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第1章 绪论1

1.1 欠平衡钻井技术发展概述1

1.1.1 过平衡钻井技术的起源与发展1

1.1.2 欠平衡钻井技术的起源与发展2

1.1.3 我国欠平衡钻井技术的发展5

1.2 欠平衡钻井系列技术的工程分类及风险评价9

1.2.1 欠平衡钻井系列技术的工程分类9

1.2.2 欠平衡钻井系列技术的分类与风险评价12

1.2.3 欠平衡钻井系列技术的选用14

参考文献15

第2章 复杂油气藏欠平衡钻井储层保护基础17

2.1 孔隙型储层钻完井储层损害17

2.1.1 孔隙型储层地质特征17

2.1.2 孔隙型储层损害机理及评价25

2.2 裂缝型储层钻完井储层损害37

2.2.1 裂缝型储层地质特征37

2.2.2 裂缝型储层损害机理及评价44

2.3 漏失型储层钻完井储层损害58

2.3.1 漏失型储层地质特征58

2.3.2 漏失型储层损害机理及评价67

2.4 复杂油气藏欠平衡钻井储层保护评价流程79

2.4.1 复杂储层欠平衡钻完井决策基本思路79

2.4.2 复杂储层欠平衡钻完井评价流程81

参考文献87

第3章 欠平衡钻井提速基础理论88

3.1 欠平衡钻井井底岩石力学与破岩特征分析88

3.1.1 欠平衡钻井对井底岩石力学性质的影响88

3.1.2 欠平衡钻井井底牙齿侵入裂纹扩展机制94

3.2 欠平衡钻井井底应力场特征分析97

3.2.1 孔隙压力对不同钻井方式下井底应力场的影响97

3.2.2 不同原地应力条件下井底应力场分析99

3.3 欠平衡钻井提速潜力评价方法101

3.3.1 欠平衡对井底岩石可钻性的影响101

3.3.2 欠平衡钻井提速潜力评价模型103

参考文献107

第4章 欠平衡钻井井壁稳定基础理论108

4.1 欠平衡钻井岩石力学特性108

4.1.1 欠平衡钻井岩石力学基础理论108

4.1.2 欠平衡钻井岩石力学参数实验评价方法114

4.2 欠平衡钻井井壁岩石水化效应及评价方法117

4.2.1 井壁岩石水化效应理论118

4.2.2 井壁岩石水化效应机理研究119

4.2.3 岩石水化效应实验评价方法130

4.3 欠平衡钻井井周地应力评价方法135

4.3.1 地应力大小评价方法135

4.3.2 欠平衡钻井井眼周围应力场评价方法142

4.4 欠平衡钻井井壁稳定判断准则及评价方法149

4.4.1 井壁稳定性判断准则149

4.4.2 井壁稳定性评价方法152

参考文献153

第5章 欠平衡钻井多相流基础理论155

5.1 液基欠平衡钻井井筒多相流基本理论155

5.1.1 井筒多相流基本概念155

5.1.2 井筒气液两相流动流态划分标准157

5.1.3 井筒气液两相流动特征参数预测159

5.2 气体欠平衡钻井井筒多相流动理论162

5.2.1 气固两相流动理论162

5.2.2 气体钻直井、水平井临界携岩理论164

5.3 气液固多相流动实验评价方法170

5.3.1 多功能大型气体钻井多相流动实验台架简介170

5.3.2 气体钻井水平井筒环空携岩动态及井眼净化流动模拟实验173

5.3.3 气体钻井垂直环空携岩动态流动模拟实验175

5.3.4 欠平衡钻井水平井筒环空携岩动态及井眼净化流动模拟实验178

5.3.5 欠平衡钻井垂直环空携岩动态流动模拟实验183

5.4 欠平衡钻井压力控制方法185

5.4.1 液基欠平衡钻井压力控制及施工参数优化方法185

5.4.2 气体钻井压力控制及施工参数优化方法199

参考文献206

第6章 欠平衡钻井的完井方法和技术208

6.1 欠平衡完井技术概述208

6.2 欠平衡钻井的完井原则211

6.2.1 欠平衡钻井完井的第一原则211

6.2.2 欠平衡钻井完井的第二原则211

