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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