非常规油气开发地质建模与数值模拟丛书 煤层气 页岩气藏裂缝建模与数值模拟
作者：龚斌等 著
出版时间：2017年版
内容简介
本书系统总结了煤层气和页岩气藏精细建模与数值模拟方法与流程，主要包括：建立了煤层气和页岩气纳微米孔隙流动、扩散、解吸附、流固耦合、多组分流动数学模型，形成了煤层气/页岩气基于天然/人工裂缝的裂缝处理技术、复杂裂缝网络分布下的非结构化网格生成技术、非结构化网格传导率处理与连通表征技术，建立了基于非结构化网格的复杂结构井与储层流动耦合模拟方法，形成了煤层气/页岩气多段压裂水平井的产能预测方法，建立了考虑不同介质及不同非线性渗流机理的煤层气和页岩气数值模拟模型以及模型的离散求解系统，并展示了煤层气和页岩气建模与数值模拟应用的若干实例，对煤层气和页岩气裂缝建模与数值模拟方法研究的动态与发展趋势做了总结和展望。
目录
目录
前言
第1章 煤层气和页岩气纳微米孔隙流动数学模型 1
1.1 煤层气和页岩气考虑扩散的纳微米孔隙流动多组分数学模型 1
1.1.1 多孔介质中不同流态的表征机理 1
1.1.2 对不同模型进行了程序实现 3
1.1.3 扩散模型 5
1.2 考虑吸附/解吸附的微纳米孔隙流动多组分数学模型 7
1.2.1 Langmuir吸附等温式 7
1.2.2 Freundlich经验公式 8
1.2.3 带参数的Langmuir吸附等温式 8
1.2.4 BET 模型 8
1.2.5 DR 模型 9
1.2.6 DA 模型 9
1.3 煤层气和页岩气多相流体渗流与岩石应力-应变的全耦合数值模型 9
1.3.1 流动方程 9
1.3.2 气体吸附及扩散方程 11
1.3.3 地质力学耦合模型 11
1.3.4 渗透率及孔隙度变化 11
1.3.5 参数敏感性分析测试 12
1.3.6 煤粉、水、气三相耦合流动模型 19
第2章 基于天然/人工裂缝的裂缝处理技术 28
2.1 网状缝、微细裂缝的连续网格处理技术 28
2.2 大尺度天然/人工裂缝的离散裂缝处理技术 29
第3章 复杂裂缝网络分布下的非结构化网格生成技术 36
3.1 Delaunay网格系统简介 37
3.2 经典Delaunay三角网生成方法 38
3.2.1 Bowyer-Watson 算法 38
3.2.2 阵面推进法 39
3.3 控制子域Delaunay三角化方法 40
3.3.1 控制权因子的确定 41
3.3.2 剖分区域布点 41
第4章 非结构化网格传导率处理与连通表征技术 49
4.1 基质与基质(M-M)的传导率 50
4.2 基质-裂缝(M-F)传导率 51
4.3 裂缝与裂缝(F-F)的传导率 51
4.3.1 相连裂缝网格之间的传导率 52
4.3.2 相交裂缝网格之间的传导率 53
4.4 介质之间的窜流量 54
4.4.1 离散裂缝-基质之间的窜流量 54
4.4.2 全局裂缝-基质之间的窜流量 55
4.4.3 介质与井筒间的井指数 57
第5章 基于非结构化网格的复杂结构井与储层流动耦合模拟方法 64
5.1 分级多段压裂复杂结构井多段井处理技术 64
5.1.1 分级多段压裂井模型 64
5.1.2 井筒流态分析 66
5.1.3 井段内部多相流模型 68
5.2 分级多段压裂复杂结构井与储层流动耦合处理技术 79
5.2.1 质量守恒方程 79
5.2.2 动量守恒方程(压降方程) 79
5.2.3 井控制方程 80
5.2.4 辅助方程 80
第6章 多段压裂水平井的产能预测方法 84
6.1 水平井产能预测解析法 84
6.1.1 Joshi公式的推导思路 84
6.1.2 Joshi公式的推导过程 85
6.2 压裂水平井的产能预测解析法 86
6.2.1 郎兆新方法的推导过程 87
6.2.2 范子菲方法的推导过程 88
6.2.3 苗和平方法的推导过程 91
6.2.4 曲鸿雁方法的推导过程 92
6.3 压裂水平井产量的解析解与数值模拟结果对比 96
6.3.1 压裂井水平数值模拟模型的建立 96
6.3.2 数值解与解析解的比较 97
6.4 多段井条件下数值解与解析解的比较 99
6.5 常规井与多段井条件下数值解的比较分析 102
6.6 结论和认识 103
第7章 数值模拟模型及模型的离散求解系统 105
7.1 不同尺度介质自适应的流态识别技术 105
7.2 数值模拟系统控制方程 106
7.3 离散方程及Jacobi矩阵 107
7.3.1 残差 107
7.3.2 流动项 107
7.3.3 累积项 119
7.3.4 源汇项 121
7.3.5 其他问题(注意事项) 124
7.4 考虑不同非线性渗流机理的离散模型 128
7.4.1 滑脱与扩散 128
7.4.2 吸附与解吸 131
7.4.3 高速非达西 133
7.4.4 启动压力梯度 134
7.4.5 压敏效应 136
第8章 煤层气和页岩气藏裂缝建模与数值模拟应用 140
8.1 煤层气和页岩气藏数值模拟软件 140
8.1.1 软件的基本介绍 140
8.1.2 软件的特色功能 142
8.2 煤层气和页岩气数值模拟软件应用 143
8.2.1 煤层气实际区块数值模拟应用 143
8.2.2 页岩气实际区块数值模拟应用 148
第9章 总结与展望 166
9.1 各种方法的优缺点及应用范围 166
9.2 趋势及发展方向 167
参考文献 169