效模拟河道、断层带等地质模式。 2. 贝叶斯框架下的参数反演：讲解如何结合先验地质知识、地球物理观测数据（如地震反演结果）和生产数据，在不确定性量化下，对储层参数场进行迭代校正和优化。 第三章：非常规储层的独特挑战——页岩与致密砂岩 本章专门针对页岩气、致密油储层。讨论了这些储层中流体传输机制的根本差异： 双孔隙/多重孔隙模型（Dual/Triple Porosity Models）：详细介绍了如何耦合基质孔隙、微裂缝和诱导的导流裂缝（Hydraulic Fractures）系统。 滑脱机制与扩散效应：分析在极高围压、极小尺度下，气体和轻烃的流动是否仍严格遵守达西定律，探讨了Klinkenberg校正的局限性及扩散/蠕变（Knudsen Diffusion）在低渗透率条件下的重要性。 第二部分：流体动力学与多相流模拟的突破 第四章：复杂流体流动的高级数学描述 本部分从理论物理的高度审视了地下流体的数学基础。我们超越了传统的单相/多相达西定律，着重于： 1. 非牛顿流体与泡沫流：在三次采油（EOR）和碳捕集与封存（CCS）过程中，表面活性剂驱替和CO2封存的相变问题，如何利用流变学模型修正渗透率张量。 2. 界面动力学与毛管力：探讨了毛管力在不同尺度（从纳米级孔隙到宏观裂缝）上的非线性表现，以及如何通过浸润性（Wettability）的动态变化来控制采收率。 第五章：多尺度与多物理场耦合数值模拟 这是本书的技术核心。现代储层模拟器必须解决从厘米级裂缝到公里级储层范围的尺度问题，以及耦合热、力、电等多种物理场。 多尺度（Multiscale）方法：详细介绍了混合有限元（Hybrid Finite Element, HFE）、多重尺度有限元（Multiscale Finite Element, MSFE）以及局部细化网格（Local Grid Refinement, LGR）技术，以高效处理裂缝与基质之间的剧烈渗透率梯度。 热-力-流（Thermo-Hydro-Mechanical, THM）耦合：针对地热开采和页岩气水合作用，阐述了如何将岩石的应力/应变响应、温度梯度和流体流动方程进行强耦合求解，以预测地层稳定性和生产动态。 第六章：先进的求解器与高效计算技术 高效求解大型非线性方程组是实际应用的关键。本章讨论了数值方法工程化的一系列进展： 大规模并行计算（HPC）：讨论了如何优化有限体积/有限元方法的并行算法（如域分解、预条件子设计），以充分利用GPU和集群资源。 时间步进策略：介绍了隐式-显式（IMPES）方法在处理大规模系统时的稳定性挑战，以及现代全隐式求解器（如Newton-Krylov方法）的最新发展。 第三部分：数据驱动的预测与优化 第七章：机器学习在储层工程中的应用 本部分紧密结合当前的人工智能浪潮，但侧重于其在物理驱动模型中的“辅助”作用，而非完全替代物理模型。 1. 快速代理模型（Surrogate Modeling）：利用深度学习（如神经网络、高斯过程）构建高保真数值模拟器的快速替代模型，用于实时优化和大规模敏感性分析。 2. 数据同化与模型校正：探讨如何利用生产历史数据（压力、产量曲线）作为“数据源”，通过卡尔曼滤波（Kalman Filtering）或伴随状态法（Adjoint Method），实时更新和约束不确定性高的地质参数。 第八章：案例研究与前沿展望 本章通过具体的工业案例（如大型非常规气田的压裂优化、深水高压致密油的先期开发策略），展示前述理论和方法的实际效果。最后，本书展望了未来的研究方向，包括量子计算在模拟分子尺度流动中的潜力，以及数字孪生（Digital Twin）技术在油气田全生命周期管理中的集成应用。 --- 本书特点： 理论深度与工程实践的完美结合：内容既有严谨的数学推导，也紧密围绕工业界的实际难题设计。 聚焦前沿交叉领域：强调了计算科学（数值方法）、物理科学（流体力学）与地球科学（地质建模）的最新融合点。 强调不确定性量化：贯穿始终的理念是，任何地下预测都必须伴随量化的风险评估。

