本書以多項國家級項目和省部級重點課題為依托,系統(tǒng)介紹了作者及其團隊經(jīng)長期科研攻關(guān)所取得的一系列研究成果,重點聚焦于煤層氣高效開發(fā)利用背后的關(guān)鍵科學問題,涵蓋了基礎(chǔ)理論、應(yīng)用基礎(chǔ)理論以及應(yīng)用研究三個層次。主要包括分形拓撲理論體系的構(gòu)建、儲層孔裂隙結(jié)構(gòu)復雜組構(gòu)機制、儲層孔裂隙結(jié)構(gòu)定量表征、以及煤層氣多相態(tài)傳質(zhì)控制機理等。作者在以煤層氣為典型的清潔、非常規(guī)能源高效勘探開發(fā)背景下,為等效表征儲層孔裂隙結(jié)構(gòu)并清晰認識儲層空間中煤層氣運移規(guī)律開展了定量儲層地質(zhì)學的基礎(chǔ)理論與方法研究,并將其應(yīng)用于煤層氣傳質(zhì)控制機理的揭示方面。研究成果可為制約煤層氣高效開發(fā)利用瓶頸的突破提供基礎(chǔ)支撐與決策支持,進而助力于我國煤層氣高效開發(fā)產(chǎn)業(yè)化建設(shè)進程的快速推進。
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2002-09至2005-06,中國礦業(yè)大學(北京),地圖學與地理信息系統(tǒng),碩士
2007-09至2011-06,北京大學,構(gòu)造地質(zhì)(信息地質(zhì)方向),博士(1) 2005-07至2008-09,河南理工大學資源環(huán)境學院,助教
(2) 2008-10至2012-12,河南理工大學資源環(huán)境學院,講師
(3) 2013-01至2018-12,河南理工大學資源環(huán)境學院,副教授
(4) 2015-06至2017-06,河南理工大學資源環(huán)境學院,院長助理
(5) 2017-07至2023-03,河南理工大學資源環(huán)境學院,副院長
(6) 2019-01至今,河南理工大學資源環(huán)境學院,教授
(7) 2023-04至今,河南理工大學資源環(huán)境學院,院長作為通訊作者、第一作者發(fā)表論文37篇,其中SCI檢索18篇、EI檢索13篇,其他核心期刊檢索6篇擔任《煤田地質(zhì)與勘探》、《煤礦安全》、《河南理工大學學報(自然科學版)》等雜志學術(shù)委員會委員及青年編委、煤炭安全生產(chǎn)與清潔高效利用省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心副主任、河南省非常規(guī)能源地質(zhì)與開發(fā)國際聯(lián)合實驗室副主任、河南省煤炭學會第七屆理事會理事、河南省煤炭學會煤田地質(zhì)及煤層氣專業(yè)委員會副主任委員、以及中國煤炭學會碳中和科學與工程專業(yè)委員會委員。
目錄
前言
序
前言
1 緒論 1
1.1 定量儲層地質(zhì)學簡介 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 煤儲層孔–裂隙結(jié)構(gòu)特征 3
1.2.2 分形理論在儲層多孔介質(zhì)中的應(yīng)用 7
1.2.3 儲層孔–裂隙結(jié)構(gòu)等效表征方法 9
1.2.4 復雜孔–裂隙結(jié)構(gòu)空間下流體運移規(guī)律 12
1.3 當前機遇與挑戰(zhàn) 14
參考文獻 15
2 基礎(chǔ)理論與方法 26
2.1 傳統(tǒng)分形理論與方法 26
2.1.1 分形的定義和性質(zhì) 26
2.1.2 分形維數(shù)的計算和量測方法 30
2.1.3 當前分形理論存在的局限性 33
2.2 分形拓撲理論體系 34
2.2.1 分形拓撲參數(shù) 34
2.2.2 分形拓撲控制體系 36
2.2.3 尺度不變屬性控制參數(shù) 38
2.2.4 尺度不變屬性表象參數(shù) 39
2.3 儲層復雜類型組構(gòu)模式 44
2.3.1 復雜組構(gòu)概念 44
2.3.2 多孔介質(zhì)中復雜類型的等效提取 45
2.4 多孔介質(zhì)傳質(zhì)重構(gòu)理論與方法 57
2.4.1 LBM模擬理論 59
2.4.2 溶質(zhì)對流–擴散過程的LBM模擬方法 66
2.4.3 分子動力學模擬方法 69
2.5 流體滲流基本理論 71
2.5.1 達西定律 71
2.5.2 立方定律及其衍生模型 72
2.5.3 局部立方定律 73
2.5.4 Kozeny-Carman方程 74
2.6 小結(jié) 74
參考文獻 75
3 儲層孔–裂隙結(jié)構(gòu)表征 85
3.1 孔隙類型及其界定規(guī)則 85
3.2 儲層孔–裂隙結(jié)構(gòu)的表征方法 87
3.2.1 概念模型的建立及應(yīng)用 88
3.2.2 統(tǒng)計模型的建立及應(yīng)用 89
3.2.3 圖像重構(gòu)模型的建立及應(yīng)用 91
3.3 分形多孔介質(zhì)的定量表征方法 93
3.3.1 顆粒填充型分形多孔介質(zhì) 93
3.3.2 孔隙網(wǎng)絡(luò)模型 106
3.3.3 多元孔–裂隙結(jié)構(gòu)統(tǒng)一表征方法 118
3.3.4 分形表征模型的適配性 131
3.3.5 粗糙裂隙復合拓撲形貌的定量表征 136
3.4 小結(jié) 142
參考文獻 142
4 傳質(zhì)重構(gòu)及機理分析 148
4.1 多相態(tài)耦合傳質(zhì)行為 148
4.2 多相態(tài)傳質(zhì)過程細觀重構(gòu)及其控制機理149
4.2.1 分形孔隙結(jié)構(gòu)中流體滲流過程細觀重構(gòu)及規(guī)律分析 149
4.2.2 粗糙裂隙中流體運移過程模擬及機理分析 171
4.2.3 流體對流–擴散耦合傳質(zhì)過程模擬及機理分析 183
4.2.4 吸附–解吸界面控制及其細觀重構(gòu) 214
4.2.5 多相態(tài)耦合傳質(zhì)研究探討 239
4.3 小結(jié) 242
參考文獻 244
5 總結(jié)與展望 250
5.1 主要成果 250
5.2 未來展望 251