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1问题的提出和井壁失稳研究现状1

1.1北部湾盆地涠西南凹陷钻遇易坍塌地层1

1.2国际国内对井壁失稳研究现状及技术发展趋势2

1.2.1国外研究状况2

1.2.2国内研究状况3

1.3涠西南凹陷井壁失稳初步分析3

1.3.1井壁失稳易发地层3

1.3.2井壁失稳典型井实例分析5

1.3.3解决井壁失稳问题思路9

1.4采用控制井壁失稳新技术（系统）钻易坍塌地层效果良好13

2北部湾盆地涠西南凹陷地层井壁易坍塌机理14

2.1涠西南凹陷新生代地质构造运动及区域构造应力场演化史14

2.1.1南海地区区域地质背景14

2.1.2南海地区区域构造及应力场演化特征15

2.1.3断裂发育特征29

2.1.4北部湾盆地涠西南凹陷新生代地质构造运动及构造应力场演化小结39

2.2北部湾盆地涠西南凹陷新生代地层沉积发育史40

2.2.1古新世长流期40

2.2.2始新世流沙港期—渐新世涠洲期40

2.2.3新近纪（晚第三纪）42

2.2.4北部湾盆地涠西南凹陷地层沉积小结43

2.3涠二段和流二段矿物组成及其性质43

2.3.1涠二段和流二段矿物组成43

2.3.2涠洲组二段和流沙港组二段泥页岩地层物理化学性质45

2.3.3涠洲组二段和流沙港组二段井壁水化坍塌机理50

2.4北部湾盆地涠西南凹陷地层力学性质55

2.4.1北部湾盆地涠西南凹陷地层强度55

2.4.2北部湾盆地涠西南凹陷地层破裂压力62

2.4.3北部湾盆地涠西南凹陷地层坍塌压力63

2.4.4破裂压力和坍塌压力计算结果64

2.4.5北部湾盆地涠西南凹陷涠二段和流二段井壁力学失稳机理70

2.5层理性泥页岩井壁失稳机理74

2.5.1层理性地层井眼力学破坏75

2.5.2层理性泥页岩地层钻井液滤液渗滤型破坏76

2.6时间和裂缝对井壁坍塌的影响79

2.7构造应力对井壁坍塌的影响82

2.8钻井液性能对井壁极易坍塌的影响86

2.9钻井设计和工艺对井壁坍塌的影响86

2.10涠西南凹陷涠二段和流二段易坍塌机理小结87

3钻井地质模型建立88

3.1现今构造应力场描述88

3.1.1弹—塑性增量法数值模拟89

3.1.2地质模型的建立91

3.2易坍塌地层裂缝分布描述116

3.2.1地震相干裂缝的识别与解释116

3.2.2地层构造成因裂缝预测124

3.2.3地震相干裂缝与地层构造成因裂缝同一性分析135

3.2.4预测裂缝地质含义及应用条件136

3.3三维钻井地质模型建立137

3.3.1资料准备138

3.3.2三维地质模型的建立147

3.3.3三维钻井属性地质模型的建立162

3.4钻井地质模型的检验与修正173

3.5三维钻井地质模型应用175

4钻井工程随钻监测176

4.1地层孔隙压力随钻监测176

4.1.1声波时差法计算地层孔隙压力原理176

4.1.2地层孔隙压力梯度计算177

4.1.3自动地层孔隙压力计算软件179

4.2井壁稳定性随钻监测179

4.2.1监测软件简介179

4.2.2实时监测的实现183

4.3钻井井下压力波动监测186

4.3.1钻井液流变模式及其选用186

4.3.2井底压力变化计算模型189

4.3.3井底压力计算软件200

5钻井工程设计优化205

5.1井眼轨道优化设计方法205

5.1.1躲避井壁易坍塌区的井眼轨道优化设计方法205

5.1.2穿越井壁易坍塌区的井眼轨迹优化设计方法207

5.2摩阻扭矩计算及分析方法219

5.2.1摩阻扭矩计算方法219

5.2.2摩阻扭矩分析程序224

5.2.3摩阻扭矩实例分析225

5.3钻井平台位置优选方法233

5.3.1平台选址问题的数学描述及优选指标233

5.3.2平台位置优选模型的建立235

5.3.3平台位置优选模型的求解方法239

5.3.4平台位置优选程序244

5.3.5钻井平台位置优选实例244

5.3.6平台位置优选问题讨论252

5.4定向井井身结构设计优化253

5.4.1套管与钻头尺寸的选择253

5.4.2套管柱入井摩阻分析258

5.4.3下套管波动压力计算259

5.4.4井身结构设计程序264

5.5定向井水力参数设计方法265

5.5.1常用的钻井液流变模式265

5.5.2循环压耗计算方法267

5.5.3斜井井眼岩屑浓度计算及井眼清洁分析272

5.5.4定向井水力参数设计278

5.5.5计算实例及分析282

5.5.6水力参数设计程序288

5.6钻进趋势预测及底部钻具组合（BHA）设计优化289

5.6.1BHA力学特性分析方法289

5.6.2钻头与地层相互作用模型294

5.6.3钻进趋势预测方法的建立298

5.6.4BHA钻进趋势预测及工具优选程序299

5.6.5实例数据分析299

5.7岩石可钻性评估与钻头选型研究308

5.7.1地层岩石“可钻性”评估方法308

5.7.2涠洲组至流沙港组岩石可钻性评估结果317

5.7.3涠西南凹陷油田群钻头选型推荐321

6钻井液优化323

6.1钻井液的技术要求323

6.2钻井液体系评选324

6.2.1本区曾使用过的各类钻井液体系回顾324

6.2.2易塌地层使用钻井液和新材料调研333

6.2.3涠西南凹陷专用防塌MB和SMB钻井液体系362

6.3完井液研制及对储层保护性能评价382

6.3.1钻井完井液基本配方及室内评价382

6.3.2钻井完井液动态损害评价385

6.3.3单一射孔液动态损害评价392

6.3.4顺序工作液动态损害评价392

6.3.5系列工作液间的配伍性研究393

7钻井工艺优化396

7.1最佳钻入角的确定396

7.2钻速和钻井液循环速度优化403

7.2.1快速钻过涠洲组二段应注意的环节403

7.2.2控制流沙港组二段的钻速应注意的环节404

7.3随时掌控调整好钻井液404

7.4平稳的操作405

7.5倒划眼扶正器的使用405

7.6快速套管下入405

7.7录井随钻分析406

7.8异常情况处置406

7.8.1卡钻406

7.8.2螺杆钻具异常406

7.8.3旋转导向工具异常407

7.8.4井漏407

7.8.5断钻具407

7.8.6井壁坍塌407

7.8.7MWD或LWD异常408

7.8.8异常情况处理程序408

结束语409

参考文献410