页岩气岩石物理与测井评价及微观渗流特性研究

前言

第1章 绪论

1.1 页岩气开发的背景与意义

1.2 页岩气开采历史与现状

1.3 页岩气藏的基本特征

1.4 综合评价流程

1.4.1 地质评价

1.4.2 岩石物理评价

1.4.3 地层评价

1.4.4 储层建模

1.5 描述参数

1.6 问题提出

1.7 本书框架

参考文献

第2章 含气页岩的常规岩心分析与实例

2.1 方法概述

2.1.1 地球化学参数

2.1.2 物性参数

2.1.3 含气量

2.1.4 岩石类型和矿物组分

2.1.5 力学参数

2.1.6 磁共振特性

2.1.7 岩心分析工作流程

2.2 岩心分析实例

2.2.1 生烃潜力分析

2.2.2 储集和流动性能分析

2.2.3 岩性矿物及脆性分析

2.2.4 弹性性质分析

2.2.5 磁共振特性分析

2.3 小结

参考文献

第3章 含气页岩的纳米岩石物理与实例

3.1 方法概述

3.1.1 微观孔隙结构

3.1.2 岩石成像技术

3.1.3 孔隙介质三维模型构建方法

3.1.4 多尺度模型整合

3.1.5 数值模拟

3.1.6 核磁共振模拟方法

3.1.7 拉曼光谱

3.1.8 工作流程

3.2 纳米数字岩心分析实例

3.2.1 微观结构

3.2.2 纳米cT扫描成像

3.2.3 矿物分析

3.2.4 数值模拟实例

3.3 小结

参考文献

第4章 含气页岩的测井评价与实例

4.1 方法概述

4.1.1 裂缝层理识别——微电阻率扫描成像测井

4.1.2 弹性参数定量计算——声波测井

4.1.3 钻井轨迹定位

4.1.4 矿物组分鉴定和定量评价

4.1.5 TOC定量评价

4.1.6 成熟度指数评价

4.1.7 孔隙度评价

4.1.8 饱和度评价

4.1.9 存在的问题分析

4.2 含气页岩测井评价模型与流程

4.2.1 甜点及其表征参数

4.2.2 含气页岩的测井响应机理及特征

4.2.3 含气页岩的体积模型

4.2.4 测井工作流程

4.3 实例分析

4.3.1 研究区域概况

4.3.2 元素俘获能谱测井评价复杂骨架成分

4.3.3 核磁共振测片识别孑L隙流体组分

4.3.4 阵列声波评价力学参数和主应力方向

4.3.5 微电阻率扫描成像测井评价裂缝发育

4.3.6 定量评价TOC

4.3.7 多矿物模型定量评价矿物组分

4.3.8 常规测井计算总孔隙度

4.3.9 常规测井资料划分岩相

4.4 测井系列优选

4.5 小结

参考文献

第5章 页岩气渗流机理和影响因素

5.1 研究现状

5.2 微观渗流机理

5.2.1 纳米孔隙中气体流动控制方程

5.2.2 克努森数

5.2.3 压力差导致的流量

5.2.4 扩散作用产生流量

5.2.5 解吸作用产出项

5.3 微观渗流特性分析

5.3.1 孔隙半径

5.3.2 温度和压力

5.3.3 气体摩尔质量

5.4 小结

参考文献

第6章 页岩气在有机纳米孔隙中的输运特性

6.1 数值模拟方法

6.1.1 LBM起源

6.1.2 LBM方法

6.2 松弛时问与边界条件

6.2.1 松弛时间

6.2.2 边界条件

6.3 格子玻尔兹曼算法实现

6.3.1 基于CPU的实现方法

6.3.2 基于GPU的实现方法

6.4 数值模拟与结果讨论

6.4.1 算法验证

6.4.2 不同孔隙尺度下的流动特性

6.4.3 高克努森数

6.4.4 滑流效应

6.4.5 渗透率方程

6.5 复杂孔隙网络模型的格子玻尔兹曼数值模拟

6.6 小结

参考文献

《页岩气岩石物理与测井评价及微观渗流特性研究》通过系统梳理和深入探索以及实验验证，以渝东南地区实际资料为基础，针对含气页岩的岩石物理特征，分析现有实验技术和方法的适应性和局限性；以现场岩心为对象，探讨纳米岩心技术在含气页岩微观特性表征的技术流程及应用效果；建立含气页岩的测井响应模型，分析成像测井/常规测井在含气页岩表征参数评价中的适用性和局限性，验证页岩气高效低成本开采中常规测井评价的可行性；系统分析甲烷气在有机质纳米孔隙中的微观渗流机理，探讨压力差、扩散和吸附/解吸所导致的流量分布在孔隙尺度、温度、压力和气体类型等因素影响下的变化特征；虑高努森数和滑流效应的影响，采用二维和三维模型，利用格子玻尔兹曼方法模拟纳米尺度下有机质孔隙中的渗流特性，建立渗透率的修正方程，并建立基于格子玻尔兹曼的复杂孔隙介质中的的数值模拟方法，为致密的含气页岩的渗透率的数值解提供了技术可行性。