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目录 1

第一章 地层孔隙压力及其评估技术 1

第一节 异常地层孔隙压力及其形成机理 1

一、地层孔隙压力 1

二、有效应力定理 1

三、异常高压形成机制 2

四、异常高压形成机制的分类 6

第二节 传统地层压力确定方法及评价 8

一、概述 8

二、地层孔隙压力确定方法分类 9

三、传统测井资料检测地层孔隙压力方法 9

四、地震速度资料预测地层孔隙压力传统方法 11

第三节 地层压力确定方法发展概况 12

一、发展背景 13

二、国外最新发展概况 13

三、新方法的理论基础与基本思路 15

第四节 上覆岩层压力梯度合理计算及拟合方法 17

一、密度测井资料处理方法 17

二、上覆岩层压力梯度计算 19

三、上覆岩层压力梯度曲线的拟合方法 19

四、应用案例 20

第五节 测井资料检测地层孔隙压力模型研究与应用 21

一、利用声速检测欠压实泥岩异常高压的简易方法与应用 21

二、适用于砂泥地层孔隙压力的综合解释方法 24

一、概述 27

第六节 层速度预测地层孔隙压力模型及其应用 27

二、单点算法模型建立 28

三、层速度预测地层孔隙压力综合算法模型 30

第七节 地层压力随钻监测方法研究 36

一、dc指数法 36

二、岩石强度法 38

第二章 井身结构及套管柱优化设计 42

第一节 概述 42

第二节 井身结构优化设计方法 43

一、井身结构设计数学模型及设计方法 43

二、国外复杂深井超深井套管和钻头系列的特点 44

三、对国内新增井身结构方案的建议 47

第三节 套管柱优化设计模型 49

一、套管柱内压力计算方法 51

第四节 套管柱载荷计算方法 51

二、套管柱外压力计算方法 60

三、套管柱轴向力计算方法 61

第五节 套管柱强度计算方法 63

一、安全系数和设计系数的关系 63

二、套管柱的双轴强度设计方法 64

三、套管柱的三轴应力强度设计方法 64

四、套管柱强度计算方法讨论 64

五、温度对套管强度的影响 65

第六节 套管柱优化设计软件简介 67

一、输入数据的分类与组织结构 67

二、支持混合单位制 67

四、套管柱强度设计流程 68

三、套管数据库和材料性能数据库 68

六、套管柱优化设计计算软件的主要功能 69

五、组成软件的主要模块 69

第七节 工程案例分析 70

一、柯深101井套管设计方案的校核 70

二、玛深1井套管设计方案的校核 72

第三章 防斜打快理论和技术 74

第一节 钻柱运动学 74

一、钻柱可能的运动形式 74

二、钻柱产生进动的原因 76

三、钻柱反转运动的判据 76

四、钻柱涡动参数分析 78

一、静力学防斜理论和技术 81

第二节 动力学防斜理论和技术 81

二、动力学防斜理论 82

三、光钻铤钻具组合的准动态分析 83

四、光钻铤大钻压防斜打快的动力学特性 84

五、钻压控制准则 87

六、现场应用案例 88

第三节 偏轴组合防斜打快技术 88

一、系统结构与工作原理 88

二、偏轴组合结构和参数优化设计 90

三、现场应用案例 91

第四节 “刚柔”钻具组合防斜打快技术 93

一、“刚柔”钻具组合 93

二、BHA数值分析 94

三、现场试验 97

四、主要结论 100

第五节 井下动力钻具防斜打快技术 100

一、井下动力复合钻进的优点 100

二、底部钻具组合 100

三、注意事项 101

四、现场应用 101

五、弯外壳动力钻具复合钻进技术 101

第四章 井壁稳定理论和技术 103

第一节 地应力测量技术及其分布规律 103

一、地应力的概念及表示方法 103

二、现场水力压裂试验法测定地应力 104

三、声发射凯塞尔效应法测定地应力 105

第二节 准噶尔盆地地层力学参数的三轴试验 117

一、岩样的制备 117

二、试验设备 117

三、试验过程 117

四、试验结果及数据处理 118

第三节 地层破裂压力和坍塌压力的计算方法 119

一、井周围岩的应力状态 119

二、地层破裂压力计算模型 120

三、地层剪切坍塌压力计算模式 120

四、均匀地应力条件下井眼塑性变形位移计算模式 121

五、准噶尔盆地地层坍塌压力及破裂压力剖面 122

一、相似构造选择 130

二、声波测井数据聚类分层 130

第四节 井壁稳定性钻前预测技术 130

三、层速度偏差校正 132

