第1章 页岩气藏钻井技术特点及关键技术 1
1.1 页岩气藏的特点 3
1.2 页岩气钻完井技术现状 4
1.3 页岩气钻井技术特点与难点 7
1.4 页岩气钻井关键技术 10
1.4.1 井壁稳定技术 10
1.4.2 井眼轨迹优化设计和控制技术 11
1.4.3 下套管与固井技术 12
1.4.4 降摩阻技术 18
1.4.5 井眼清洗技术 18
1.4.6 优化钻具组合 19
1.4.7 完井技术 19
1.5 水平井对页岩气开发的重要性 21
1.5.1 水平井对页岩气开发的必要性 21
1.5.2 水平井开发现状和开发效果 22
1.6 页岩气水平井分类 22
1.6.1 单个水平井 22
1.6.2 丛式水平井 24
1.6.3 多分支井 25
1.6.4 大位移水平井 26
1.7 页岩气水平井的钻井难点 32
1.7.1 页岩气藏井壁垮塌严重 32
1.7.2 岩屑床的存在 32
1.7.3 页岩气水平井钻井难点 33
1.8 页岩气水平井关键技术 34
第2章 页岩气井钻井设计 37
2.1 钻井设计包括的内容 38
2.2 钻井设计的考虑因素 38
2.3 井身结构设计 39
2.4 丛式井设计 39
2.5 水平井设计 42
2.5.1 水平井设计原则 42
2.5.2 水平井设计流程 43
2.5.3 水平井井眼轨迹设计 45
2.5.4 钻具组合设计 50
2.5.5 钻井液设计 50
2.5.6 固井与完井设计 51
2.6 欠平衡与气体钻井设计 52
2.7 测量要求 52
第3章 钻头与钻具组合 53
3.1 钻头优选 54
3.1.1 牙轮钻头 54
3.1.2 金刚石钻头 56
3.2 优化钻具组合 61
3.3 合理的摩阻计算 63
3.4 井眼清洗 63
第4章 欠平衡压力钻井 65
4.1 欠平衡压力钻井概念 67
4.2 欠平衡压力钻井的特性 68
4.3 欠平衡压力钻井的技术关键 69
4.3.1 欠平衡压力钻井设计 69
4.3.2 欠平衡压力钻井控制技术 70
4.3.3 产出流体的地面处理 72
4.3.4 套管阀及其工作原理 72
4.4 控压钻井技术 73
4.4.1 动态环空压力控制技术 74
4.4.2 控压钻井技术 76
4.4.3 微流量控制钻井系统 76
4.4.4 自动节流控压钻井系统 78
4.4.5 中石油精细控压钻井系统 78
4.4.6 控压钻井与欠平衡钻井的区别 79
4.5 不压井作业方法 80
4.5.1 不压井作业的优点 80
4.5.2 不压井作业压力控制原理 83
4.5.3 不压井作业应考虑的问题 84
第5章 优快钻井技术 87
5.1 优快钻井的概念 88
5.2 优快钻井技术 88
5.2.1 优快钻井的措施 88
5.2.2 应用情况举例——渤海SZ36-1油田Ⅱ期开发 90
5.2.3 应用情况举例——长宁区块龙马溪组页岩气开发 93
5.2.4 应用情况举例——威远地区页岩气水平井优快钻井技术 100
第6章 井壁稳定性与控制技术 103
6.1 井壁失稳的原因及危害 104
6.1.1 井壁失稳的原因 104
6.1.2 井壁失稳的岩石破坏类型 104
6.1.3 井壁失稳的危害 105
6.2 井壁稳定的研究方法 105
6.3 井壁失稳的影响因素 106
6.3.1 井眼围岩应力分布 106
6.3.2 井眼失稳的化学因素 109
6.3.3 地应力状态及钻进方向对井壁稳定性的影响 112
6.3.4 岩石物性对井壁稳定性的影响 113
6.4 安全钻井泥浆密度窗口 118
6.4.1 安全泥浆密度窗口 118
6.4.2 井斜角和方位角的影响 119
第7章 钻井液与储层保护 121
7.1 储层损害机理 122
7.2 页岩气钻井液的基本要求 122
7.3 页岩气水平井钻井液技术难点 123
7.4 页岩气水平井井壁稳定措施及钻井液体系 124
7.4.1 提高井壁稳定性的方法 124
7.4.2 钻井液体系 125
7.5 对储层的认识 128
7.6 储层评价技术 128
7.6.1 储层伤害机理 128
7.6.2 储层伤害评价方法 130
7.6.3 油基钻井液储层保护性能评价 130
7.7 储层伤害和保护 131
7.7.1 钻井过程中的储层保护技术 131
7.7.2 完井过程中的储层保护技术 135
7.8 储层保护建议 139
