《地?zé)徙@完井工藝技術(shù)》是新時代地?zé)崮芨咝ч_發(fā)與利用研究叢書的一個分冊。本書系統(tǒng)性闡述了中淺層、中深層、超高溫等不同溫度條件下的地?zé)嵯到y(tǒng)的鉆完井技術(shù)，儲層保護與增產(chǎn)技術(shù)，增強型地?zé)徙@完井技術(shù)，固井套管與水泥技術(shù)，超高溫的軌跡測控技術(shù)，地?zé)徙@完井HSE技術(shù)，設(shè)計與施工管理要求，主要復(fù)雜情況與事故的預(yù)防與處理等，還給出了典型的中低溫地?zé)帷⒊邷氐責(zé)岬茹@完井實例。本書內(nèi)容豐富、層次清晰、圖文并茂、注重創(chuàng)新，可供地?zé)徙@完井相關(guān)技術(shù)人員參考使用，指導(dǎo)不同條件下地?zé)徙@完井施工，提高地?zé)峋@完井技術(shù)水平，也可作為關(guān)心、熱愛地?zé)崾聵I(yè)人員學(xué)習(xí)掌握地?zé)徙@完井技術(shù)參考書，使更多人學(xué)習(xí)、掌握地?zé)徙@完井的理論與方法。
在碳達峰 碳中和目標(biāo)背景下，中國地?zé)崮荛_發(fā)利用進入了一個高質(zhì)量、規(guī)�；焖侔l(fā)展的新時代。新時代地?zé)崮芨咝ч_發(fā)與利用研究叢書正是在這樣的大背景下應(yīng)時應(yīng)需地出籠的。叢書由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所龐忠和教授擔(dān)任總主編，由中國科學(xué)院汪集暘院士、賈承造院士，中國工程院馬永生院士、多吉院士、武強院士擔(dān)任學(xué)術(shù)顧問。各分冊的主編來自吉林大學(xué)、天津大學(xué)等高校和北京市工程地質(zhì)研究所、北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院、天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計院等相關(guān)院所，都是地?zé)崮荛_發(fā)利用領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才。叢書的編寫以能源領(lǐng)域國家重大戰(zhàn)略規(guī)劃為指引，以地?zé)崮荛_發(fā)利用產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展為目標(biāo)，服務(wù)從事地?zé)崮芸辈�、開發(fā)和利用實際工作的工程技術(shù)人員和項目管理人員。叢書基于三橫四縱的知識矩陣進行布局：在橫向上包括了淺層地?zé)崮�、中深層地�(zé)崮芎蜕顚拥責(zé)崮�；在縱向上，從地?zé)峥辈榧夹g(shù)，到開采技術(shù)，再到利用技術(shù)，以及項目管理。當(dāng)前，國家對十四五期間地?zé)崮艿陌l(fā)展綱領(lǐng)已經(jīng)明確，2023年第七屆世界地?zé)岽髸磳⒃诒本┱匍_，中國地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)正在大步邁向新的發(fā)展階段，其必將推動中國從地?zé)岽髧呦虻責(zé)釓妵�。本叢書的出版將為我國新時代的地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展以及國家能源轉(zhuǎn)型、應(yīng)對氣候變化和建設(shè)生態(tài)文明戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)做出貢獻，為中國地?zé)岖I禮。