煤储层多尺度裂隙特征及其对渗透性的控制

煤储层是一种具有双重孔-裂隙型储层，孔隙是煤层中气体储存的主要空间；裂隙是煤层中流体运移的主要通道，是影响和控制煤储层渗透性的直接因素。本文采用理论分析、室内实验测试与数值模拟等多学科理论与方法，对煤储层中多尺度裂隙参数进行了精细定量表征，系统研究了煤储层中宏观裂隙、微米级裂隙和纳米级裂隙结构演化特征及其主控因素，探讨了煤储层多尺度裂隙结构对煤储层渗透性的控制机理。

前言
第1章 绪论 1
1.1 煤中裂隙研究的意义 1
1.2 煤中裂隙研究现状 2
1.3 煤储层渗透性研究现状 6
1.4 本书的研究内容 9
参考文献 10
第2章 煤储层多尺度裂隙特征 16
2.1 煤中裂隙的研究思路 16
2.1.1 煤中裂隙的识别 16
2.1.2 煤中裂隙的表征参数 17
2.1.3 煤中裂隙的研究方法及其适用范围 22
2.2 宏观裂隙发育特征 25
2.2.1 分析测试方法 25
2.2.2 宏观裂隙发育特征及其影响因素 25
2.3 微米尺度裂隙发育特征 33
2.3.1 体视显微镜下的微米尺度裂隙特征 34
2.3.2 偏光显微镜下的微米尺度裂隙特征 46
2.3.3 微米CT扫描下的微米尺度裂隙特征 50
2.4 纳米尺度裂隙特征 73
2.4.1 纳米CT扫描原理 74
2.4.2 纳米尺度裂隙实验方法及步骤 74
2.4.3 纳米尺度裂隙发育特征 78
参考文献 92
第3章 煤储层渗透率各向异性特征及其主控因素 101
3.1 煤储层渗透率理论计算 101
3.2 立方体煤样不同方向渗透率变化特征及其主控因素 103
3.2.1 实验方法与步骤 103
3.2.2 结果与讨论 105
3.2.3 裂隙各向异性对煤储层渗透率的控制作用 117
3.3 柱状样品不同方向渗透率变化特征及其主控因素 122
3.3.1 实验方法和步骤 122
3.3.2 储层渗透性评价参数 123
3.3.3 结果与讨论 124
3.3.4 微裂隙对煤储层渗透率的控制机理 136
参考文献 140
第4章 三维微裂隙网络结构的渗流模拟 144
4.1 优选连通域提取 144
4.2 Avizo中单相水流渗流模拟 144
4.2.1 不可压缩斯托克斯方程 145
4.2.2 绝对渗透率求解 145
4.2.3 参数设置 146
4.2.4 模拟结果与讨论 147
4.3 Comsol中单相水流渗流模拟 148
4.3.1 Avizo与Comsol数据交互 148
4.3.2 入口与出口选取 149
4.3.3 模拟方程与参数设置 150
4.3.4 压力场分布特征 151
4.3.5 速度场分布特征 153
4.4 甲烷气体渗流模拟 158
4.4.1 数值模拟条件 158
4.4.2 压力场分布特征 159
4.4.3 速度场分布特征 162
参考文献 167
第5章 裂隙和渗透率的纵波速度响应特征 168
5.1 样品制备与实验 168
5.1.1 样品制备 168
5.1.2 样品的纵波速度测定 168
5.2 纵波速度与裂隙面密度的关系 171
5.3 纵波速度与渗透率的关系 172
参考文献 174