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出版者:Pennwell Pub

作者:Neal Adams

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1981-07

价格:USD 53.95

装帧:Textbook Binding

isbn号码:9780878141425

丛书系列:

图书标签:

• 石油工程
• 井控
• 完井
• 作业
• 钻井
• 油气井
• 安全
• 风险管理
• 技术手册
• 行业标准

深度钻井与非常规储层：前沿技术与挑战 本书聚焦于现代石油与天然气勘探开发领域最前沿、最具挑战性的议题：深度超深层钻井的工程极限、非常规储层（如页岩油气、致密砂岩）的有效动员技术，以及与之相伴的复杂地质环境与安全控制。 本书全面覆盖了从地质认识到工程实施、从传统方法到颠覆性创新的全过程，旨在为油气行业的研究人员、高级工程师以及决策者提供一个深入、系统且高度实用的知识框架。 第一部分：超深层钻井的工程极限与突破 随着陆地和浅海剩余资源逐渐枯竭，向更深、更热、压力更高的地层进军已成必然趋势。本部分深入剖析了钻探进入地质“黑匣子”所面临的极端条件和技术瓶颈。 1.1 地层力学与井壁稳定性预测：突破高温高压（HTHP）的桎梏 深度钻井最大的挑战在于地层的高温高压（HTHP）环境对井壁稳定性和钻井液性能的严峻考验。本书详细介绍了先进的岩石力学模型，特别是针对高温软化岩层和走滑断层带的应力平衡分析。内容涵盖了非线性有限元法（FEM）在预测井壁垮塌和卡钻风险中的应用，以及动态地应力监测技术（如随钻地应力测量）如何指导实时套管下入策略。重点讨论了如何设计具有高密度、高热稳定性和低滤失性的钻井液体系，以及井下控压（UBD）技术在超深层中的部署策略，以应对地层漏失与井喷风险的交织。 1.2 钻井工具与材料的革命 在万米级别的深度，传统钻具的可靠性和传输效率急剧下降。本书系统梳理了为应对超深井高扭矩、高摩阻挑战而开发的新型钻具技术。这包括高强度、耐腐蚀的合金材料在钻杆上的应用，以及高效率螺杆钻具（RSS）和高频振荡钻具的最新发展，探讨它们如何提高机械钻速（ROP）并减少非生产时间。同时，书中详细阐述了电驱动钻井系统（EDS）的原理、优势及其在克服深井扭矩传输限制方面的潜力，并分析了其在实现“实时钻井”中的关键技术难题，如信号传输和功率密度问题。 1.3 随钻测量（MWD/LWD）的深度适应性 深度与复杂性对随钻测量技术提出了极高的要求。本部分着重介绍了超深井用耐高温传感器和信号传输技术。书中详细对比了声波、伽马射线、电阻率等测井工具在极端温度下的性能衰减规律，并重点介绍了随钻地质导向技术（Geosteering）如何结合实时岩性数据，实现对目标层位的精准穿行。对于极深井的电磁波测井（EW-LWD）在复杂井眼轨迹中的信号衰减与校正方法，本书提供了详尽的数学模型和实测案例分析。 第二部分：非常规储层的系统开发与增产机制 非常规油气已成为全球能源供应的重要支柱。本书将非常规储层（特别是页岩和致密砂岩）的开发视为一个多尺度、多物理场耦合的复杂工程问题。 2.1 非常规储层地质特征与资源评价 理解页岩气的脆性、渗透率各向异性和地质非均质性是成功开发的前提。本书提供了先进的岩心分析技术，包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）结合3D微CT成像，用于精确表征储层孔隙结构、微裂缝网络及有机质成熟度。书中还引入了基于机器学习的储层甜点预测模型，该模型整合了地球物理、地质构造和地球化学数据，以提高钻井目标区的优选精度。 2.2 水平井轨迹设计与地质导向的精确控制 非常规储层的产量高度依赖于水平井在“甜点”中的穿行长度和轨迹精度。本部分深入探讨了多目标优化下的水平井轨迹设计，考虑了应力敏感性、断层避让和地层稳定性约束。重点阐述了多尺度地质导向策略，结合近钻头地质导向（Near-Bit Geosteering）与远场地质评价，实现了对地层倾角和走向的实时响应，确保钻头始终处于最优渗透率窗口。 2.3 压裂工艺的优化与致裂机理研究 体积压裂是释放非常规储层潜能的核心技术。本书不仅仅停留在工艺流程的描述，而是深入探讨了水力裂缝的萌生、扩展与缝网形态的控制机理。书中详细分析了不同支撑剂（如陶粒、新型轻质支撑剂）在超低渗透率地层中的远距离输送能力与导流效率。此外，针对“多级串联压裂”和“同步压裂”技术，本书提供了详细的压力传递模型和裂缝交互模拟，旨在最小化簇间干扰，最大化有效储层改造体积（STV）。针对页岩气储层，书中还探讨了非水相压裂（如氮气或CO2压裂）的优势与适用条件。 第三部分：完井与生产的集成优化 高效的完井是保障储层长期产能的关键。本部分关注于如何将钻井和压裂的成果转化为稳定的油气流。 3.1 极端条件下的套管和固井技术 超深井和高压井的套管设计需要考虑轴向承载、环向抗挤和耐腐蚀等多重因素。本书详细介绍了高强度钢级套管的选择标准和多层密封技术。在固井方面，重点讨论了抗压裂固井水泥体系的研发，如何设计能够承受数千米水深和数百兆帕压裂载荷的固井环空间，并利用随钻水泥评价工具（如声波测井）实时监测固井质量的有效性。 3.2 连续管柱作业与非常规井筒维护 对于长水平段的页岩井，传统的油管和杆柱作业效率低下。本书详细介绍了连续管柱（Coiled Tubing, CT）在非常规开发中的深化应用，包括利用CT进行定向射孔、井下修复和增产压裂的二次改造。重点分析了CT在长水平段中如何克服摩擦阻力和稳定性问题，实现精确的工具部署和作业控制。 3.3 生产动态分析与人工举升系统 本书探讨了非常规井在生产初期的快速产量递减现象，并介绍了先进的生产动态分析（IPR/DER）模型，该模型将地层特征、压裂效果与井筒条件耦合，以更准确地预测剩余可采储量。对于低压低产的非常规井，书中详细对比了不同类型人工举升技术（如ESP、气举、光杆泵）的适用性，并引入了基于物联网（IoT）的智能生产优化系统，通过实时数据反馈调节举升参数，以延长泵的寿命并最大化油气回收率。 结论与未来展望 本书最后总结了当前深度钻井与非常规开发领域面临的主要挑战，并对数字化油田、人工智能辅助下的地质建模与钻井优化等前沿研究方向进行了展望，强调了安全、环保与效率并重的可持续发展路径。本书旨在成为指导行业技术人员突破现有工程瓶颈、实现复杂油气资源高效开发的重要参考手册。