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在阅读过程中，我发现作者对案例的选取极为独到和精妙。他似乎总能找到那些最能体现当前技术局限性，同时也最能展现创新潜力的新兴研究实例。书中出现的每一个案例研究，都附带有详尽的背景介绍和数据可视化图表，这些图表制作得极为清晰专业，色彩搭配合理，信息密度高却不至于让人眼花缭乱。更难能可贵的是，作者在分析这些案例时，并没有一味地歌颂技术的成功，而是坦诚地指出了现有方法的不足和未来可以改进的方向，这种批判性思维贯穿始终，让人感觉这本书是站在学科前沿的，而不是停留在对既有成果的简单罗列。它提供了一个多角度审视问题的平台。

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我花了整整一个下午的时间沉浸在这本书的绪论部分，它以一种近乎散文诗的笔触，勾勒出了我们这个时代在认识地质构造和物质分布方面所面临的宏大挑战。作者的叙事方式极其引人入胜，他并没有直接抛出复杂的公式和模型，而是通过一系列引人深思的历史回顾和前沿科学家的思想碰撞，构建了一个宏大的哲学框架。读完绪论，我感觉自己仿佛站在一个高耸的瞭望塔上，俯瞰着脚下广袤而隐秘的地下世界。那种对未知的好奇心被瞬间点燃，仿佛自己也成了一名探险家，迫不及待想要深入探索那些未被揭示的奥秘。语言的韵律感非常强，很多句子都值得反复咀嚼，体现了作者深厚的文字功底和对学科精髓的深刻洞察。

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这本书的论述逻辑严密得令人赞叹，它不像许多技术书籍那样生硬地堆砌数据，而是将复杂的技术流程巧妙地编织进一个清晰的叙事主线中。我尤其欣赏作者在阐述核心概念时所采用的比喻和类比手法。例如，当他解释某种信号处理技术时，竟然引用了音乐对位法的原理来进行类比，一下子就将一个原本高深莫测的概念变得清晰明了，极大地降低了理解门槛。这种跨学科的思维碰撞，不仅让阅读过程充满了乐趣，更重要的是，它帮助我真正理解了这些技术背后的“为什么”和“如何做”，而不是停留在表面的操作层面。对于需要将理论知识应用于实际问题的专业人士来说，这种深入浅出的讲解方式无疑是极其宝贵的财富。

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这本书的封面设计和排版给我留下了极其深刻的印象。它采用了深邃的蓝色调，仿佛引导人潜入一个未知的、充满神秘感的领域。书脊的设计简洁有力，字体清晰易读，即使在书架的深处也能一眼锁定。内页纸张的选择非常考究，那种略带哑光的质感，握在手里就知道这是一本用心制作的精品。装帧的工艺也十分精良，书页的切口平整光滑，翻阅时没有丝毫的滞涩感，非常顺滑。整体来看，这本书在视觉传达上就已经成功了一半，它传递出一种专业、严谨又不失艺术气息的氛围，让人在正式阅读之前，就已经对内容充满了期待和敬意。这种对细节的极致追求，让我觉得作者和出版方在出版这本书时投入了巨大的热情和心血，这本身就是一种对读者的尊重。

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这本书的阅读体验，更像是一场与领域内顶尖专家的深度对话。作者的语气总是充满自信和鼓励，仿佛在耳边低语，引导你思考更深层次的问题。在某些章节的结尾处，作者会留下一些开放性的思考题，这些问题往往直击当前研究领域的瓶颈，激发了我强烈的求知欲，促使我不得不放下书本，上网查阅最新的相关文献，去寻找可能的答案。这种“主动学习”的体验，远比被动接收知识来得更有效和持久。可以说，这本书不仅是一本知识的载体，更像是一剂强大的智力催化剂，彻底激活了我对该领域进行深入探索的内在动力。

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