本书从页岩储层结构面及地应力的最新研究成果入手，着重介绍了我国页岩储层孔隙结构、节理、裂缝的发育特征及地应力场扰动，全面总结了页岩储层结构面的识别与描述方法、宏微观多尺度结构系统表征方法、地应力场测试方法与建模、压裂力学机理及储层地应力扰动规律等。全书共9章，分别为绪论、页岩储层岩石物理特征、页岩储层结构面发育特征、页岩储层结构面表征方法、页岩储层裂缝系统连通性描述与评价方法、地应力及测试方法、地应力场区域建模、页岩储层水力压裂力学机理、页岩储层地应力场扰动规律，分章节系统论述了页岩储层多尺度结构面发育特征和表征方法、地应力和测试方法，以及压裂裂缝扰动下地应力演化规律。
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丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 页岩气开发现状 1
1.2 页岩储层结构特征 1
1.2.1 页岩微观孔隙结构研究现状 1
1.2.2 页岩多尺度裂缝研究现状 4
1.3 页岩储层结构面发育特征表征方法 7
1.4 页岩储层地应力测试及建模方法 8
1.5 页岩储层水力压裂力学机理 9
1.6 页岩储层水力压裂对地应力的扰动规律 10
第2章 页岩储层岩石物理特征 12
2.1 页岩储层岩石特征测试 12
2.2 页岩矿物含量测试分析 13
2.2.1 全岩矿物含量测试数据 13
2.2.2 页岩矿物含量分布 16
2.2.3 黏土矿物组成 17
2.2.4 碳酸盐岩的矿物组成 19
2.2.5 页岩矿物脆性指数 19
2.3 TOC含量测试分析 20
2.3.1 TOC含量测试数据 20
2.3.2 TOC含量分布 21
2.3.3 TOC含量与矿物含量的关系 21
2.4 页岩岩石力学特性测试分析 22
2.4.1 页岩岩石力学参数测试 23
2.4.2 岩石力学性质与脆性指数的关系 23
2.5 页岩孔渗性测试分析 24
2.5.1 孔隙度测试分析 24
2.5.2 渗透率测试分析 27
第3章 页岩储层结构面发育特征 29
3.1 页岩微观结构特征 29
3.1.1 页岩孔隙结构发育特征 29
3.1.2 页岩微裂缝发育特征 33
3.2 页岩宏观结构特征 35
3.2.1 页岩宏观裂缝分类 35
3.2.2 页岩露头裂缝发育特征 40
3.2.3 页岩岩心裂缝发育特征 47
第4章 页岩储层结构面表征方法 55
4.1 页岩微观孔隙结构表征方法 55
4.1.1 基于流体注入实验的页岩孔隙结构表征方法 55
4.1.2 基于SEM图像观测的页岩孔隙结构表征方法 67
4.2 页岩微裂缝表征方法 74
4.2.1 页岩微裂缝定量化表征指标 74
4.2.2 页岩微裂缝发育影响因素分析 75
4.2.3 页岩微裂缝发育程度预测方法 77
4.2.4 页岩微裂缝发育程度预测 78
4.2.5 微裂缝对页岩储层孔渗性的影响 80
4.3 页岩宏观裂缝网络表征方法 81
4.3.1 裂缝网络表征参数体系模型 81
4.3.2 体系参数计算模型 82
4.3.3 体系参数计算模型验证 89
4.3.4 应用实例 92
第5章 页岩储层裂缝系统连通性描述与评价方法 95
5.1 基于拓扑结构的岩石裂缝网络连通性表征方法 95
5.1.1 裂缝网络拓扑结构的重要性 95
5.1.2 页岩裂缝网络分形模型 96
5.1.3 页岩裂缝网络节点模型 98
5.1.4 页岩裂缝网络数值模型 101
5.1.5 页岩裂缝网络连通性影响因素定性分析 102
5.2 页岩裂缝网络连通性与渗透性影响因素数值模拟研究 110
5.2.1 页岩裂缝网络模型建立 110
5.2.2 页岩裂缝网络连通性影响因素定量分析 112
5.2.3 页岩裂缝网络渗透性影响因素分析 116
5.2.4 页岩裂缝网络连通性与渗透性的预测与验证 119
5.3 基于岩心裂缝连通性的页岩储层裂缝网络评价方法 121
5.3.1 页岩裂缝网络分类 121
5.3.2 连通簇的度量 121
5.3.3 基于岩心裂缝信息的岩体裂缝网络连通指数估算模型 123
5.3.4 岩体裂缝连通性影响因素分析 129
5.3.5 表征实例 131
第6章 地应力及测试方法 133
6.1 地应力的主要成因 133
6.2 原地应力应力状态及应力张量 134
6.2.1 原地应力的基本构成 134
6.2.2 地下岩石某点的应力状态和应力张量 136
6.3 地应力岩心测量方法 138
6.3.1 岩心定向技术 138
6.3.2 声发射实验 139
6.3.3 差应变分析实验 141
6.4 地应力矿场水力压裂试验方法 144
6.4.1 基本的假设条件 144
6.4.2 水力压裂试验曲线中的有关概念 145
6.4.3 水力压裂试验原理 145
6.5 地应力模式 148
6.5.1 地应力计算模式 148
6.5.2 地应力计算模式中参数的确定 152
第7章 地应力场区域建模 155
7.1 地应力反演力学-数学模型 155
7.1.1 应力场-渗流场耦合模型 155
7.1.2 地应力反演三维约束模型 161
7.2 地应力场反演数值模拟方法 161
7.2.1 地应力场模拟方法 161
7.2.2 有限元法基本原理 162
7.2.3 初始地应力场回归分析过程 163
第8章 页岩储层水力压裂力学机理 164
8.1 裂纹近场力学机理 164
8.1.1 应力场的复变函数研究方法 164
8.1.2 应力强度因子的复函数解法 171
8.1.3 裂纹扩展判据 173
8.2 天然裂缝与人工裂缝相互作用机理研究 176
8.2.1 天然裂缝对裂缝起裂方式的影响 176
8.2.2 天然裂缝对人工裂缝延伸趋势的影响 180
8.2.3 天然裂缝对人工裂缝几何形态的影响 188
8.3 页岩气藏水平井多级压裂裂缝扩展模型研究 194
8.3.1 水力压裂裂缝扩展模型 194
8.3.2 多级压裂储层体积改造程度的预测 197
8.3.3 模型的影响因素分析 198
8.3.4 现场应用实例分析 200
第9章 页岩储层地应力场扰动规律 202
9.1 诱导应力计算模型 202
9.1.1 井筒诱导应力 202
9.1.2 压裂裂缝诱导应力 203
9.1.3 复合应力场 204
9.2 水平井压裂裂缝诱导应力主控因素和影响规律 205
9.2.1 单条裂缝诱导应力场 205
9.2.2 裂缝净压力对局部应力场的影响 206
9.2.3 裂缝维度参数对局部应力场的影响 209
9.3 天然裂缝与人工裂缝的协同扰动研究 216
9.3.1 天然裂缝的随机数学描述 216
9.3.2 天然裂缝的随机数值模拟 218
9.3.3 随机天然裂缝对应力场的扰动影响 221
9.3.4 天然裂缝与人工裂缝的协同扰动规律 225
参考文献 228
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