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第一章 概述1

第一节 川东北地区勘探情况简介1

一、宣汉-达县区块勘探概况2

二、元坝构造带5

三、通南巴构造背斜构造带6

第二节 普光气田简介7

一、地理位置及气候特点7

二、构造特点8

三、地层特征10

四、气藏特征13

五、开发部署14

第三节 国内外高酸性气田简介及川东北钻井工程面临的技术难点15

一、“三高”含硫气田划分15

二、国内外高含硫气田简介16

三、川东北钻井工程面临的技术难点17

四、钻井总体技术方案18

第二章 钻前工程20

第一节 钻前工程的特点20

一、区域气候及地形特点20

二、钻前工程的难点21

三、钻前工程的技术要求21

第二节 井场24

一、井场选址原则24

二、井场地质灾害评估和治理设计24

三、井场设计基本要求与原则30

四、井场布置及井场设计32

第三节 井场道路38

一、基本要求38

二、道路平曲线半径39

三、最大纵坡和坡长40

四、路面结构40

五、道路横断面形式40

六、道路边沟41

七、道路土石方工程42

八、软土地基处理43

九、道路维护43

十、桥涵43

第四节 生活营地44

一、基本要求44

二、布置44

第五节 钻前工程塌方治理范例45

一、P202井场45

二、P302井场45

第三章 井身结构设计技术47

第一节 井身结构设计难点47

第二节 井身结构设计现状48

一、国外井身结构设计现状48

二、国内井身结构设计现状51

第三节 酸性环境下的套管选材53

一、酸性环境条件下的套管腐蚀53

二、套管选材58

第四节 井身结构设计68

一、设计原则及依据68

二、设计方法69

三、设计优化75

第五节 井身结构方案应用范例83

第四章 井控技术87

第一节 井控技术现状87

一、钻井井控的特点、难点87

二、井控技术现状90

第二节 节流及压井技术94

一、气体、液体的侵入与处理94

二、溢流的处理与压井作业97

三、特殊压井方法102

第三节 井控装置及配套104

一、不同区块的井控对井身结构的要求104

二、井控装置及辅助设备配套107

三、硫化氢监测123

第四节 井控管理125

一、主要井控技术措施125

二、井控管理制度128

三、应急救援体系129

第五章 岩石工程力学分析与钻头合理选用技术130

第一节 区域构造地层特点与钻井技术难点130

一、区域构造地层特点130

二、钻井工程与钻头选择面临的技术难点131

第二节 地层与岩性产状和影响钻头选型的因素132

一、地层与岩性产状132

二、影响钻头选用的因素136

第三节 岩石工程力学特性参数与PDC钻进特性138

一、地层岩样的岩石工程力学特性138

二、川东北地区露头岩样岩石工程力学特性143

三、普光地区岩石工程力学特性参数预测剖面153

四、PDC钻进特性154

第四节 钻头选型与推荐方案158

一、国内外钻头选型方法综述158

二、川东北地区的钻头选型方法与钻头选型推荐方案160

三、适应于相关地质层段的个性化钻头型号推荐172

四、钻头合理选择与使用要点182

第六章 气体钻井技术184

第一节 概述184

一、气体钻井技术简介184

二、川东北地区应用概述186

第二节 气体钻井理论187

一、提高机械钻速机理187

二、流体力学分析计算188

三、井壁稳定性分析200

四、地层出水量预测204

五、气体钻井防斜研究206

六、钻具失效问题研究208

第三节 气体钻井设备211

一、专用设备的组成及作用211

二、设备配置要求214

三、设备配套215

第四节 气体钻井工艺技术216

一、空气锤钻井技术216

二、井下燃爆监测技术220

三、泡沫钻井技术222

四、施工工艺224

五、气、液转换技术231

第五节 应用效果与实例234

一、应用效果与认识234

二、应用实例236

第七章 防斜打快钻井技术240

第一节 陆相地层井斜控制难点240

一、钻井易斜因素分析240

二、常规井身质量控制技术应用评价244

三、气体钻井在陆相地层的应用评价245

第二节 国内外防斜打快技术现状245

一、井斜控制理论245

二、井斜控制方式及其防斜打快性能分析246

三、发展趋势255

第三节 国外垂直钻井系统介绍256