6.2.3 欠平衡钻井完井的第三原则212

6.3 全过程欠平衡钻完井技术213

6.3.1 不压井作业的全过程欠平衡钻完术井技术213

6.3.2 连续管钻机的全过程欠平衡钻完井技术216

6.3.3 全过程欠平衡钻完井技术的应用范例216

6.4 套管阀的欠平衡钻完井技术217

6.4.1 套管阀的结构与控制217

6.4.2 井下套管阀的钻进与起下钻218

6.4.3 井下套管阀的完井218

6.4.4 带测压功能的井下套管阀219

6.4.5 机械式开关的井下套管阀220

6.5 冻胶阀的欠平衡钻完井技术220

6.5.1 冻胶阀的组成及性能220

6.5.2 冻胶阀全过程欠平衡钻井工艺技术221

6.6 欠平衡钻井的其他完井技术223

6.6.1 裸眼完井223

6.6.2 筛管完井224

6.6.3 实体带眼管完井技术225

6.6.4 非透式可膨胀筛管完井技术226

6.6.5 特殊完井液完井226

6.6.6 低密度水泥浆固井与负压射孔的套管射孔完井227

6.6.7 欠平衡的钻杆完井228

6.6.8 控压固井229

参考文献229

第7章 欠平衡钻井的装备、工具与仪器231

7.1 井口装备与地面装置231

7.1.1 注入设备231

7.1.2 旋转防喷器236

7.1.3 节流管汇与回压控制装置243

7.1.4 不压井起下钻装置245

7.1.5 气液固分离装置246

7.1.6 点火装置253

7.1.7 燃爆监测装置254

7.2 井下工具与测量仪器258

7.2.1 旋塞阀258

7.2.2 止回阀260

7.2.3 旁通阀265

7.2.4 井下测量工具266

7.2.5 欠平衡测井269

7.2.6 空气锤与冲击钻头270

参考文献272

第8章 复杂油气藏欠平衡钻井实践273

8.1 储层液基欠平衡钻井实践273

8.1.1 大港千米桥缝洞型储层实践273

8.1.2 四川邛西致密砂岩气实践274

8.1.3 哈萨克斯坦肯吉亚高压油藏实践276

8.2 非储层井段欠平衡钻井提速实践277

8.2.1 伊朗空气泡沫钻井提速实践277

8.2.2 玉门窿9井实践280

8.2.3 七里北101井实践284

8.2.4 龙岗气体钻井提速技术实践289

8.2.5 松辽盆地深层气体钻井提速技术实践291

8.2.6 大北6井、大北204井实践292

8.2.7 元坝161井、元陆9井实践296

8.3 产层气体钻井的应用实践297

8.3.1 长庆油田陕242井天然气钻井实践297

8.3.2 四川地区白浅111H井水平井钻井实践301

8.3.3 塔里木地区氮气钻井实践——迪西1井302

8.3.4 川西地区大邑1井304

参考文献306

第9章 控压钻井307

9.1 控压钻井的起源、定义与原理307

9.1.1 钻井的操作窗口与安全窗口307

9.1.2 控压钻井的起源308

9.1.3 控压钻井的原理309

9.1.4 控压钻井的种类310

9.2 控压钻井的工具与装备312

9.2.1 保证井控安全的工具与装备312

9.2.2 缩小钻井操作窗口的技术与装备313

9.2.3 “自适应追踪安全窗口走钢丝”的技术与装备316

9.2.4 控压钻井相关的其他工具322

9.3 欠平衡控压钻井——由储层欠平衡钻井产生的控压钻井324

9.3.1 储层欠平衡钻井向控压钻井的过渡324

9.3.2 储层欠平衡钻井的窄窗口概念325

9.3.3 欠平衡控压钻井326

9.4 精细控压钻井332

9.5 储层段精细控压钻井实践333

9.5.1 塔中地区应用实践333

9.5.2 冀东油田南堡23—平2009井实践336

9.5.3 渤海湾盆地牛东102井实践337

参考文献339

第10章 复杂油气藏欠平衡钻井技术展望340

参考文献351