“博士后文库”新书推荐：致密砂岩储层裂缝评价方法及其应用

《致密砂岩储层裂缝评价方法及其应用》一书系统解决了致密砂岩储层裂缝评价与开发的关键难题，提出三大创新突破。首创"储层地质力学非均质建模方法"，实现从二维到三维的建模跨越，配套研发的软件系统获30余项国家发明专利；建立涵盖薄片至盆地尺度的全维度裂缝表征技术，攻克裂缝开度、粗糙度等参数精准量化难题，并创新构建动态预测模型，首次实现开发过程中裂缝参数变化的动态模拟；在鄂尔多斯盆地华庆地区的元284先导试验区实际应用中，使井位部署准确率提升30%，压裂作业效率提高40%，形成了从理论创新到现场应用的完整技术链条。通过地质学、力学与计算机科学的深度交叉融合，为非常规油气高效开发提供了创新的解决思路。

前 言

伴随全球油气勘探逐渐从常规走向非常规，致密砂岩储层研究受到普遍关注并不断取得突破。致密砂岩储层是我国陆相沉积盆地中重要的油气储集层类型，同时也是我国石油工业的发展趋势，目前已成为油气勘探开发的新热点。鄂尔多斯盆地是该类储层的重要分布区，盆地致密油探明资源量达20亿t，为长庆油田年产油气当量突破6 000万t夯实了资源基础，将是“十四五”及中长期油气上产稳产的重要领域。与传统中高渗储层相比，鄂尔多斯盆地三叠系延长组致密砂岩储层具有典型的“三低”特征，且储层非均质性强，盆地中广泛发育的不同尺度构造裂缝决定了致密砂岩储层的渗流能力，并影响油气藏开发方案部署。

本书的研究对象是致密砂岩储层中的天然构造裂缝。以鄂尔多斯盆地华庆地区元284先导试验区为例，基于野外露头、测井、钻井、实验、微地震监测及生产动态资料，本书运用地质学、力学、数学及计算机科学理论，提出储层地质力学非均质建模方法，并研制相应的软件系统，研究鄂尔多斯盆地华庆地区元284先导试验区长6层组的地应力系统和裂缝系统，预测低渗透储层裂缝的静态与动态参数，并提出储层的开发建议。

裂缝的表征和预测是一项世界级难题，本书基于已掌握资料对鄂尔多斯盆地延长组储层裂缝开展初步研究，尚有很多问题有待进一步研究和探索，笔者希望可以通过本书与同行学者进行深入交流，丰富、完善储层裂缝成因理论、预测方法。

本书主要内容

第1章综述地应力、储层裂缝表征和预测方面的研究进展。

第2章概述研究区延长组地层发育和地质概况。

第3章通过对野外露头、岩心、成像测井、薄片及扫描电镜的观察描述，依据成像测井与阵列声波测井资料，分析多个尺度力学参数与裂缝密度的相关性，通过野外观测建立三维裂缝网络模型，采用有限元与离散元相结合的方法分析裂缝性储层的多尺度力学行为，确定地质力学建模中表征单元体的大小。

第4章通过采用多种方法综合研究确定现今水平最大主应力方向，利用提出的储层地质力学非均质建模方法，研发相应的软件系统，模拟不同时期的应力场分布。

第5章依据建立的裂缝密度计算模型，结合古应力场模拟结果，得到燕山期、喜马拉雅期裂缝线密度；在考虑裂缝面粗糙度的基础上，建立裂缝面有限元地质力学模型，提出多因素约束下的油藏裂缝开度数值模拟方法。

第6章综合裂缝开度理论预测模型和三维裂缝渗透率张量计算模型，实现裂缝性储层双孔双渗建模。

第7章采用储层裂缝数值模拟的方法，分析储层裂缝孔渗参数在开发过程中的动态变化规律，确定裂缝孔渗参数的应力敏感性指数；在裂缝孔渗参数及地应力场数值模拟的基础上，求得储层破裂压力、裂缝开启压力及井口注水压力；利用水平井微地震监测结果，分析压裂改造效果的影响因素。

作者介绍

刘敬寿男，山东潍坊人，博士（后），中国地质大学（武汉）教授，博士生导师，入选湖北省高层次人才计划、校青年拔尖人才（A类），2019年获李四光优秀博士研究生奖。主要从事储层地质力学、非常规储层裂缝形成机制与建模、地应力评价与应用及油区构造解析方面的教学、科研工作，形成了“石油构造分析与控油气作用、非常规油气储层不同尺度裂缝表征与工程甜点预测的地质力学基础研究”等稳定学科方向。目前主持国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、中国博士后科学基金项目及校企合作课题20余项；以第一作者在GSA Bulletin、Tectonics、SPE Journal、International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences、Rock Mechanics and Rock Engineering、Engineering Geology、Geophysics及《石油学报》等期刊上发表论文30余篇；近十年来，以第一发明人授权国家发明专利30余项，登记软件著作权10余项，获教育部科技进步二等奖等省部级奖励4项。此外，受邀担任Frontiers in Earth Science期刊《非常规储层地质力学》专刊客座主编，Journal of Marine Science and Engineering期刊《盆地分析与建模》专刊编辑，Applied Sciences期刊《地质力学与储层模拟》专刊客座主编，Academic Editor of International Journal of Energy Research、《地质通报》青年副主编，《石油学报》、Petroleum Science、《地球科学》青年编委，GSA Bulletin、AAPG Bulletin、《中国科学: 地球科学》、《石油勘探与开发》、《石油学报》等多个期刊的审稿人。

具体研究方向包括：

（1）非常规储层裂缝形成机制、定量预测及建模；

（2）四维应力场预测与应用；

（3）含油气盆地构造解析；

（4）深层-超深层储层地质力学实验；

（5）潜山储层古今应力场模拟与多期裂缝预测；

（6）储层工程甜点评价的地质力学基础理论。