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这本书的排版和图示设计简直是一次视觉盛宴。在阅读技术专业书籍时，我们经常会遇到图表晦涩难懂、专业术语堆砌的困境，但这本书完全避免了这些问题。那些精细绘制的剖面图和流程图，清晰地展示了井下复杂的结构和动态变化，即便是最复杂的循环系统，也能通过直观的图形迅速理解其工作原理。更让人惊喜的是，作者似乎深谙“少即是多”的道理，文字表达精炼有力，没有一句废话。它成功地在保持技术严谨性的同时，做到了极强的可读性。对于我这种偏爱视觉化学习的读者来说，这本书简直是量身定制的——它不仅教我“做什么”，更清晰地展示了“为什么是这样”。

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这本书的内容简直令人拍案叫绝！我原本以为这只是一本枯燥的技术手册，但翻开第一页就被作者那引人入胜的叙事方式深深吸引住了。它不仅仅是关于那些复杂的钻井流程和压力控制理论，更像是一场惊心动魄的探险。作者用极其生动的语言，将那些教科书里晦涩难懂的概念，描绘成了一场与地下巨大力量的智慧较量。那些案例分析，仿佛让我身临其境地站在了井口，感受着随时可能失控的巨大风险，以及工程师们在极限压力下展现出的沉着与果敢。尤其值得称赞的是，书中对新兴技术应用的探讨，展现了作者对行业前沿的敏锐洞察力，让人在学习传统知识的同时，也对未来充满了期待。读完之后，我对油气田复杂作业的理解提升到了一个新的高度，不再是死记硬背的公式，而是融会贯通的实践智慧。

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我不得不说，这本书的深度和广度远远超出了我的预期。它并非简单地罗列操作步骤，而是深入挖掘了背后的物理原理和工程哲学。作者在阐述每一个控制措施时，都会追溯到最基础的热力学和流体力学基础，这种“溯源”式的讲解方式，极大地增强了知识的牢固性。我特别喜欢它对“人性因素”在安全操作中作用的分析，这通常是技术书籍中容易被忽略的宝贵视角。书中没有回避过去那些重大的事故教训，而是将其作为最惨痛也最深刻的教材，详实地剖析了决策链条中的每一个薄弱环节。这种坦诚和批判性的反思，让这本书的价值不仅仅停留在技术层面，更上升到了管理和伦理的高度。它迫使读者——无论你是经验丰富的老手还是初出茅庐的新人——都必须重新审视自己的操作习惯和安全理念。

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作为一名需要不断更新知识储备的专业人士，我寻找的不是一本“合格”的书，而是一本能够带来“启发”的书。而这本著作，正是后者。它所探讨的问题深度，已经超越了标准的行业规范范畴，触及到了工程决策背后的不确定性管理艺术。作者引用了大量跨领域的知识进行类比和佐证，这使得原本可能显得单调的工程讨论，充满了思辨的乐趣。例如，书中对风险评估模型的批判性分析，远比教材上的标准模型要深刻得多，它鼓励读者去质疑既有范式，去寻找更适应特定地质条件的解决方案。这本书带来的影响是长远的——它不是教你如何解决一个已知的“问题”，而是教会你如何去**识别**和**预见**那些尚未发生的“挑战”。它真正激发了我作为工程师的创新潜能。

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坦白讲，这本书的体系结构组织得非常巧妙，像是一部层层递进的交响乐。它从最基础的井控概念开始，循序渐进地引入到最尖端的应急响应策略。我特别欣赏作者是如何在不同章节之间建立起严密的逻辑桥梁的。当你还在消化上一章关于密度控制的细节时，下一章已经自然而然地引出了如何应对气窜的综合性措施，过渡得无比顺滑。这种结构设计，极大地降低了复杂知识的吸收门槛。很多同类书籍读起来像是一堆零散的知识点，而这本书却构建了一个完整的知识网络，让读者在阅读的过程中，不仅是获得信息，更是在构建一个完整的、可操作的思维框架。它真正体现了“知其然，更要知其所以然”的治学态度。

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