頁巖油氣藏賦存方式多樣、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常規(guī)的油氣滲流理論已不再適用。分子模擬和孔隙尺度流動模擬是揭示頁巖油氣流動的有效手段。本書從分子模擬、解析模型、數(shù)字巖心和孔隙網(wǎng)絡(luò)模型等方面論述頁巖油氣藏微觀滲流理論和數(shù)值模擬方法等的研究進(jìn)展，充分考慮頁巖油氣的納米受限效應(yīng)、吸附/解吸、多流動模態(tài)等機(jī)制，揭示了頁巖油氣在納微米尺度上的流動機(jī)理，為理解頁巖油氣藏的開發(fā)和生產(chǎn)提供了重要的理論基礎(chǔ)。
2003.09-2007.07，中國石油大學(xué)（華東），信息與計算科學(xué)專業(yè)學(xué)士；
2007.09-2013.12，中國石油大學(xué)（華東），油氣田開發(fā)工程博士；
2014.01-2016.08，中國石油大學(xué)（華東），地質(zhì)學(xué)博士后；2014.05-2014.11，沙特KAUST大學(xué)（King Abdullah University of Science and Technology）訪問學(xué)者；
2016.09-2016.12：中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院油藏工程系，講師；
2017.01-2021.12：中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院油藏工程系，副教授；
2020.02-2021.01：美國休斯敦大學(xué)國家公派訪問學(xué)者；
2022.01-至今：中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院油氣藏工程研究所，教授。國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者
2.山東省優(yōu)秀博士學(xué)位論文獲得者
3 第五屆全國石油工程設(shè)計大賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師1)美國石油工程師協(xié)會(SPE)會員
(2)國際多孔介質(zhì)協(xié)會(InterPore)會員
(3)國家自然科學(xué)基金項目評議人
(4)SCI期刊Energies 編委
(5)Fuel, Energy & Fuel、Environmental Earth Sciences, Transport in Porous Media, Petroleum Science, Journal of Petroleum Science and Engineering等期刊審稿人
目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 1
第2章 頁巖油氣吸附解吸與流動的分子動力學(xué)研究 5
2.1 頁巖氣在有機(jī)質(zhì)及黏土礦物狹縫中的吸附規(guī)律 5
2.1.1 模型與方法 5
2.1.2 頁巖氣在有機(jī)質(zhì)狹縫中的吸附 7
2.1.3 頁巖氣在黏土礦物狹縫中的吸附 15
2.1.4 小結(jié) 26
2.2 甲烷和二氧化碳在干酪根中的吸附規(guī)律 26
2.2.1 模型與方法 27
2.2.2 甲烷在干酪根中的吸附規(guī)律 29
2.2.3 二氧化碳在干酪根中的吸附規(guī)律 36
2.2.4 甲烷、二氧化碳二元?dú)怏w在干酪根中的吸附 41
2.2.5 小結(jié) 44
2.3 頁巖油在石英及干酪根狹縫中的流動規(guī)律 45
2.3.1 模型與方法 45
2.3.2 壓力梯度對流態(tài)的影響 49
2.3.3 不同狀態(tài)下的流體分布 51
2.3.4 流體與壁面的碰撞對流體分布和臨界壓力梯度的影響 58
2.3.5 流體組分對臨界壓力梯度的影響 58
2.3.6 小結(jié) 64
參考文獻(xiàn) 65
第3章 微納尺度多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移機(jī)制及解析模型 69
3.1 多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移機(jī)制及模型 69
3.1.1 多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移機(jī)制 69
3.1.2 多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移模型 70
3.2 僅存在游離氣時微納尺度多孔介質(zhì)中運(yùn)移機(jī)制 72
3.2.1 多孔介質(zhì)中流動形態(tài)的分類 72
3.2.2 微納尺度多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移耦合模型 73
