煤層氣開發(fā)地質(zhì)學(xué)

第一章 煤層氣系統(tǒng)
第一節(jié) 含油氣系統(tǒng)簡介1
一、含油氣系統(tǒng)研究歷史1
二、含油氣系統(tǒng)研究內(nèi)容與方法3
三、含油氣系統(tǒng)分類3
第二節(jié) 煤層氣系統(tǒng)4
一、煤層氣系統(tǒng)的概念4
二、煤層氣系統(tǒng)基本內(nèi)容5
第三節(jié) 沁水盆地煤層氣系統(tǒng)9
一、區(qū)域地質(zhì)背景10
二、煤層氣的成因13
三、煤層氣含量與封閉19
四、水動(dòng)力學(xué)特征21
五、煤層氣儲(chǔ)層特征22
六、區(qū)域?qū)Ρ?5
第二章 煤儲(chǔ)層的原始滲透率
第一節(jié) 煤體結(jié)構(gòu)與滲透率的關(guān)系27
一、煤體結(jié)構(gòu)27
二、煤體結(jié)構(gòu)與滲透率的關(guān)系30
第二節(jié) 滲透率預(yù)測方法31
一、HoekBrown破裂準(zhǔn)則31
二、煤巖體強(qiáng)度因子的建立33
三、煤巖體分形維數(shù)35
第三節(jié) 沁水盆地東南部煤體變形特征36
一、煤體變形特征36
二、煤體變形空間展布38
三、強(qiáng)度因子與分形維數(shù)39
四、強(qiáng)度因子、分形維數(shù)與構(gòu)造的關(guān)系39
五、強(qiáng)度因子、分形維數(shù)與煤體變形的關(guān)系40
六、斷層對(duì)煤體變形的影響41
七、煤體變形與高滲區(qū)的展布44
第四節(jié) 地應(yīng)力對(duì)滲透率的影響44
一、地應(yīng)力參數(shù)的獲取45
二、沁水盆地東南部現(xiàn)今地應(yīng)力狀態(tài)46
三、地應(yīng)力與煤層氣井產(chǎn)量關(guān)系分析48
四、沁水盆地東南部高滲高產(chǎn)區(qū)預(yù)測50
第三章 煤層氣開發(fā)井型選擇及井網(wǎng)布置
第一節(jié) 煤層氣開發(fā)井型概況52
一、中國煤層氣鉆完井工藝發(fā)展歷程52
二、垂直壓裂井井身結(jié)構(gòu)54
三、多分支水平井井身結(jié)構(gòu)55
第二節(jié) 煤層氣井型選擇56
一、兩種煤層氣井的異同56
二、井型選擇的影響因素57
三、煤層氣井型選擇評(píng)判體系58
四、煤層氣開發(fā)井型選擇60
第三節(jié) 煤層氣開發(fā)井網(wǎng)布置60
一、井網(wǎng)布置的一般流程61
二、垂直壓裂井井網(wǎng)優(yōu)化61
三、多分支水平井井網(wǎng)優(yōu)化72
第四節(jié) 沁水盆地東南部井型選擇及井網(wǎng)布置79
一、沁水盆地東南部井型選擇79
二、沁水盆地東南部井網(wǎng)布置81
第四章 水力壓裂基本原理及壓裂后煤儲(chǔ)層的滲透率
第一節(jié) 煤層氣垂直井的水力壓裂機(jī)理88
一、煤層氣垂直井水力壓裂的目的88
二、煤層氣垂直井水力壓裂的原理89
三、水力壓裂的主要設(shè)備及施工工序89
四、水力壓裂效果的影響因素93
五、水力壓裂施工工藝參數(shù)優(yōu)化95
第二節(jié) 煤層氣垂直井水力壓裂裂縫形態(tài)的主控因素105
一、地應(yīng)力對(duì)裂縫形態(tài)的影響105
二、上下圍巖與煤層組合關(guān)系對(duì)裂縫形態(tài)的影響105
三、煤巖性質(zhì)對(duì)裂縫形態(tài)的影響106
四、壓裂施工作業(yè)對(duì)裂縫形態(tài)的影響106
五、不同煤體結(jié)構(gòu)水力壓裂后主裂縫方位107
第三節(jié) 煤層氣垂直井水力壓裂后煤儲(chǔ)層的滲透率112
一、壓裂后煤儲(chǔ)層滲透率的預(yù)測模型建立思路112
二、水力壓裂測量地應(yīng)力原理及計(jì)算方法112
三、水力壓裂后滲透率預(yù)測模型113
第四節(jié) 沁水盆地東南部水力壓裂后滲透率預(yù)測115
一、沁水盆地東南部地區(qū)地應(yīng)力計(jì)算115
二、沁水盆地東南部地區(qū)水力壓裂后滲透率預(yù)測116
第五章 煤層氣井的產(chǎn)氣機(jī)理及產(chǎn)能的主控因素
第一節(jié) 煤層氣運(yùn)移產(chǎn)出機(jī)理119
一、煤儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)模型119
二、煤層氣賦存狀態(tài)120
三、煤儲(chǔ)層吸附性能的主要影響因素122
四、煤層氣產(chǎn)出的先決條件及控制因素124
五、煤層氣產(chǎn)出機(jī)理125
第二節(jié) 煤層氣垂直井產(chǎn)能主控因素131