四、层速度单因素钻前井壁稳定预测模型与应用 132

五、层速度钻前井壁稳定预测神经网络模型与应用 133

六、现场应用 142

第五章 地层可钻性评价与钻头选型技术 143

第一节 概述 143

第二节 地层力学参数测井评价技术 144

一、基本原理 144

二、纵、横波速度的计算方法 145

三、地层力学特性参数计算方法 146

第三节 实钻数据利用技术 147

二、实钻地层可钻性评估方法 148

一、基本概念 148

三、计算注意事项 151

第四节 钻头选型与使用效益评价技术 152

一、钻头选型技术 152

二、利用地层微可钻性系数进行钻头选型技术 154

三、钻头使用效益评价技术 154

第五节 地层抗钻特性综合评价计算软件 157

第六节 工程案例分析 160

一、地层力学参数测井评价及钻头选型 160

二、地层可钻性实钻评价及钻头选型 161

三、钻头综合评价 169

第二节 深井大直径井段高效破岩及洗井技术 170

第一节 概述 170

第六章 高效破岩及钻井参数优选技术 170

一、大直径井段的钻井技术问题 171

二、大直径井段高效破岩及洗井技术 177

第三节 深部井段高效破岩技术 181

一、深部井段的钻井技术问题 181

二、深部井段高效破岩技术 184

第四节 深井钻井参数优选技术 187

一、深井钻井参数优选遇到的问题 187

二、深井钻井参数优选技术及其应用 187

第七章 钻井液技术 190

第一节 深井高密度水基钻井液 190

一、深井高密度钻井液体系的设计与处理剂优选 190

二、甲酸钾—石灰高密度聚合物钻井液体系 192

三、甲酸盐高密度聚合物钻井液体系 193

四、高密度钻井液体系流变性、造壁性、热稳定性、抗污染能力的控制因素与作用机理 197

五、深井低压高渗地层防止压差卡钻技术 200

第二节 保持井壁稳定的钻井液技术 205

一、保持井眼稳定的安全钻井液密度 205

二、稳定井壁的封堵原理与技术 207

三、硬脆性破碎地层封堵实验研究 211

四、稳定井壁的钻井液抑制原理与技术 215

第三节 深井钻井液腐蚀与防腐技术 219

一、腐蚀评价方法 219

二、滚子炉腐蚀速率测定法 219

三、钻井液腐蚀类型、腐蚀过程与机理 220

四、H2S腐蚀 221

五、腐蚀的化学控制 222

六、不同钻具与管材的防腐技术 224

第八章 深井钻井装备与工具 226

第一节 DQ-60P顶部驱动钻井装置 226

一、DQ-60P顶驱的结构组成与工作原理 226

二、DQ-60P顶驱的主要技术参数 229

三、DQ-60P顶驱的主要技术特点 230

四、总装调试与现场应用情况 230

五、主要结论 231

第二节 PSZ75型液控盘式刹车系统 231

一、概述 231

二、系统结构原理 232

三、系统主要功能特点 233

二、解决的主要技术关键 234

一、概述 234

第三节 FZ28-105液压防喷器 234

三、FZ28-105闸板防喷器的用途及适用范围 236

四、FZ28-105闸板防喷器性能参数 236

五、技术水平、现场使用及应用前景 237

第四节 深井涡轮钻具 238

一、WZ系列深井涡轮钻具 238

二、新型复式涡轮钻具 241

第五节 新型高效钻头 244

一、适用于深井的钻头特点 244

二、深井金刚石钻头技术 245

三、金刚石钻头新制造工艺 247

四、深井金刚石钻头的设计和现场应用 247

一、SZ-I型随位自动脱挂尾管悬挂器 253

第六节 深井固井工具 253

二、SJ-A型注水泥分级箍 255

三、ZG-I型自灌自锁套管浮箍 256

四、自通径分级注水泥接箍 257

五、碰压式内插注水泥器 258

六、固井施工监测系统 258

第七节 防漏堵漏器具 262

一、漏层位置测定仪 262

二、波纹管堵漏技术 265

二、液动冲击器结构设计 268

三、冲击器工作原理 268

四、结构设计分析 268

一、液动冲击器设计原则 268

第八节 液动冲击器的研制与应用 268

五、设计钻井参数及性能参数 270

六、现场试验及分析 271

第九节 套管防磨与减扭工具 271

一、FMX防磨接头结构和工作原理 272

二、FMJ防磨接头结构和工作原理 272

三、防磨接头的性能特点 273

四、应用情况 273

第十节 智能膨胀仪 274

一、智能膨胀仪的结构 274

二、智能膨胀仪的性能 275

三、智能膨胀仪的应用 277

参考文献 279