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1石油和天然气钻井1

1.1引言1

1.2钻井作业过程1

1.3旋转钻井设备2

1.4钻机设备的选择5

1.5旋转钻井系统5

1.6钻井液体系评价8

1.7旋转系统12

1.8井控系统14

1.9数据获取和监测系统15

1.10海洋钻井的特殊系统15

1.11补充问题16

1.12符号说明20

2钻井液22

2.1钻井液的特性22

2.2钻井液的选择25

2.3钻井液的分类27

2.4水基钻井液的污染29

2.5钻井液性能，现场测试与控制29

2.6碱度37

2.7钻井液的流变性39

2.8钻井液的处理剂46

2.9补充问题47

2.10符号说明49

3钻井循环系统中流动压力和相关压力51

3.1简介51

3.2机械能和压力平衡54

3.3通过钻头水眼的压降56

3.4循环钻进过程中的压力损耗57

3.5层流在管柱内和环空中的摩阻压力损失59

3.6紊流在管柱内和环空中的摩阻压力损失73

3.7当量牛顿黏度75

3.8钻具中非牛顿流体的紊流75

3.9钻具环空的非牛顿液体流动77

3.10钻具活动造成的环空摩擦压力损失80

3.11补充问题84

3.12符号说明88

参考文献89

4钻头水力学90

4.1简介90

4.2旋转钻进中的泵压要求90

4.3水力功率要求91

4.4流量表示方法91

4.5最大钻头水力功率准则93

4.6最大射流冲击力准则97

4.7补充问题99

4.8符号说明106

参考文献107

5钻井岩屑的运输108

5.1简介108

5.2影响岩屑运输的因素108

5.3竖直井内的岩屑运输112

5.4定向井中的岩屑运输114

5.5大角度井中（θ＞50°）岩屑运输的经验关系116

5.6补充问题117

5.7符号说明118

参考文献119

6井喷的预防与控制121

6.1简介121

6.2井涌的原因121

6.3井涌检测123

6.4井涌的预防124

6.5井控基础知识125

6.6井控系统126

6.7井控的原则131

6.8常用的井控方法136

6.9非常规压井法142

6.10补充问题144

6.11符号说明146

参考文献147

7定向井与水平井钻井148

7.1定向井钻井148

7.2水平井钻井158

7.3弯曲度164

7.4附加问题168

7.5符号说明170

参考文献171

8钻头172

8.1简介172

8.2钻头的选择172

8.3钻头种类173

8.4牙轮钻头的分类175

8.5钻头操作参数175

8.6钝钻头的分级176

8.7刮刀钻头分类176

8.8岩石力学180

8.9刮刀钻头的性能原理191

8.10补充问题198

8.11符号说明198

参考文献199

9钻柱设计201

9.1定义与组成201

9.2设计标准203

9.3钻柱弯曲211

9.4钻柱疲劳212

9.5钻柱振动213

9.6定向钻井的BHA设计216

9.7造斜工具219

9.8补充问题222

9.9符号说明223

参考文献224

10钻井问题及解决办法226

10.1简介226

10.2钻杆卡钻226

10.3钻井液漏失229

10.4井眼倾斜231

10.5钻杆破坏232

10.6井壁失稳233

10.7钻井液污染235

10.8储层伤害236

10.9井眼净化238

10.10含硫化氢地层与浅层气240

10.11设备和人为问题240

10.12补充问题240

10.13符号说明241

参考文献242

11下套管与注水泥设计243

11.1钻开产层：选择间隔和初次设计243

11.2初步完井设计243

11.3套管柱设计248

11.4固井271

11.5补充问题283

11.6符号说明285

参考文献287

12钻井设计291

12.1简介291

12.2设计目标291

12.3钻井设计需要的资料291

12.4钻井工程师的职责291

12.5钻井设计的考虑291

12.6钻进292

12.7已钻井的分析293

12.8钻井成本评估293

12.9学习曲线295

12.10钻井中的成本控制296

12.11货币时间价值296

12.12价格弹性297

12.13补充问题297

12.14符号说明298

参考文献299

附录 本书所用英制单位换算关系300