一、VDS垂直钻井系统256

二、Power V垂直钻井系统257

三、VertiTrak垂直钻井系统264

第四节 国产MVDT自动垂直钻井系统272

一、研制过程272

二、工具结构及工作原理274

三、工具设计参数275

四、工具使用要求276

五、机械式自动垂直钻井系统在雷北1井试验应用情况277

第五节 川东北垂直钻井系统应用技术方案278

一、系统选定278

二、施工井段的确定、钻头的选择与钻具组合推荐282

第八章 复合钻井技术283

第一节 国内外技术现状283

一、螺杆复合钻井技术283

二、涡轮钻井技术285

第二节 动力钻具的工作原理及输出特性分析285

一、螺杆钻具的构成和输出特性286

二、涡轮钻具的工作原理和工作特性300

第三节 配套技术304

一、螺杆钻具配套技术304

二、涡轮钻具应用技术313

第四节 应用效果与范例316

一、应用效果316

二、范例319

第九章 定向井、水平井钻井技术324

第一节 国内外技术现状及发展趋势324

一、国外技术现状324

二、国内技术现状327

三、技术水平与发展趋势328

第二节 水平井井眼轨道优化设计技术329

一、考虑方位漂移的水平井井眼轨道优化设计330

二、摩阻扭矩较小井眼轨道优选技术335

第三节 定向井、水平井钻井工艺关键技术339

一、井眼轨迹控制技术339

二、随钻测量技术345

三、钻井液技术基本要求348

第四节 施工范例349

一、普光地区定向井、水平井技术349

二、超深小井眼定向钻井技术356

第十章 钻井液技术362

第一节 地层特点和钻井液施工难点362

一、地层特点分析362

二、钻井液施工难点363

第二节 钻井液体系优选与应用366

一、本地区黏土矿物分析366

二、钻井液体系评价与优化研究368

三、钻井液的污染与处理技术372

四、现场应用实例——普光202-2H井373

第三节 气体钻井钻井液转换技术376

一、疏水型气液转换剂稳定井壁机理分析376

二、疏水型化学剂的优选与合理配伍研究378

三、润湿反转剂RSF-1抑制能力和相容性实验评价379

四、疏水型复合化学剂提高地层稳定性效果分析381

五、疏水型化学剂现场转换工艺383

六、实施气液转换后的钻井液维护与处理384

第四节 井漏预防与处理技术384

一、本地区井漏情况分析385

二、井漏的预防386

三、井漏的处理387

四、提高地层承压堵漏技术398

五、现场应用实例——新黑池1井406

第五节 气层保护技术408

一、储层特征分析408

二、保护储层屏蔽暂堵技术414

三、钻井/完井液配制及维护处理418

四、保护气层技术措施418

第十一章 固井技术420

第一节 地质特征及固井难点分析420

一、区域地质特征分析420

二、井身结构及固井方式421

三、气田整体固井难点422

四、不同层次套管固井难题424

第二节 固井水泥浆体系426

一、高酸性环境下水泥石腐蚀机理及防腐蚀技术研究426

二、不同层次套管固井水泥浆性能要求430

三、抗高温防气窜水泥浆体系431

四、高密度防气窜水泥浆体系436

五、低密度水泥浆体系439

六、固井水泥浆方案444

第三节 固井工具444

一、高酸性气田固井工具面临的问题444

二、酸性条件下固井工具选型要求445

三、新型防腐型双级注水泥器445

四、非常规系列液压尾管悬挂器447

第四节 固井工艺技术450

一、高压防气窜固井工艺技术450

二、防漏固井技术453

三、提高固井顶替效率技术456

四、旋转尾管技术457

五、小间隙固井技术458

六、水平井固井技术458

七、其他特殊固井技术462

第五节 应用范例462

一、高密度非渗透防气窜水泥浆体系现场应用463

二、胶乳防腐防气窜水泥浆体系的应用467

三、防漏固井技术的应用470

四、川东北复杂地层综合固井技术现场应用474

五、普光气田固井技术应用效果478

第十二章 钻井配套技术在普光气田的应用479

第一节 单项技术应用效果479

一、井身结构优化技术479

二、井控技术481

三、钻头选用技术481

四、气体钻井技术481

五、防斜打快钻井技术484

六、复合钻井技术485

七、定向井水平井技术485

八、钻井液技术486

九、复杂压力体系固井技术486

第二节 整体应用效果488

参考文献490