1. 本書是國家出版基金、十四五時期國家重點出版物出版專項規(guī)劃、上海市促進文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展財政扶持資金項目新時代地?zé)崮芨咝ч_發(fā)與利用研究叢書的分冊之一。2. 本書力圖探索這些差異鉆完井技術(shù)與地礦系統(tǒng)及油氣鉆完井技術(shù)相比存在顯著的差異，突出地?zé)徙@完井自身特點，介紹適用于地?zé)衢_發(fā)的鉆完井技術(shù)，內(nèi)容涵蓋鉆完井不同領(lǐng)域。3. 本書內(nèi)容深入，基礎(chǔ)理論緊密結(jié)合應(yīng)用實例，體現(xiàn)了良好的系統(tǒng)性、創(chuàng)新性、實踐性和示范性，書中論述的研究成果具有極高的理論和實際應(yīng)用價值，對促進地?zé)徙@完井技術(shù)進步具有積極的作用。4. 圖書裝幀精美，全彩印刷，清晰展現(xiàn)地?zé)徙@完井工藝技術(shù)成果，頗具收藏價值。
鉆完井是勘探與開采地下礦產(chǎn)的重要技術(shù)途徑,特別是對于人工挖掘難以達到的深部地下流體資源開發(fā)來說,運用鉆井技術(shù)建立地下流體向地面的產(chǎn)出通道是其技術(shù)手段。在地?zé)衢_發(fā)方面,鉆完井技術(shù)的進步、鉆完井技術(shù)實現(xiàn)的開發(fā)效果也將是地?zé)岚l(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),并在一定程度上決定了地?zé)峥砷_發(fā)的規(guī)模與效益。水熱型地?zé)衢_發(fā)鉆完井技術(shù)按溫度高低,可以分為中低溫地?zé)徙@完井技術(shù)與高溫地?zé)徙@完井技術(shù)。長期以來,地?zé)徙@完井大多數(shù)沿用地礦系統(tǒng)鉆完井技術(shù)或油氣鉆完井技術(shù),但地?zé)衢_發(fā)有自身的特點,其鉆完井技術(shù)與地礦系統(tǒng)及油氣鉆完井技術(shù)相比存在顯著的差異。本書力圖探索這些差異,突出地?zé)徙@完井的特點,介紹適用于地?zé)衢_發(fā)的鉆完井技術(shù),內(nèi)容涵蓋鉆完井不同領(lǐng)域,對于推進地?zé)崾聵I(yè)的發(fā)展,促進地?zé)徙@完井技術(shù)進步具有積極的作用。本書內(nèi)容包括各種不同溫度、不同類型的地?zé)徙@井技術(shù),套管與固井技術(shù),儲層保護技術(shù),鉆完井HSE技術(shù),設(shè)計與施工管理要求,主要復(fù)雜情況與事故預(yù)防與處理,以及應(yīng)用實例等。其中,緒論由查永進、葉宏宇編寫;首章為中低溫地?zé)徙@完井裝備與工藝,由葉宏宇、張海林編寫;第2章為超高溫地?zé)徙@完井技術(shù),由查永進、宋先知、楊迎新、查斐等編寫;第3章為熱儲層保護與增產(chǎn)技術(shù),由孫文超、張彥龍、卓魯斌等編寫;第4章為增強型地?zé)徙@完井技術(shù),由查永進、祝效華、葉宏宇、查斐等編寫;5章為地?zé)峋叹夹g(shù),由孫文超、王兆會、葉宏宇、張興國等編寫;第6章為高溫鉆井軌跡測控,由趙彤、鄒靈戰(zhàn)、查斐、卓魯斌等編寫;第7章為設(shè)計、施工管理與HSE,由趙彤、查永進等編寫;第8章為地?zé)峋饕獜?fù)雜情況與事故,由查永進、葉宏宇、趙彤等編寫;第9章為鉆完井實例,由葉宏宇、查永進、蘇園、張海林編寫。查永進、葉宏宇、趙彤、張培豐、楊忠彥對全書進行了統(tǒng)稿與審稿,龐忠和研究員對全書進行了審定。