綠色低碳經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略需要更清潔的能源，非常規(guī)天然氣開采是很好的替代選擇。中國經(jīng)濟多年的高速發(fā)展主要靠化石能源驅(qū)動，這大幅增大了環(huán)境壓力，也促進了天然氣資源需求量大幅增加。目前天然氣資源的開發(fā)和利用受到□□□□的關注，尤其是頁巖氣，其具有分布范圍廣、資源量大、穩(wěn)產(chǎn)周期長等特點，成為世界天然氣能源開采的熱點。我國頁巖氣資源儲量和可開采量居世界前列，但是頁巖氣藏儲層條件復雜、惡劣，導致頁巖氣采收率低和抽采壽命短，因此迫切需要體積壓裂改造。體積壓裂改造能提高頁巖氣藏采收率和延長抽采壽命，但改造后產(chǎn)能預測仍是世界難題。頁巖儲層水力壓裂改造可產(chǎn)生大范圍的復雜縫網(wǎng)，但基質(zhì)孔隙中氣體仍難以采出，儲層熱處理可促使基質(zhì)內(nèi)次生裂隙發(fā)育，形成多尺度氣-水滲流通道，增強氣體熱解吸與傳輸能力，提高頁巖氣開采壽命內(nèi)產(chǎn)能。因此，儲層熱處理增產(chǎn)是一個多物理場和多相耦合作用的過程，具有重要的科學意義和工程意義。
　　本書系統(tǒng)地總結(jié)了高低溫作用下頁巖礦物組分與孔裂隙結(jié)構特征及氣水滲流規(guī)律，綜合運用試驗測試、理論分析與數(shù)值模擬等科學方法，深入進行了非均質(zhì)頁巖儲層體破裂增透過程的熱-氣-液-固耦合理論及產(chǎn)能模型研究。首先，從裂隙和基質(zhì)的不同□形規(guī)律入手，將巖儲層分為“軟”的部分（裂隙）和“硬”的部分（基質(zhì)），并基于自然應□和工程應□的胡克定律，提出了一種考慮裂隙巖體不均勻□形和熱破裂過程的三參數(shù)滲透率演化模型，根據(jù)礦物組分與孔裂隙結(jié)構特征隨溫度□化規(guī)律，分析了多種試驗數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律并分類，從本質(zhì)上揭示了溫度影響下滲透率演化的微觀機理。其次，考慮頁巖氣在水中的溶解度，建立了一種新型的頁巖氣-水兩相滲流模型，并在未忽略兩相流耦合模型非線性項的基礎上求得了氣水壓力與產(chǎn)量的迭代解析解；再次，分析溫度影響與滲流路徑迂曲性，建立了頁巖分數(shù)階熱傳導與分數(shù)階熱-氣-水流動耦合模型，并應用分數(shù)階行波法與□分迭代法得到流體溫度和氣水產(chǎn)量的解析解。最后，通過構建頁巖氣開采的熱-氣-液-固多物理場耦合數(shù)值模型，研究了非均質(zhì)頁巖儲層應力場、溫度場與滲流場之間耦合作用機制，分析了注熱溫度對儲層熱處理過程中氣體產(chǎn)量的影響，評估了儲層熱處理對于頁巖氣增產(chǎn)和延長開采周期的有效性。研究發(fā)現(xiàn)：巖石中“軟”的部分對滲透率演化具有重要意義，“軟”的部分體積比例越高，溫度□化過程中滲透率演化越劇烈。頁巖氣溶解度取值越大，對頁巖氣產(chǎn)能預測影響越大，頁巖氣生產(chǎn)速率下降越快，在生產(chǎn)后期產(chǎn)氣速率更低。而分數(shù)階維數(shù)取值越高，氣體產(chǎn)量下降越快，生產(chǎn)后期的產(chǎn)氣速率越低。相比于常規(guī)開采，儲層熱處理改□了頁巖溫度分布，進而對頁巖儲層與頁巖氣-水兩相滲流產(chǎn)生熱刺激，導致毛細壓力升高與游離氣含量增加，在生產(chǎn)周期的前半段可顯著提高頁巖氣產(chǎn)量。
　　在撰寫本書過程中得到了許多專家的大力支持，在此一并感謝。本書參考和引用了大量文獻資料，在此向這些文獻的作者致以謝意。