碳酸盐岩超深水平井钻井技术

碳酸盐岩钻井是一个世界性的难题，本书以中国很深水平井-塔中862H井-为例，重点论述塔中Ⅰ号气田碳酸盐岩超深水平井钻井综合配套技术。本书从塔中Ⅰ号气田的工程实践出发，总结归纳了勘探过程中对该气田的地质认识和工程难题，给出了该气田的孔隙压力、坍塌压力和破裂压力剖面预测方法，分析了塔中Ⅰ号气田的地层压力分布规律。根据塔中Ⅰ号气田地层压力情况，对超深水平井井身结构和套管柱进行了优化设计。基于多口超深长水平段水平井的创新实践，分析总结了塔中Ⅰ号气田超深水平井钻井的综合配套技术，包括井眼轨道优化与轨迹控制技术，水平井降摩减扭技术，水平井延伸极限分析技术，控压钻井技术，井壁稳定与储层保护控制技术，钻头选型与参数优选技术，超深水平井综合提速技术等。

前言
第1章塔中Ⅰ号气田地质概况与钻井难点分析1
1.1塔中Ⅰ号气田碳酸盐岩地层地质概况1
1.1.1塔中Ⅰ号气田基本情况1
1.1.2塔中Ⅰ号气田地质特征2
1.1.3塔中Ⅰ号气田储层特征9
1.1.4塔中Ⅰ号气田储层压力温度系统14
1.1.5塔中Ⅰ号气田储层流体特征14
1.2塔中碳酸盐岩井型的选择与钻井工程难点分析16
1.2.1塔中碳酸盐岩高效开发井型的选择16
1.2.2塔中碳酸盐岩超深水平井钻井工程难点分析18
参考文献20
第2章塔中碳酸盐岩油气田地层压力评估22
2.1塔中碳酸盐岩油气田地层压力特征分析及评估方法22
2.1.1塔中碳酸盐岩油气田地层压力特征分析22
2.1.2地层压力评估方法23
2.2塔中碳酸盐岩油气田地层压力的评估方法26
2.2.1地层孔隙压力的确定方法26
2.2.2地层破裂压力的确定方法29
2.2.3地层坍塌压力的确定方法30
2.2.4岩石力学参数及地应力解释33
2.2.5地层三压力确定方法的验证37
2.3塔中碳酸盐岩油气田地层压力分布规律39
2.3.1塔中Ⅰ区地层压力分布规律39
2.3.2塔中Ⅱ区地层压力分布规律41
2.3.3塔中Ⅲ区地层压力分布规律42
2.3.4塔中862H井地层压力预测44
参考文献46
第3章塔中超深水平井井身结构与套管柱优化设计47
3.1塔中碳酸盐岩超深水平井井身结构优化设计47
3.1.1塔中超深水平井井身结构设计的原则及所需基础数据47
3.1.2塔中碳酸盐岩超深水平井裸眼段长度的确定49
3.1.3塔中碳酸盐岩超深水平井井身结构设计方法50
3.1.4塔中碳酸盐岩超深水平井井身结构类型及其优化56
3.2塔中碳酸盐岩超深水平井套管柱设计62
3.2.1塔标Ⅲ井身结构套管柱有效外压力的分析与计算62
3.2.2塔标Ⅲ井身结构套管柱强度校核分析与设计66
3.2.3塔标Ⅲ井身结构套管柱优化设计75
3.3塔标Ⅲ井身结构设计与套管柱设计实例分析85
3.3.1塔中862H井基本情况85
3.3.2塔中862H井身结构设计86
3.3.3塔中862H井套管柱强度设计94
3.3.4塔中862H井设计效果分析97
3.4塔标Ⅲ井身结构应用效果分析100
3.4.1塔标Ⅲ井身结构的优点100
3.4.2塔标Ⅲ井身结构应用效果102
3.4.3创造的钻井技术指标102
3.4.4井身结构优化经济效益分析103
参考文献104
第4章塔中碳酸盐岩超深水平井轨道设计与轨迹控制105
4.1塔中碳酸盐岩超深水平井井眼轨道优化设计105
4.1.1水平井井眼轨道类型105
4.1.2塔中碳酸盐岩超深水平井井眼轨道类型优选110
4.1.3塔中碳酸盐岩超深水平井井眼轨道参数优化121
4.2塔中碳酸盐岩超深水平井井眼轨迹控制技术125
4.2.1塔中碳酸盐岩超深水平井井眼轨迹控制难点分析126
4.2.2塔中碳酸盐岩超深水平井底部钻具组合优化126
4.2.3塔中碳酸盐岩超深水平井导向工具与随钻仪器134
4.2.4塔中碳酸盐岩超深水平井井眼轨迹控制工艺138
4.2.5塔中碳酸盐岩超深水平井降摩阻减扭矩技术140
参考文献144
第5章塔中碳酸盐岩超深水平井钻井液优化技术145
5.1塔中碳酸盐岩超深水平井钻井液体系评价145
5.1.1塔中碳酸盐岩超深水平井各层位复杂情况145
5.1.2塔中碳酸盐岩超深水平井常用钻井液体系及优缺点分析146
5.2塔中碳酸盐岩超深水平井钻井液性能优化147
5.2.1塔中碳酸盐岩超深水平井三叠系和二叠系井壁稳定钻井液技术147
5.2.2塔中碳酸盐岩超深水平井储层保护钻井液技术161
5.2.3塔中碳酸盐岩超深水平井低土相弱凝胶抗高温水基钻井液体系166
5.2.4塔中碳酸盐岩超深水平井堵漏钻井液技术174
参考文献178
第6章塔中碳酸盐岩超深水平井控压钻井技术179
6.1塔中碳酸盐岩地层控压钻井技术应用概述179
6.2控压钻井基本概念和技术特征182
6.2.1控压钻井基本概念182
6.2.2控压钻井分类184
6.2.3控压钻井基本装备185
6.2.4控压钻井配套技术189
6.3高温高压超深水平井ECD计算模型195
6.3.1循环期间水平井井筒温度场模型195
6.3.2高温高压钻井液当量静态密度模型200
6.3.3高温高压钻井液流变性预测模型204
6.3.4岩屑浓度对ECD影响研究209
6.3.5高温高压ECD模型计算实例210
6.4控压钻井关键参数优化设计211
6.4.1控压钻井泥浆密度和回压值优化设计212
6.4.2控压钻井起下钻泥浆帽优化设计220
6.5控压钻井工艺设计及复杂情况预案225
6.5.1控压钻井正常作业流程225
6.5.2溢流、漏失、喷漏同存复杂情况的处理措施229
6.5.3装备失效复杂情况处理措施230
6.5.4控压钻井终止条件231
参考文献232
第7章塔中碳酸盐岩超深水平井综合提速技术233
7.1碳酸盐岩钻井钻头选型分析233
7.1.1碳酸盐岩钻井钻头选型方法研究233
7.1.2塔中碳酸盐岩地层钻头选型实例分析238
7.2碳酸盐岩超深水平井水力参数优化设计251
7.2.1碳酸盐岩超深水平井循环压耗的计算252
7.2.2碳酸盐岩超深水平井螺杆钻具压耗计算261
7.2.3碳酸盐岩超深水平井很优排量的确定265
7.2.4塔中862H碳酸盐岩超深水平井水力参数优化设计实例272
7.3碳酸盐岩钻井提速技术279
7.3.1水力旋冲提速技术279
7.3.2“PDC+高温螺杆”复合提速技术282
参考文献285
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