在本書撰寫過程中,中國石油集團工程技術(shù)研究院有限公司、北京泰利新能源科技發(fā)展有限公司、長城鉆探工程公司提供了大量的資料,對編寫工作給予了大量的支持,在此向他們表示衷心的感謝!本書編寫過程中大量參考了西南石油大學(xué)、中國石油大學(xué)(北京)的學(xué)位論文,在此也向論文作者及其指導(dǎo)教師表示感謝!由于本書是首次編寫地?zé)岱矫驺@完井技術(shù)的專著,而目前地?zé)徙@完井技術(shù)在我國也正處于從中低溫、中深與淺層向高溫、深層發(fā)展的前期,因此技術(shù)成熟度相對較低,同時限于作者的知識、能力,書中難免存在疏漏與不足之處,敬請同行與讀者批評指正。查永進2022年7月于北京
緒論
第 1 章 中低溫地?zé)徙@完井裝備與工藝
1. 1 淺層、中低溫鉆井裝備
1. 1. 1 常用鉆機類型
1. 1.2 鉆機選型
1.2 淺層中低溫地?zé)峋@井工藝
1.2. 1 地面動力驅(qū)動鉆井液正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井工藝
1.2.2 井下動力驅(qū)動鉆井液正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井工藝
1.2.3 氣舉反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井工藝
1.2.4 空氣潛孔錘正循環(huán)沖擊回轉(zhuǎn)鉆井工藝
1.2.5 其他鉆井工藝介紹
1.2.6 鉆井工藝選擇
1.3 淺層中低溫地?zé)峋昃に?br />1.3. 1 完井工藝設(shè)計
1.3.2 測井
1.3.3 套管下入
1.3.4 固井與儲層保護
1.4 中深層中高溫地?zé)徙@完井技術(shù)
1.4. 1 鉆井裝備
1.4.2 鉆井工藝技術(shù)
1.4.3 完井工藝設(shè)計
第 2 章 超高溫地?zé)徙@完井技術(shù)
2. 1 超高溫地層鉆井難點
2.2 鉆井工藝
2.2. 1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.2.2 循環(huán)液體設(shè)計
2.2.3 提速工藝設(shè)計
2.3 完井工藝
2.4 鉆井安全控制
2.4. 1 正常鉆進狀態(tài)下溫度控制
2.4.2 井漏情況下溫度控制
2.4.3 地層出水情況下溫度控制
2.4.4 泡沫與充氣鉆井技術(shù)
2.4.5 裝備與工具要求
2.5 超高溫地層破巖新技術(shù)
2.5. 1 超高溫地層破巖鉆頭
2.5.2 提速新技術(shù)
第 3 章 熱儲層保護與增產(chǎn)技術(shù)
3. 1 熱儲特點與損害因素
3. 1. 1 中淺層高孔滲儲層損害因素分析
3. 1.2 中深層碳酸鹽巖儲層損害因素分析
3. 1.3 超高溫地?zé)醿訐p害因素分析
3.2 儲層保護技術(shù)
3.2. 1 碎屑巖儲層保護技術(shù)
3.2.2 碳酸鹽儲層保護技術(shù)
3.2.3 超高溫地?zé)醿颖Ｗo技術(shù)
第 4 章 增強型地?zé)徙@完井技術(shù)
4. 1 水平井、分支井技術(shù)
4. 1. 1 水平井技術(shù)
4. 1.2 分支井技術(shù)
4.2 增強型地?zé)嵯到y(tǒng)完井方式
4.2. 1 兩井系統(tǒng)
4.2.2 單井系統(tǒng)
4.2.3 完井結(jié)構(gòu)
4.3 增強型地?zé)嵯到y(tǒng)改造工藝
4.3. 1 直井壓裂連通技術(shù)
4.3.2 水平井多級壓裂技術(shù)
4.3.3 降溫壓裂技術(shù)
4.4 氣體鉆井提速技術(shù)
