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出版者:

作者:Golan, Michael/ Whitson, Curtis H.

出品人:

页数:628

译者:

出版时间:

价格:659

装帧:

isbn号码:9789027722836

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图书标签:

• 石油工程
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《井下动力学：非常规储层中的渗流与裂隙网络研究》 内容简介 本书深入探讨了非常规油气藏（如页岩气、致密砂岩等）中复杂的渗流机理与裂隙网络演化规律，聚焦于这些储层特有的低渗透率、高孔隙度非均质性对油气开采效率的深刻影响。全书共分六个主要章节，系统梳理了从岩石物理基础到宏观油气田开发的完整理论框架与实践方法。 第一章：非常规储层岩石物理基础与表征 本章首先回顾了传统储层岩石学理论的局限性，重点阐述了非常规储层，特别是页岩和致密砂岩的微观结构特征。详细分析了孔隙结构、喉道分布的复杂性，包括纳米级孔隙、有机质孔隙以及无机质孔隙的相互作用。引入了先进的表征技术，如高分辨率CT扫描、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）结合能谱分析（EDS），以及超低温氦置换法等，用于定量描述孔隙度和比表面积的分布。同时，深入讨论了毛管力在纳米孔隙中的主导作用，及其对原油和天然气采出过程的影响机制。本章旨在为后续的渗流模型建立提供坚实的岩石物理基础。 第二章：复杂介质中的非达西渗流与传质 针对非常规储层中气流速度可能达到或超过渗透界限的现象，本章详细剖析了非达西渗流（如滑移流、湍流）的发生条件和数学模型。引入了Forchheimer方程在描述高流速下气体流动中的应用，并探讨了井底附近非线性渗流对产气量的影响。在传质方面，本章侧重于吸附气体的解吸过程，包括Langmuir吸附等温线、脱附动力学模型，以及温度和压力梯度对吸附相和自由气的相互转化速率的影响。研究了有效扩散系数的概念，并基于Baeza-Mena模型和Chadwick方程，建立了考虑滑移和扩散耦合的渗流控制方程组。 第三章：水力压裂诱导的复杂裂缝网络建模与演化 水力压裂是当前非常规油气开采的核心技术。本章聚焦于裂缝网络的形成、扩展和长期稳定性。系统介绍了离散单元法（DEM）、扩展有限元法（XFEM）以及相场模型在模拟裂缝成型过程中的优势与局限。重点研究了多簇、多级压裂中裂缝间的相互干扰效应，特别是“甜点”区域内缝间距对整体导流能力的影响。讨论了支撑剂在复杂裂缝网络中的运移、沉积和导流能力（Conductivity）的衰减规律，包括粘性损失、摩擦损失以及支撑剂架桥效应。结合现场微地震监测数据，建立了裂缝网络几何形态与地层应力场、岩石力学参数（如杨氏模量、泊松比）的定量关系模型。 第四章：多相流体在裂缝-基质系统中的渗流耦合 非常规储层通常是“裂缝-基质”双重孔隙介质系统。本章的核心在于建立描述油、气、水多相流体在不同孔隙介质中流动行为的耦合模型。基于Warren-Root模型、双重孔隙模型（Dual Porosity Model）以及扩展的双重介质模型（Dual Permeability Model），深入分析了基质向裂缝的相间窜流机制（Interfacial Flow）。探讨了毛管力和重力在裂缝和基质之间的分配效应，特别是当裂缝导流能力受损或被水饱和时，基质向裂缝的有效吸力（Imbibition）对采收率的影响。本章还引入了考虑表面活性剂或聚合物注入后界面张力变化对渗流性能的动态影响的数值方法。 第五章：动态产能评价与储层数值模拟 本章将理论模型应用于实际的动态产能评价和数值模拟。首先，详细解析了非线性流动条件下的试采（Well Testing）分析方法，包括压力瞬态分析中如何分离基质和裂缝的贡献，以及如何利用导流因子（Productivity Index）和体积因子（Skin Factor）来评估压裂效果。随后，构建了耦合非达西渗流、吸附解吸、以及复杂裂缝网络的全面数值模拟器框架。重点讨论了时间步长选择、网格划分策略（特别是针对裂缝区域的局部加密）以及如何有效处理模型中的多尺度耦合问题。案例分析部分展示了如何利用模拟结果优化钻井轨迹、压裂设计参数和注采方案。 第六章：提高采收率（EOR）技术在非常规储层中的应用潜力 鉴于非常规储层的低采收率特性，本章探讨了适用于这些特殊地质条件的提高采收率技术。重点关注了混相/非混相CO2驱替、氮气驱替等，分析了注入气体在复杂孔隙中相态变化、扩散以及对剩余油/气驱替效率的影响。对于页岩油藏，详细研究了热力开采（如蒸汽辅助重力泄流，SAGD的适应性改造）的可行性，以及化学驱替（如利用表面活性剂降低油水界面张力）在克服纳米级毛管阻力方面的潜力。本章强调了EOR技术与前期压裂设计的协同作用，目标是实现对原始地层能量的有效再激活和对残余流体的有效捕集。 本书旨在为石油工程、地球物理学、岩土力学等相关领域的研究人员和工程师提供一套严谨、深入且具有实践指导意义的理论工具和分析方法，以应对非常规油气资源开发中的复杂挑战。