一、儲(chǔ)層、資源狀況、地質(zhì)、構(gòu)造對(duì)煤層氣垂直井產(chǎn)能的影響131
二、鉆完井、壓裂工藝對(duì)煤層氣垂直井產(chǎn)能的附加影響135
三、排采工作制度對(duì)煤層氣垂直井產(chǎn)能的影響145
第三節(jié) 多分支水平井產(chǎn)氣產(chǎn)能的主控因素148
一、產(chǎn)氣機(jī)理148
二、儲(chǔ)層、資源狀況、地質(zhì)、構(gòu)造對(duì)多分支水平井產(chǎn)能的影響150
三、鉆完井、井身結(jié)構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)多分支水平井產(chǎn)能的影響151
四、排采工作制度對(duì)多分支井產(chǎn)能的影響156
第六章 煤層氣井排采過程的物性參數(shù)變化
第一節(jié) 煤層氣垂直井壓降動(dòng)態(tài)變化模型157
一、煤儲(chǔ)層孔裂隙體系及模型157
二、煤層氣垂直井排采過程壓力傳遞的影響因素158
三、不同滲透率條件下的壓力傳遞變化規(guī)律160
四、煤層氣垂直井排采階段重新劃分165
五、煤層氣垂直井壓降動(dòng)態(tài)變化模型168
第二節(jié) 不同排采階段垂直井物性參數(shù)變化模型171
一、煤層氣井排采過程煤儲(chǔ)層滲透率的主要影響因素171
二、飽和水單相流階段物性參數(shù)變化模型172
三、氣水兩相流壓力平穩(wěn)傳遞階段物性參數(shù)變化模型175
四、兩相流壓力僅在某些方向傳遞階段物性參數(shù)變化模型180
第三節(jié) 煤層氣垂直井排采不同階段各物性參數(shù)變化的內(nèi)在機(jī)理183
一、飽和水單相流階段各物性參數(shù)變化的內(nèi)在機(jī)理183
二、兩相流壓力平穩(wěn)傳遞階段各物性參數(shù)變化的內(nèi)在機(jī)理183
三、壓力僅在某些方向傳遞階段各物性參數(shù)變化的內(nèi)在機(jī)理183
第四節(jié) 多分支水平井排采過程壓降動(dòng)態(tài)變化模型184
第七章 煤層氣井的排采控制
第一節(jié) 煤層氣垂直井不同排采階段井底流壓的計(jì)算185
一、飽和水單相流態(tài)井底壓力計(jì)算模型185
二、氣水兩相流態(tài)井底壓力計(jì)算模型185
第二節(jié) 煤層氣垂直井不同排采階段產(chǎn)水量動(dòng)態(tài)預(yù)測模型186
一、無越流補(bǔ)給不同排采階段產(chǎn)水量動(dòng)態(tài)預(yù)測187
二、有越流補(bǔ)給不同排采階段產(chǎn)水量動(dòng)態(tài)預(yù)測189
第三節(jié) 煤層氣垂直井排采控制理論及排采曲線191
一、各排采階段的劃分標(biāo)識(shí)191
二、各排采階段的排采強(qiáng)度模型及產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量變化193
三、煤儲(chǔ)層滲透率與垂直井排采曲線關(guān)系217
第四節(jié) 沁水盆地東南部煤層氣垂直井排采控制217
一、理論解吸壓力與實(shí)測解吸壓力對(duì)比218
二、不同排采階段過渡處產(chǎn)水量預(yù)測結(jié)果與實(shí)際結(jié)果對(duì)比219
三、儲(chǔ)層改造前后不同情況下典型實(shí)測產(chǎn)氣量曲線對(duì)比220
四、不同排采階段排采控制預(yù)測結(jié)果與實(shí)際結(jié)果對(duì)比222
第五節(jié) 多分支水平井排采控制224
第八章 煤層氣開發(fā)過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測及生產(chǎn)管理
一、煤層氣有利選區(qū)評(píng)價(jià)階段227
二、小型井網(wǎng)試采階段227
三、滾動(dòng)開發(fā)并調(diào)整管理階段227
第一節(jié) 煤層氣井資料的錄取228
一、排液數(shù)據(jù)的錄取228
二、產(chǎn)氣數(shù)據(jù)的錄取232
第二節(jié) 煤層氣井動(dòng)態(tài)監(jiān)測232
一、煤層氣井自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)232
二、煤層氣井自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)各部分主要功能233
第三節(jié) 煤層氣生產(chǎn)井的管理238
一、排采作業(yè)生產(chǎn)管理238
二、排采設(shè)備管理240
參考文獻(xiàn)243