4.4. 1 氣體鉆井提速適應(yīng)性評價技術(shù)
4.4.2 氣體鉆井提速工藝技術(shù)
4.4.3 貴州銅仁松桃苗王城地?zé)峋畾怏w鉆井工程實例
第 5 章 地?zé)峋叹夹g(shù)
5. 1 地?zé)峋斫Y(jié)構(gòu)與套管
5. 1. 1 地?zé)峋斫Y(jié)構(gòu)
5. 1.2 高溫情況下套管強度設(shè)計
5. 1.3 套管材質(zhì)與扣型選擇
5.2 地?zé)峋嗉夹g(shù)
5.2. 1 水泥石性能
5.2.2 抗高溫水泥漿
5.3 高溫地?zé)峋叹に?br />5.3. 1 地?zé)峋夤桃?br />5.3.2 固井工藝
第 6 章 高溫鉆井軌跡測控
6. 1 定向井、水平井軌跡設(shè)計
6. 1. 1 平臺井組設(shè)計
6. 1.2 水平井井眼方向選擇
6. 1.3 超高溫定向井、水平井軌跡設(shè)計要求
6.2 軌跡測量方法與儀器
6.2.1 不同熱儲測量參數(shù)要求
6.2.2 軌跡監(jiān)測要求
6.3 定向井軌跡控制技術(shù)
6.3. 1 直井防斜技術(shù)
6.3.2 中高溫時軌跡控制技術(shù)
6.3.3 超高溫井段軌跡控制
6.4 地?zé)峋Y料錄取
6.4. 1 地?zé)峋浘?br />6.4.2 地?zé)峋疁y井
第 7 章 設(shè)計 、施工管理與 HSE
7. 1 設(shè)計要求
7. 1. 1 鉆井設(shè)計要求
7. 1.2 完井設(shè)計要求
7.2 施工管理要求
7.2. 1 環(huán)境管理
7.2.2 技術(shù)管理
7.2.3 質(zhì)量控制
7.3 政府監(jiān)管
7.4 地?zé)徙@完井 HSE 管理特點與要求
7.4. 1 地?zé)徙@完井 HSE 管理概念
7.4.2 地?zé)徙@井作業(yè) HSE 風(fēng)險特征
7.4.3 地?zé)徙@完井安全生產(chǎn)
7.4.4 地?zé)徙@完井勞動保護與醫(yī)療保健
7.4.5 地?zé)徙@完井環(huán)境保護
7.5 地?zé)徙@完井 HSE 過程控制
7.5. 1 建設(shè)單位 HSE 職責(zé)
7.5.2 施工單位 HSE 職責(zé)
7.5.3 HSE 管理方法與要求
第 8 章 地?zé)峋饕獜?fù)雜情況與事故
8.1 井漏的預(yù)防與處理
8. 1. 1 井漏的原因
8. 1.2 井漏的分類
8. 1.3 井漏的預(yù)防
8. 1.4 井漏的處理
8.2 阻卡預(yù)防與處理
8.2.1 遇阻
8.2.2 粘吸卡鉆
8.2.3 坍塌卡鉆
8.2.4 砂橋卡鉆
8.2.5 縮徑卡鉆
8.2.6 鍵槽卡鉆
8.2.7 泥包卡鉆
8.2.8 落物卡鉆
8.3 鉆具事故的預(yù)防與處理
第 9 章 鉆完井實例
9.1 中淺層低溫地?zé)峋畬嵗?br />9. 1. 1 河北滄州肅寧縣金恩供熱站地?zé)峁┡毓嗑?br />9. 1.2 湖南永州舜皇山國家森林公園地?zé)釡厝?br />9. 1.3 貴州梵凈山旅游景區(qū)地?zé)釡厝?br />9.2中深層中高溫地?zé)峋畬嵗?br />9.2. 1 北京鳳河營地?zé)崽锸籽凵顚拥責(zé)峋?br />9.2.2 西藏阿里朗久地?zé)峁┡椖渴籽凵顚拥責(zé)峋?br />9.3 西藏羊易地?zé)岚l(fā)電項目首眼深層高溫地?zé)峋畬嵗?br />9.3. 1 項目簡介
9.3.2 鉆井地質(zhì)條件
9.3.3 鉆井工藝
9.3.4 完井工藝
9.3.5 放噴試驗
9.3.6 成井參數(shù)
9.3.7 經(jīng)驗教訓(xùn)總結(jié)