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我花了相当长的时间在梳理这本书的章节标题和摘要部分，试图构建一个宏观的知识地图。坦白说，光是这些标题的组合，就已经展现出一种非常独特而深刻的视角，它似乎并不满足于对现有知识的简单罗列，而是试图构建一个全新的分析框架。有些术语的提炼和组合方式，是我在其他同类著作中从未见过的，这立刻激起了我深入探究的强烈欲望。我猜想，作者在组织这些内容时，一定经历了一番痛苦的取舍和精妙的结构设计，以确保信息的密度和逻辑的流畅性达到最佳平衡。例如，某一章的标题暗示了对传统方法的颠覆性思考，这让我非常好奇作者是如何论证这一观点的，是基于新的实验数据，还是基于更深层次的理论推导？这种层层递进的悬念感，远比直接给出结论要吸引人得多。我甚至开始在脑海中预演，如果我将书中的某个概念应用到我正在思考的一个复杂问题上，可能会产生什么样的化学反应。这种启发性和前瞻性，是衡量一本专业书籍价值的重要标尺，而这本书显然在这方面做到了极致。

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从书籍的整体设计风格来看，它散发出一种成熟、沉稳的工业美学。它不是那种追求花哨视觉效果的流行读物，而是那种能够经受住时间考验的经典之作。封面色彩的选用非常克制，主要集中在几种低饱和度的色调中，这使得它在书架上显得既突出又不喧宾夺主。内页的留白处理也恰到好处，既保证了文字的呼吸感，又没有浪费宝贵的版面空间，字号和行距的选择也充分考虑到了长时间阅读时的舒适度，充分体现了设计者对目标读者的深刻理解——他们需要的是效率和深度，而不是视觉上的轰炸。这种对阅读体验的细致关怀，往往是衡量一本优秀专业书籍的隐性标准。光是这种无声的专业性，就足以让我相信，书中的内容必然也是经过了千锤百炼的精品，它散发出的那种“有料”的气场，是任何浮夸的宣传都无法替代的。

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这本书的装帧设计简直是艺术品，拿到手里就感觉到一种沉甸甸的质感，封面那种哑光的处理，配上那烫金的字体，低调中透着一股不容忽视的专业气息。我特意翻阅了目录和前言部分，虽然还没来得及深入阅读核心内容，但从排版和图表的精美程度上就能看出作者在细节上的用心良苦。那种严谨的逻辑布局，让人不禁对后续的章节充满了期待。我特别留意了一下索引部分，似乎涵盖了一个非常广泛的领域，从基础理论的梳理到前沿技术的探讨，结构层次分明，这对于一本专业的工具书来说至关重要。而且，纸张的选取也非常考究，触感细腻，长时间阅读也不会觉得刺眼，这在长时间的案头工作时，对保护视力绝对是个加分项。光是这些初步印象，就已经让我确信，这绝对不是一本敷衍了事的入门读物，它更像是一部沉淀了数十年经验的行业宝典，值得我把它摆在书架最显眼的位置，随时可以取阅参考。光是翻阅这些开篇的几页，就已经能感受到作者对这个主题的深刻理解和敬畏之心，这才是真正的好书该有的样子，让人从物理接触的瞬间就被深深吸引。

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阅读这本书的引言部分，给我的感觉就像是听一位资深专家在做一次精心策划的开场白，语速不疾不徐，但每一个字都充满了力量和洞察力。作者在开篇就清晰地界定了研究的边界和核心问题，这种开宗明义的态度非常值得称赞。他没有浪费篇幅去讲述一些大家都知道的基础常识，而是直接切入那些尚未被充分解决的难点，这种自信来源于对领域的绝对掌控。而且，引言中对未来发展趋势的预测部分，相当具有预见性，其中提到的几个关键挑战，正是我最近工作中深感棘手的地方。这让我立刻产生了一种强烈的共鸣感——“终于有人把我想说的话说出来了，而且说得如此透彻”。这种精神上的连接，比任何华丽的辞藻都要珍贵。我感觉作者并不是在“教导”我们，而是在邀请我们一起加入到这场高水平的智力探索中，共同面对行业的未来。这种平视的交流姿态，极大地提升了阅读体验的愉悦度。

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这本书在注释和参考文献的处理上也体现了极高的专业素养。我简单翻阅了一下尾部的参考书目，发现其覆盖的文献不仅新颖前沿，而且来源广泛，涵盖了多个学科的交叉点。这表明作者在写作过程中，进行了一次极其彻底和严谨的文献综述，没有留下任何知识盲区。更令人印象深刻的是，很多关键概念的脚注部分，都有作者个人的补充说明或对特定研究的精辟点评。这些细微的“批注”虽然不属于主干叙事，却像是一双双透视眼，帮助读者迅速理解某个理论的来龙去脉，或者指出其局限性所在。这种将学术规范与个人见解完美融合的写作手法，极大地丰富了书籍的层次感。它不是一本冷冰冰的教科书，而更像是一份充满生命力的研究档案，每一次翻阅，都像是与作者进行了一次深入的、私密的学术对话。这种对知识源头的尊重和挖掘，让整本书的论证基础显得无比扎实。

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