3.2.3 微納尺度多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移模式研究 77
3.3 吸附氣、游離氣共存時微納尺度多孔介質(zhì)中運(yùn)移機(jī)制 85
3.3.1 考慮吸附層厚度但不考慮表面擴(kuò)散時的氣體運(yùn)移模型 85
3.3.2 考慮吸附層厚度和表面擴(kuò)散時的氣體運(yùn)移模型 87
3.3.3 微納尺度下多孔介質(zhì)吸附氣和游離氣共存時的氣體運(yùn)移模型 88
3.4 考慮二階滑移和壁面吸附的氣體滑移系數(shù)解析模型 92
3.4.1 圓形孔隙氣體流動模型 92
3.4.2 氣體滑移系數(shù)的分形模型 98
3.4.3 微納多孔介質(zhì)內(nèi)氣體滑移系數(shù)分析 103
參考文獻(xiàn) 107
第4章 基于數(shù)字巖心和格子玻爾茲曼方法的頁巖氣微觀流動模擬 111
4.1 頁巖多尺度數(shù)字巖心構(gòu)建方法 111
4.1.1 多點(diǎn)統(tǒng)計學(xué) 112
4.1.2 模擬實(shí)例 116
4.1.3 小結(jié) 125
4.2 基于格子玻爾茲曼方法的頁巖氣微觀流動模擬 126
4.2.1 格子玻爾茲曼基本模型 126
4.2.2 考慮微尺度效應(yīng)和氣體高壓影響的格子玻爾茲曼模型 127
4.2.3 基于格子玻爾茲曼的數(shù)字巖心內(nèi)頁巖氣微觀流動模擬 136
4.3 考慮有機(jī)質(zhì)吸附/解吸的頁巖氣流動模擬 150
4.3.1 分子模擬-格子玻爾茲曼方法結(jié)合的頁巖氣跨尺度流動模擬方法 150
4.3.2 有機(jī)質(zhì)吸附/解吸對頁巖氣流動及生產(chǎn)的影響規(guī)律 154
4.4 考慮大密度比的頁巖氣、水兩相格子玻爾茲曼方法模擬 160
4.4.1 大密度比、高黏度比的格子玻爾茲曼兩相流動模擬模型 161
4.4.2 基于頁巖數(shù)字巖心的頁巖氣水流動機(jī)制 165
參考文獻(xiàn) 175
第5章 基于數(shù)字巖心和N-S方程直接求解的頁巖油微觀流動模擬 179
5.1 頁巖多礦物相數(shù)字巖心構(gòu)建及孔隙表征 179
5.1.1 數(shù)字巖心通用構(gòu)建方法 179
5.1.2 多礦物相數(shù)字巖心構(gòu)建方法 182
5.1.3 基于孔隙網(wǎng)絡(luò)模型的孔隙表征方法 191
5.2 頁巖油單相直接流動模擬 194
5.2.1 頁巖油單相流動控制方程 194
5.2.2 頁巖油單相流動模型求解及驗(yàn)證 196
5.2.3 規(guī)則孔隙單相流動規(guī)律 200
5.2.4 三維數(shù)字巖心單相流動規(guī)律 202
5.3 頁巖油水兩相直接流動模擬 208
5.3.1 頁巖油水兩相流動控制方程 208
5.3.2 頁巖油水兩相流動模型求解及驗(yàn)證 208
5.3.3 規(guī)則孔隙兩相流動規(guī)律 213
5.3.4 三維數(shù)字巖心兩相流動規(guī)律 215
參考文獻(xiàn) 219
第6章 基于孔隙網(wǎng)絡(luò)模型的頁巖氣藏微觀流動模擬 221
6.1 孔隙網(wǎng)絡(luò)模型發(fā)展與應(yīng)用 221
6.2 考慮頁巖氣傳輸機(jī)制和氣體性質(zhì)的傳導(dǎo)率計算 223
6.3 頁巖數(shù)字巖心重構(gòu)與孔隙網(wǎng)絡(luò)模型提取 234
6.4 頁巖氣藏微納尺度孔隙網(wǎng)絡(luò)模型單相流動模擬方法 242
6.4.1 頁巖有機(jī)質(zhì)孔隙網(wǎng)絡(luò)氣體流動模擬方法 243
6.4.2 頁巖無機(jī)質(zhì)孔隙網(wǎng)絡(luò)氣體流動模擬方法 249
6.4.3 考慮有機(jī)孔-無機(jī)孔相互作用雙重孔隙類型孔隙網(wǎng)絡(luò)氣體流動模擬方法 255
6.4.4 孔隙尺度-巖心尺度跨尺度實(shí)驗(yàn)室壓力脈沖數(shù)據(jù)解釋方法 259
6.5 頁巖氣藏微納尺度孔隙網(wǎng)絡(luò)模型兩相流動模擬方法 267
6.5.1 頁巖有機(jī)質(zhì)孔隙網(wǎng)絡(luò)氣水兩相流動規(guī)律 267
6.5.2 考慮有機(jī)孔-無機(jī)孔共存的雙重孔隙類型孔隙網(wǎng)絡(luò)氣水兩相流動規(guī)律 273
6.6 我國某頁巖氣藏區(qū)塊開發(fā)過程中的實(shí)際應(yīng)用 283
6.6.1 頁巖氣藏研究區(qū)塊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料獲取 283
6.6.2 頁巖氣藏研究區(qū)塊孔隙結(jié)構(gòu)分析 285
6.6.3 頁巖氣藏研究區(qū)塊滲透率影響規(guī)律分析 288
6.6.4 頁巖氣藏研究區(qū)塊氣水相滲曲線影響規(guī)律分析 290
參考文獻(xiàn) 293
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