第一章 概述 1
第一节 川东北地区勘探情况简介 1
一、宣汉-达县区块勘探概况 2
二、元坝构造带 5
三、通南巴构造背斜构造带 6
第二节 普光气田简介 7
一、地理位置及气候特点 7
二、构造特点 8
三、地层特征 10
四、气藏特征 13
五、开发部署 14
第三节 国内外高酸性气田简介及川东北钻井工程面临的技术难点 15
一、“三高”含硫气田划分 15
二、国内外高含硫气田简介 16
三、川东北钻井工程面临的技术难点 17
四、钻井总体技术方案 18
第二章 钻前工程 20
第一节 钻前工程的特点 20
一、区域气候及地形特点 20
二、钻前工程的难点 21
三、钻前工程的技术要求 21
第二节 井场 24
一、井场选址原则 24
二、井场地质灾害评估和治理设计 24
三、井场设计基本要求与原则 30
四、井场布置及井场设计 32
第三节 井场道路 38
一、基本要求 38
二、道路平曲线半径 39
三、最大纵坡和坡长 40
四、路面结构 40
五、道路横断面形式 40
六、道路边沟 41
七、道路土石方工程 42
八、软土地基处理 43
九、道路维护 43
十、桥涵 43
第四节 生活营地 44
一、基本要求 44
二、布置 44
第五节 钻前工程塌方治理范例 45
一、P202井场 45
二、P302井场 45
第三章 井身结构设计技术 47
第一节 井身结构设计难点 47
第二节 井身结构设计现状 48
一、国外井身结构设计现状 48
二、国内井身结构设计现状 51
第三节 酸性环境下的套管选材 53
一、酸性环境条件下的套管腐蚀 53
二、套管选材 58
第四节 井身结构设计 68
一、设计原则及依据 68
二、设计方法 69
三、设计优化 75
第五节 井身结构方案应用范例 83
第四章 井控技术 87
第一节 井控技术现状 87
一、钻井井控的特点、难点 87
二、井控技术现状 90
第二节 节流及压井技术 94
一、气体、液体的侵入与处理 94
二、溢流的处理与压井作业 97
三、特殊压井方法 102
第三节 井控装置及配套 104
一、不同区块的井控对井身结构的要求 104
二、井控装置及辅助设备配套 107
三、硫化氢监测 123
第四节 井控管理 125
一、主要井控技术措施 125
二、井控管理制度 128
三、应急救援体系 129
第五章 岩石工程力学分析与钻头合理选用技术 130
第一节 区域构造地层特点与钻井技术难点 130
一、区域构造地层特点 130
二、钻井工程与钻头选择面临的技术难点 131
第二节 地层与岩性产状和影响钻头选型的因素 132
一、地层与岩性产状 132
二、影响钻头选用的因素 136
第三节 岩石工程力学特性参数与PDC钻进特性 138
一、地层岩样的岩石工程力学特性 138
二、川东北地区露头岩样岩石工程力学特性 143
三、普光地区岩石工程力学特性参数预测剖面 153
四、PDC钻进特性 154
第四节 钻头选型与推荐方案 158
一、国内外钻头选型方法综述 158
二、川东北地区的钻头选型方法与钻头选型推荐方案 160
三、适应于相关地质层段的个性化钻头型号推荐 172
四、钻头合理选择与使用要点 182
第六章 气体钻井技术 184
第一节 概述 184
一、气体钻井技术简介 184
二、川东北地区应用概述 186
第二节 气体钻井理论 187
一、提高机械钻速机理 187
二、流体力学分析计算 188
三、井壁稳定性分析 200
四、地层出水量预测 204
五、气体钻井防斜研究 206
六、钻具失效问题研究 208
第三节 气体钻井设备 211
一、专用设备的组成及作用 211
二、设备配置要求 214
三、设备配套 215
第四节 气体钻井工艺技术 216
一、空气锤钻井技术 216
二、井下燃爆监测技术 220
三、泡沫钻井技术 222
四、施工工艺 224
五、气、液转换技术 231
第五节 应用效果与实例 234
一、应用效果与认识 234
二、应用实例 236
第七章 防斜打快钻井技术 240
第一节 陆相地层井斜控制难点 240
一、钻井易斜因素分析 240
二、常规井身质量控制技术应用评价 244
三、气体钻井在陆相地层的应用评价 245
第二节 国内外防斜打快技术现状 245
一、井斜控制理论 245
二、井斜控制方式及其防斜打快性能分析 246
三、发展趋势 255
第三节 国外垂直钻井系统介绍 256
一、VDS垂直钻井系统 256
二、Power V垂直钻井系统 257
