本书以我国最深水平井——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，总结归纳勘探过程中对该气田的地质认识和遇到的工程难题，给出该气田的孔隙压力、坍塌压力和破裂压力剖面预测方法，分析塔中Ⅰ号气田的地层压力分布规律。根据多口超深水平井的创新实践，分析总结了塔中碳酸盐岩超深水平井钻井综合配套技术，包括井身结构与套管柱优化设计方法、井眼轨道优化与轨迹控制技术、钻井液优化技术、控压钻井技术、综合提速技术等。
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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最优排量的确定 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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