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第1章 页岩气：全球意义、分布和挑战 1

1.1 引言 1

1.2 页岩气概述 1

1.3 页岩气的意义 4

1.4 全球页岩气资源 6

1.5 全球资源数据 8

1.6 数据评估 15

1.7 页岩气工业面临的挑战 18

1.8 讨论 20

1.9 结论 20

附录1.A全球页岩气资源数据 21

参考文献 28

第2章 富有机质页岩沉积环境 30

2.1 引言 30

2.2 富有机质页岩沉积过程 32

2.3 富有机质页岩地层分布 35

2.4 富含有机质页岩的区域分布 37

2.5 富有机质页岩沉积环境 45

2.6 结论 50

致谢 51

参考文献 51

第3章 非常规页岩气资源系统地球化学评价 63

3.1 引言 63

3.2 目的和背景 65

3.3 干酪根的数量和质量 66

3.4 样品的类型和品质 68

3.5 干酪根的类型和组成产物 69

3.6 热成熟度 71

3.7 有机质孔隙的发育 74

3.8 天然气含量 75

3.9 石油的排出与滞留 76

3.10 （石油的）二次裂解 77

3.11 页岩气的成熟度上限 77

3.12 气体组成和碳同位素 78

3.13 页岩气资源系统评价的其他地球化学分析方法 83

3.14 含页岩气的石油和凝析油 84

3.15 主要的页岩气资源系统 85

3.16 结论 87

参考文献 88

第4章 非常规页岩层序地层学 94

4.1 引言 94

4.2 层序地层模式 94

4.3 海平面旋回年代学 96

4.4 泥质搬运和沉积水深 96

4.5 层序和体系域识别标准 98

4.6 古生界页岩的实例 98

4.7 中生界页岩的实例 105

4.8 新生界页岩资源实例 109

4.9 结论 110

4.10 应用 112

参考文献 113

第5章 页岩气储层的孔隙表征 117

5.1 引言 117

5.2 样品特征 119

5.3 实验方法 120

5.4 PSD实验方法的优点和缺点 125

5.5 渗透率的测量 126

5.6 结果 127

5.7 讨论 138

5.8 结论 151

附录5.A X射线衍射结果 152

参考文献 153

第6章 页岩气藏的岩石物理评价 157

6.1 引言 157

6.2 页岩气的主要性质评价 157

6.3 页岩气藏的岩石物理测量 161

6.4 页岩气藏的测井曲线分析 166

术语 179

参考文献 180

第7章 测井数据预测页岩地层的孔隙压力 186

7.1 引言 186

7.2 超压机制 188

7.3 超压估计方法 195

7.4 构造活动对页岩孔隙压力的影响 202

7.5 讨论 215

7.6 结论 217

术语 217

参考文献 218

第8章 含气页岩地质力学 222

8.1 引言 222

8.2 含气页岩储层的力学性质 223

8.3 各向异性 229

8.4 含气页岩储层中的井壁失稳 231

致谢 242

参考文献 242

第9章 页岩储层的岩石物理分析 253

9.1 引言 253

9.2 页岩的实验室测量：可用数据集 254

9.3 有机质对弹性特征的影响 256

9.4 部分饱和的影响 259

9.5 成熟度的影响 261

9.6 富有机质页岩的地震响应 265

9.7 结论 267

参考文献 267

第10章 非常规资源开发的非人工震源地震勘探方法 272

10.1 引言 272

10.2 关于水力压裂的地质力学和天然裂缝基础知识 274

10.3 地震现象 279

10.4 微地震井下监测 283

10.5 使用地面或浅埋检波器组合来监测非人工震源地震信号 289

10.6 非人工震源地震数据的整合、解释和使用 306

10.7 结论 313

致谢 314

参考文献 314

第11章 天然气在页岩中的运移过程 320

11.1 引言 320

11.2 页岩样品中纳米孔的探测 322

11.3 微孔和纳米孔中的气流 324

11.4 页岩孔隙网络中的气流 328

11.5 页岩中的气体吸附 330

11.6 全干酪根中的扩散 331

11.7 气体分子扩散进入干酪根的测量 332

11.8 脉冲衰减法渗透率测量实验 333

11.9 粉碎样品实验 339

11.10 金属罐解吸实验 342

致谢 344

参考文献 344

第12章 页岩储层中模拟气体储存和运移的关键问题 349

12.1 引言 349

12.2 富有机质页岩储层微观几何形态 350

12.3 气体储存机理 351

12.4 流体运移 354

12.5 毛管压力、平衡状态和增产改造用水的沉积 357

12.6 纳米孔径多孔介质中流体特性及状态方程 360

12.7 非均质页岩气储层粗化至大型均质模拟网格块 363

12.8 最后备注 366

参考文献 367

第13章 非常规页岩储层生产动态分析 372

13.1 引言 372

13.2 页岩气藏的生产 372

13.3 产量递减分析 374

13.4 非常规油气藏产量和压力不稳定分析 380

13.5 油气藏模拟 385

13.6 特殊短期测试 388

13.7 提高采收率 392

13.8 结论 393

致谢 393

附录13.A黑油参数 393

附录13.B凝析气压缩系数 393

术语 394

参考文献 397

第14章 页岩气资源评价 399

14.1 概论 399

14.2 方法 408

14.3 页岩气区资源评价 409

14.4 讨论 420

术语 422

参考文献 423

第15章 矿物和煤中气体吸附的分子模拟：页岩气藏中天然气赋存的意义 426

15.1 引言 426

15.2 矿物上气体吸附分子模拟 429

15.3 结论 440

致谢 440

术语 440

参考文献 441

第16章 页岩气藏的润湿性 445

16.1 引言 445

16.2 润湿性 445

16.3 含气页岩中的渗吸 446

16.4 影响页岩吸水性的因素 450

16.5 渗吸数据的定量解释 458

16.6 油气田级盐水渗吸的估算 461

16.7 含气页岩中的初始含水饱和度 463

16.8 结论 463

参考文献 464

第17章 含气页岩在资产生命周期的挑战 470

17.1 引言 470

17.2 资产生命周期 470

17.3 勘探阶段 472

17.4 评估阶段 474

17.5 开发阶段 477

17.6 生产阶段讨论 487

17.7 恢复阶段讨论 488

17.8 结论——推荐做法 488

致谢 491

参考文献 491

第18章 页岩气开发面临的环境问题和挑战 495

18.1 引言 495

18.2 水的使用 495

18.3 压裂废水的处理和再利用 496

18.4 地下水污染 499

18.5 CH4排放 501

18.6 其他气体排放 503

18.7 对页岩气社区的社会影响 503

18.8 诱发地震活动：废水注入和地震 504

18.9 制度发展 504

18.10 水力压裂化学用品的公开 505

18.11 联邦政府层面 506

18.12 结论 508

参考文献 508

延伸阅读 511

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