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              頁岩氣開采中力學前沿問題的研究進展

              作者:高大鵬、劉曰武 2019-03-28 17:12 來源:
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                截止到2018年底的統計數據表明,我國天然氣能源的對外依存度已突破45%,國家能源安全正面臨嚴峻挑戰。頁岩氣作爲一種关键的非常規天然氣資源,已逐漸成爲我國天然氣産業的核心增長點。鑒于我國的頁岩氣工業發展處于工程先于技術的狀況,如何准確把握我國頁岩氣正確的工程發展方向,解決制約頁岩氣規模化發展的技術瓶頸,明確揭示頁岩氣開發中的關鍵工程科學問題和核心開發規律,對我國能源結構的持續穩定改善和可持續發展意義重大。 

                近期,中國科學院力学研究所联合清华大学、中国石油勘探开发研究院历时2年多的時間,針對我國頁岩氣勘探開發工作所取得的成緢D搬崂m發展中面臨的前沿力學問題進行了系統綜述及深入探討。針對頁岩氣直井和水平井開發過程中的不同階段,分別從頁岩氣藏的基本特征和開發技術描述、頁岩力學性質及其表征方法、頁岩氣藏實驗模擬技術、頁岩氣微觀流動機制及流固耦合特征、水力壓裂過程數值模擬方法、水力壓裂過程微地震監測技術、高效環保的無水壓裂技術等7個方面對頁岩氣開采中的若幹力學前沿問題進行了總結和展望(如圖1所示),並且結合頁岩氣藏開發的工程實踐,深入探究頁岩氣開采過程中的力學關鍵問題發展趨勢。 

               

                1 頁岩氣開采過程中涉及到關鍵力學問題 

                  相關研究成果《頁岩氣開采中的若幹力學前沿問題》(文章鏈接:http://lxjz.cstam.org.cn/CN/10.6052/1000-0992-17-020)已發表在力學進展期刊2019年第1期,以期爲頁岩氣開發領域的工程技術研究人員提供理論基礎,爲科學理論問題的研究人員提供關鍵力學問題的研究方向,並在文中提出了關鍵力學問題的研究建議,即需求相關的科研人員和工程實踐結合,集中優勢力量開展基礎理論和工程規律研究,主要內容應集中于以下三個主要方面:(1)掌握水力壓裂、水平鑽井基本規律和原理;(2)探索采用用水少甚至是無水的壓裂技術,爆炸及氣體壓裂方式;(3)將基本理論應用于工程實踐,獲得工程規律。 

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