9.4 某超高溫地?zé)峋O(shè)計
9.4. 1 基本情況
9.4.2 井身結(jié)構(gòu)與井控設(shè)計
9.4.3 鉆井程序
9.4.4 附錄 A : 泡沫和充氣水鉆進
9.4.5 附錄 B : 定向井井身軌跡
9.4.6 附錄 C : 井的測試與環(huán)境保護
參考文獻
索引
緒論
第 1 章 中低溫地?zé)徙@完井裝備與工藝
1. 1 淺層、中低溫鉆井裝備
1. 1. 1 常用鉆機類型
1. 1.2 鉆機選型
1.2 淺層中低溫地?zé)峋@井工藝
1.2. 1 地面動力驅(qū)動鉆井液正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井工藝
1.2.2 井下動力驅(qū)動鉆井液正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井工藝
1.2.3 氣舉反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井工藝
1.2.4 空氣潛孔錘正循環(huán)沖擊回轉(zhuǎn)鉆井工藝
1.2.5 其他鉆井工藝介紹
1.2.6 鉆井工藝選擇
1.3 淺層中低溫地?zé)峋昃に?br />1.3. 1 完井工藝設(shè)計
1.3.2 測井
1.3.3 套管下入
1.3.4 固井與儲層保護
1.4 中深層中高溫地?zé)徙@完井技術(shù)
1.4. 1 鉆井裝備
1.4.2 鉆井工藝技術(shù)
1.4.3 完井工藝設(shè)計
第 2 章 超高溫地?zé)徙@完井技術(shù)
2. 1 超高溫地層鉆井難點
2.2 鉆井工藝
2.2. 1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.2.2 循環(huán)液體設(shè)計
2.2.3 提速工藝設(shè)計
2.3 完井工藝
2.4 鉆井安全控制
2.4. 1 正常鉆進狀態(tài)下溫度控制
2.4.2 井漏情況下溫度控制
2.4.3 地層出水情況下溫度控制
2.4.4 泡沫與充氣鉆井技術(shù)
2.4.5 裝備與工具要求
2.5 超高溫地層破巖新技術(shù)
2.5. 1 超高溫地層破巖鉆頭
2.5.2 提速新技術(shù)
第 3 章 熱儲層保護與增產(chǎn)技術(shù)
3. 1 熱儲特點與損害因素
3. 1. 1 中淺層高孔滲儲層損害因素分析
3. 1.2 中深層碳酸鹽巖儲層損害因素分析
3. 1.3 超高溫地?zé)醿訐p害因素分析
3.2 儲層保護技術(shù)
3.2. 1 碎屑巖儲層保護技術(shù)
3.2.2 碳酸鹽儲層保護技術(shù)
3.2.3 超高溫地?zé)醿颖Ｗo技術(shù)
第 4 章 增強型地?zé)徙@完井技術(shù)
4. 1 水平井、分支井技術(shù)
4. 1. 1 水平井技術(shù)
4. 1.2 分支井技術(shù)
4.2 增強型地?zé)嵯到y(tǒng)完井方式
4.2. 1 兩井系統(tǒng)
4.2.2 單井系統(tǒng)
4.2.3 完井結(jié)構(gòu)
4.3 增強型地?zé)嵯到y(tǒng)改造工藝
4.3. 1 直井壓裂連通技術(shù)
4.3.2 水平井多級壓裂技術(shù)
4.3.3 降溫壓裂技術(shù)
4.4 氣體鉆井提速技術(shù)
4.4. 1 氣體鉆井提速適應(yīng)性評價技術(shù)
4.4.2 氣體鉆井提速工藝技術(shù)
4.4.3 貴州銅仁松桃苗王城地?zé)峋畾怏w鉆井工程實例
第 5 章 地?zé)峋叹夹g(shù)
5. 1 地?zé)峋斫Y(jié)構(gòu)與套管
5. 1. 1 地?zé)峋斫Y(jié)構(gòu)