三、VertiTrak垂直钻井系统 264
第四节 国产MVDT自动垂直钻井系统 272
一、研制过程 272
二、工具结构及工作原理 274
三、工具设计参数 275
四、工具使用要求 276
五、机械式自动垂直钻井系统在雷北1井试验应用情况 277
第五节 川东北垂直钻井系统应用技术方案 278
一、系统选定 278
二、施工井段的确定、钻头的选择与钻具组合推荐 282
第八章 复合钻井技术 283
第一节 国内外技术现状 283
一、螺杆复合钻井技术 283
二、涡轮钻井技术 285
第二节 动力钻具的工作原理及输出特性分析 285
一、螺杆钻具的构成和输出特性 286
二、涡轮钻具的工作原理和工作特性 300
第三节 配套技术 304
一、螺杆钻具配套技术 304
二、涡轮钻具应用技术 313
第四节 应用效果与范例 316
一、应用效果 316
二、范例 319
第九章 定向井、水平井钻井技术 324
第一节 国内外技术现状及发展趋势 324
一、国外技术现状 324
二、国内技术现状 327
三、技术水平与发展趋势 328
第二节 水平井井眼轨道优化设计技术 329
一、考虑方位漂移的水平井井眼轨道优化设计 330
二、摩阻扭矩较小井眼轨道优选技术 335
第三节 定向井、水平井钻井工艺关键技术 339
一、井眼轨迹控制技术 339
二、随钻测量技术 345
三、钻井液技术基本要求 348
第四节 施工范例 349
一、普光地区定向井、水平井技术 349
二、超深小井眼定向钻井技术 356
第十章 钻井液技术 362
第一节 地层特点和钻井液施工难点 362
一、地层特点分析 362
二、钻井液施工难点 363
第二节 钻井液体系优选与应用 366
一、本地区黏土矿物分析 366
二、钻井液体系评价与优化研究 368
三、钻井液的污染与处理技术 372
四、现场应用实例——普光202-2H井 373
第三节 气体钻井钻井液转换技术 376
一、疏水型气液转换剂稳定井壁机理分析 376
二、疏水型化学剂的优选与合理配伍研究 378
三、润湿反转剂RSF-1抑制能力和相容性实验评价 379
四、疏水型复合化学剂提高地层稳定性效果分析 381
五、疏水型化学剂现场转换工艺 383
六、实施气液转换后的钻井液维护与处理 384
第四节 井漏预防与处理技术 384
一、本地区井漏情况分析 385
二、井漏的预防 386
三、井漏的处理 387
四、提高地层承压堵漏技术 398
五、现场应用实例——新黑池1井 406
第五节 气层保护技术 408
一、储层特征分析 408
二、保护储层屏蔽暂堵技术 414
三、钻井/完井液配制及维护处理 418
四、保护气层技术措施 418
第十一章 固井技术 420
第一节 地质特征及固井难点分析 420
一、区域地质特征分析 420
二、井身结构及固井方式 421
三、气田整体固井难点 422
四、不同层次套管固井难题 424
第二节 固井水泥浆体系 426
一、高酸性环境下水泥石腐蚀机理及防腐蚀技术研究 426
二、不同层次套管固井水泥浆性能要求 430
三、抗高温防气窜水泥浆体系 431
四、高密度防气窜水泥浆体系 436
五、低密度水泥浆体系 439
六、固井水泥浆方案 444
第三节 固井工具 444
一、高酸性气田固井工具面临的问题 444
二、酸性条件下固井工具选型要求 445
三、新型防腐型双级注水泥器 445
四、非常规系列液压尾管悬挂器 447
第四节 固井工艺技术 450
一、高压防气窜固井工艺技术 450
二、防漏固井技术 453
三、提高固井顶替效率技术 456
四、旋转尾管技术 457
五、小间隙固井技术 458
六、水平井固井技术 458
七、其他特殊固井技术 462
第五节 应用范例 462
一、高密度非渗透防气窜水泥浆体系现场应用 463
二、胶乳防腐防气窜水泥浆体系的应用 467
三、防漏固井技术的应用 470
四、川东北复杂地层综合固井技术现场应用 474
五、普光气田固井技术应用效果 478
第十二章 钻井配套技术在普光气田的应用 479
第一节 单项技术应用效果 479
一、井身结构优化技术 479
二、井控技术 481
三、钻头选用技术 481
四、气体钻井技术 481
五、防斜打快钻井技术 484
六、复合钻井技术 485
七、定向井水平井技术 485
八、钻井液技术 486
九、复杂压力体系固井技术 486
第二节 整体应用效果 488
参考文献 490