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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