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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