5. 1.2 高溫情況下套管強度設(shè)計
5. 1.3 套管材質(zhì)與扣型選擇
5.2 地?zé)峋嗉夹g(shù)
5.2. 1 水泥石性能
5.2.2 抗高溫水泥漿
5.3 高溫地?zé)峋叹に?br />5.3. 1 地?zé)峋夤桃?br />5.3.2 固井工藝
第 6 章 高溫鉆井軌跡測控
6. 1 定向井、水平井軌跡設(shè)計
6. 1. 1 平臺井組設(shè)計
6. 1.2 水平井井眼方向選擇
6. 1.3 超高溫定向井、水平井軌跡設(shè)計要求
6.2 軌跡測量方法與儀器
6.2.1 不同熱儲測量參數(shù)要求
6.2.2 軌跡監(jiān)測要求
6.3 定向井軌跡控制技術(shù)
6.3. 1 直井防斜技術(shù)
6.3.2 中高溫時軌跡控制技術(shù)
6.3.3 超高溫井段軌跡控制
6.4 地?zé)峋Y料錄取
6.4. 1 地?zé)峋浘?br />6.4.2 地?zé)峋疁y井
第 7 章 設(shè)計 、施工管理與 HSE
7. 1 設(shè)計要求
7. 1. 1 鉆井設(shè)計要求
7. 1.2 完井設(shè)計要求
7.2 施工管理要求
7.2. 1 環(huán)境管理
7.2.2 技術(shù)管理
7.2.3 質(zhì)量控制
7.3 政府監(jiān)管
7.4 地?zé)徙@完井 HSE 管理特點與要求
7.4. 1 地?zé)徙@完井 HSE 管理概念
7.4.2 地?zé)徙@井作業(yè) HSE 風(fēng)險特征
7.4.3 地?zé)徙@完井安全生產(chǎn)
7.4.4 地?zé)徙@完井勞動保護與醫(yī)療保健
7.4.5 地?zé)徙@完井環(huán)境保護
7.5 地?zé)徙@完井 HSE 過程控制
7.5. 1 建設(shè)單位 HSE 職責(zé)
7.5.2 施工單位 HSE 職責(zé)
7.5.3 HSE 管理方法與要求
第 8 章 地?zé)峋饕獜?fù)雜情況與事故
8.1 井漏的預(yù)防與處理
8. 1. 1 井漏的原因
8. 1.2 井漏的分類
8. 1.3 井漏的預(yù)防
8. 1.4 井漏的處理
8.2 阻卡預(yù)防與處理
8.2.1 遇阻
8.2.2 粘吸卡鉆
8.2.3 坍塌卡鉆
8.2.4 砂橋卡鉆
8.2.5 縮徑卡鉆
8.2.6 鍵槽卡鉆
8.2.7 泥包卡鉆
8.2.8 落物卡鉆
8.3 鉆具事故的預(yù)防與處理
第 9 章 鉆完井實例
9.1 中淺層低溫地?zé)峋畬嵗?br />9. 1. 1 河北滄州肅寧縣金恩供熱站地?zé)峁┡毓嗑?br />9. 1.2 湖南永州舜皇山國家森林公園地?zé)釡厝?br />9. 1.3 貴州梵凈山旅游景區(qū)地?zé)釡厝?br />9.2中深層中高溫地?zé)峋畬嵗?br />9.2. 1 北京鳳河營地?zé)崽锸籽凵顚拥責(zé)峋?br />9.2.2 西藏阿里朗久地?zé)峁┡椖渴籽凵顚拥責(zé)峋?br />9.3 西藏羊易地?zé)岚l(fā)電項目首眼深層高溫地?zé)峋畬嵗?br />9.3. 1 項目簡介
9.3.2 鉆井地質(zhì)條件
9.3.3 鉆井工藝
9.3.4 完井工藝
9.3.5 放噴試驗
9.3.6 成井參數(shù)
9.3.7 經(jīng)驗教訓(xùn)總結(jié)
9.4 某超高溫地?zé)峋O(shè)計
9.4. 1 基本情況
9.4.2 井身結(jié)構(gòu)與井控設(shè)計
9.4.3 鉆井程序
9.4.4 附錄 A : 泡沫和充氣水鉆進
9.4.5 附錄 B : 定向井井身軌跡
9.4.6 附錄 C : 井的測試與環(huán)境保護
參考文獻
索引
書單推薦