第8章 井眼轨迹测量与控制 141
8.1 井眼轨迹测量 143
8.1.1 轨迹基本参数 143
8.1.2 轨迹计算参数 144
8.1.3 井眼轨迹表示方法 146
8.1.4 测斜方法与测斜仪 146
8.2 井眼轨迹计算 150
8.2.1 井眼轨迹计算的目的 150
8.2.2 井眼轨迹计算方法的多样性 150
8.2.3 对测斜计算数据的规定 151
8.2.4 轨迹计算方法 152
8.2.5 定向井中靶计算 162
8.3 井眼轨迹预测方法 164
8.3.1 井眼轨迹预测的外推法 164
8.3.2 工具造斜率的预测方法 171
8.3.3 极限曲率法及其应用 173
8.4 随钻测量技术 175
8.5 随钻测井技术 175
8.6 地质导向技术 175
8.6.1 地质导向钻井技术特征 176
8.6.2 地质导向钻井系统的结构特征 177
8.6.3 钻井液脉冲传输方式 179
8.6.4 电磁波传输方式 180
8.6.5 声波传输方式 181
8.6.6 光纤遥测方式 181
8.7 旋转导向技术 182
第9章 水平井降摩减阻工艺和工具 185
9.1 水平井降摩减阻工艺 186
9.2 水力脉冲轴向振荡减阻工具 187
9.2.1 水力脉冲轴向振荡减阻工具结构及原理 187
9.2.2 水力脉冲轴向振荡减阻工具应用 188
9.2.3 其他振动减摩降扭工具 189
9.3 连续管减摩器 190
9.4 纯机械式减摩降阻工具 191
9.5 威德福公司滚子减阻器 192
9.6 降摩阻短节 193
第10章 固井与完井 195
10.1 页岩气固井特点与难点 196
10.2 水泥浆体系 196
10.3 提高固井质量方法 197
10.3.1 水平井钻井给固井带来的问题 197
10.3.2 压裂、射孔给固井带来的问题 197
10.3.3 提高页岩气水平井固井质量技术措施 197
10.4 完井方法 198
10.5 多分支完井 199
10.5.1 分支井特点 200
10.5.2 分支井的6级完井方法 201
10.5.3 国内分支井技术现状 207
10.5.4 分支井开发页岩气的优势 211
第11章 钻井井控技术 213
11.1 钻井井控的重要性 215
11.2 井控安全技术现状 215
11.3 井控技术分级 216
11.4 井眼与地层压力系统 217
11.5 地层压力检测 219
11.5.1 地层压力检测的意义 219
11.5.2 异常压力形成机理 220
11.5.3 地层压力检测方法 220
11.5.4 地层破裂压力 222
11.6 井涌的原因、征兆与检测方法 223
11.6.1 侵入流体分析 223
11.6.2 井涌的主要原因及其预防 224
11.6.3 气侵 225
11.6.4 地层流体侵入的检测 226
11.7 关井方式与关井程序 227
11.7.1 关井方式 227
11.7.2 关井程序 228
11.7.3 关井时应注意的问题 230
11.7.4 侵入井内的流体性质的判别 230
11.7.5 套管压力与钻井液池液面 231
11.7.6 循环出侵入流体 231
11.7.7 压井液循环到钻头 231
11.8 恢复压力平衡的方法 232
11.8.1 泥浆气侵时圈闭压力的检查与释放 232
11.8.2 井底压力的确定及压井泥浆密度的计算 232
11.8.3 压井工艺 234
11.9 井控设备 234
11.9.1 井控设备的功用 235
11.9.2 井控设备的组成 235
11.9.3 防喷器 236
11.9.4 节流与压井管汇 245
11.9.5 内防喷工具 245
11.10 加强井控安全的具体方式 249
11.11 井控过程中的错误做法 250
第12章 弃井工艺和技术 251
12.1 弃井设计及弃井后呈报 252
12.2 永久报废 252
12.3 暂时弃井 254
第13章 页岩气开发的降本增效 255
13.1 页岩气开发成本的影响因素 256
13.2 降低页岩气开发成本的措施 257
13.2.1 大型水平井组的工厂化作业 257
13.2.2 小井眼连续管钻井技术 259
13.2.3 优快钻井技术 260
13.2.4 无水环保压裂改造技术 260
13.2.5 资源优化配置管理模式 260
13.3 页岩气开发成本的新认识 261
参考文献 263