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第一章　绪论1

第一节　欠平衡钻井技术概述1

一、欠平衡钻井技术的概念1

二、欠平衡钻井技术的分类1

第二节　气体钻井技术概述3

一、气体钻井技术的分类3

二、气体钻井的优势与局限性5

三、气体钻井技术的应用8

第二章　气体钻井流体力学分析11

第一节　气体的主要参数11

一、气体的组成11

二、气体的主要参数12

三、气体状态方程12

四、气体的压缩系数14

第二节　气体钻井井内流体力学16

一、气体钻井循环系统16

二、气体钻井井内流动模型17

第三节　气体钻井循环系统压力计算20

一、环空压耗计算20

二、钻头压降计算22

三、钻杆压耗计算23

第四节　气体钻井最小注气量计算25

一、携岩的环空“关键点”25

二、气体钻井中岩屑的运移25

三、最小注气量计算方法28

第五节　气体设备的配置33

第六节　气体钻井随钻储层评价技术35

一、随钻储层评价数学模型35

二、随钻储层评价数学模型的求解37

第三章　井下着火与爆炸41

一、井下燃爆的危害41

二、井下着火与爆炸的原因41

第一节　井下燃烧方式概述43

一、热自燃43

二、点火燃烧44

第二节　井下燃爆机理与井下灭火47

一、气体钻井井下燃爆机理47

二、井下灭火51

第四章　井壁稳定性分析53

第一节　气体钻井井壁力学分析53

一、井眼与地层坐标系的地应力转换53

二、井眼围岩应力分布55

三、井壁主应力计算56

四、井壁围岩位移57

第二节　岩体破坏准则58

一、井壁围岩的压剪破坏准则58

二、井壁围岩的张性破裂准则61

第三节　泥页岩稳定性分析62

一、泥页岩的基本特性及物理模型62

二、泥页岩水化反应的系统仿真模型建立63

第五章　地层出水预测与井眼净化机理68

第一节　地层出水预测概述68

一、根据地质水文资料分析68

二、利用测井资料预测68

三、射开水层测试71

四、欠平衡钻开水层的随钻测试和综合录井71

第二节　地层出水时井眼净化机理分析72

一、岩屑团的形成72

二、泥饼圈的形成72

三、泥饼圈的危害及预防措施73

四、纯气／雾化／泡沫钻井携岩、携水研究73

第六章　气体钻井防斜理论初探80

第一节　气体钻井井斜原因分析80

第二节　气体钻井动力学模型81

一、下部钻具组合动力学基本模型81

二、光钻铤动力学模型83

三、屈曲模式和临界钻压84

四、转子质量偏心距的确定85

五、由转子动力学特性决定的钻头作用力85

第三节　气体钻井与钻井液钻井对比分析86

一、光钻铤钻具组合86

二、计算结果分析86

三、气体钻井与钻井液钻井钻铤动力学特征比较87

第四节　气体钻井预弯曲动力学防斜打快技术特点分析89

一、钻压影响规律89

二、转速影响规律92

三、L2对防斜力的影响92

四、结构参数和施工参数优化93

第七章　气体钻井钻头选型研究94

第一节　气体钻井破岩机理分析94

一、地层孔隙压力94

二、应力分析94

第二节　影响气体钻井钻速的因素96

一、岩性对钻速的影响96

二、钻井参数对钻速的影响97

三、地层出水对钻速的影响97

四、钻头选型对钻速的影响97

五、影响钻头寿命的因素97

第三节　气体钻井钻头优选98

一、热交换冷却方式98

二、焦耳—汤姆逊效应100

第八章　气体钻井HSE管理101

第一节　气体钻井仪器设备的安全管理101

一、气体钻井井口设备配套及钻具结构101

二、必要的仪器101

三、安全钻井措施101

第二节　气体钻井现场HSE管理102

一、现场管理机构102

二、岗位责任103

三、风险识别103

四、风险评估103

五、风险控制措施103

第九章　气体钻井技术实践105

第一节　长庆油田气体钻井基本情况105

一、苏里格气田气藏地质概况105

二、苏里格气田储层潜在的伤害评价结果106

第二节　长庆油田气体钻井设备配套107

第三节　长庆油田气体钻井概况109

第四节　设计及施工中应考虑的问题113

一、设计中考虑的问题113

二、施工中应注意的问题117

第五节　气体钻井出现的问题及对策119

一、冰堵问题119

二、地层出水问题121

三、钻头选型及使用124

四、井斜问题127

五、替换钻井液过程中的遇阻卡问题129

六、天然气钻井地面上的安全问题130

参考文献132