本书主要介绍复杂油气钻井的相关基本理论和应用成果。包括：绪论；复杂地层工程地质力学研究；特殊结构井钻井技术；复杂难钻地层高效破岩技术等。

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　　随着石油勘探开发技术的进步，致密油、致密气、页岩油气、煤层气、深部高温高压高含硫等复杂油气藏己成为主要的勘探开发对象。复杂深层油气藏的钻井完井技术面临的技术挑战包括压力层序多、井壁失稳、机械钻速慢、单井产量低、井控风险大、钻井参数选择难以适应安全快速钻井的需要等。其中页岩地层井壁稳定技术、用于开发页岩油气、致密油气的长水平位移水平井钻井技术、开发超深层油气的侧钻水平井钻井技术、高温高压气井的非常规井控技术、有利于提高钻速的PDC钻头个性化设计技术、井下工程参数的测量和控制技术均是近年来油气井工程领域研究的重点和难点。
　　针对复杂油气藏安全高效勘探开发的关键钻井工程技术难点，本书较为系统地阐述了近年来复杂油气藏钻井相关应用基础理论和最新研究成果。围绕复杂工程地质力学问题，开展了深部砂泥岩地层岩石力学、盐膏层岩石力学、页岩气储层岩石力学研究，确定了复杂地质环境条件下的安全钻井液密度窗口，提出了稳定井壁的工艺技术措施；针对复杂深层侧钻井及长位移水平井技术难点，系统阐述了侧钻井、水平井钻井过程中的轨迹优化、钻柱优化、轨迹控制及井眼净化问题；为提高难钻地层机械钻速，提出了PDC钻头个性化设计方法，研究、开发了多种针对不同岩石特点的PDC钻头，并取得了较好的提速效果；针对高温高压气井特殊工况，提出了非常规井控工艺技术；为提高钻井工程决策的科学性，开发了多种井下工程参数测量工具。
　　参与本书撰写的主要人员与任务分工为：第1、3章由付建红撰写，第2章由夏宏泉、陈平、马天寿、张杰撰写，第4章由杨迎新撰写，第5章由陈平、马天寿撰写，第6章由付建红、张智、郭昭学撰写，付建红、陈平负责全书的统稿和审校。
　　团队的石晓兵、范祥宇、况雨春、陈炼、任海涛、张德荣、包泽军等老师和冯剑、苏昱、黄奎林、张春亮、牛世伟、刘茂森、张强、李彬等博士、硕士研究生参与了研究工作和著作撰写、图文编校整理工作，对他们的辛勤劳动表示衷心感谢。
　　特别感谢中国石化西北分公司工程技术研究院、中国石化西南分公司工程技术研究院、中海油研究总院，以及中国石油、中国石化各油田及研究机构的大力支持和帮助。
　　由于著者水平的限制，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。

目录
第1章 绪论 1
1.1 复杂油气藏类型 1
1.2 复杂油气藏钻井技术现状 3
1.3 复杂油气藏钻井面临的主要技术难题 7
第2章 复杂地层工程地质力学研究 9
2.1 深部砂泥岩地层岩石力学特征 9
2.1.1 深部砂泥岩地层的岩石力学参数和地应力实验研究 9
2.1.2 横波时差曲线提取或构建 16
2.1.3 岩石力学参数的测井计算方法及实例 16
2.1.4 BD地区井壁力学稳定性分析 20
2.2 盐膏层地层岩石力学特征 27
2.2.1 盐层塑性蠕动特征及规律分析 27
2.2.2 盐岩位移的黏弹性解 29
2.2.3 盐岩岩石力学参数反演分析 30
2.2.4 确定合理钻井液密度和安全钻井时间 32
2.2.5 现场应用 34
2.3 页岩气储层水平井井壁稳定力化耦合评价方法 35
2.3.1 井周围岩应力分布模型 35
2.3.2 井壁稳定性判别模型 40
2.3.3 实例分析 43
参考文献 55
第3章 特殊结构井钻井技术 57
3.1 特殊结构井钻井工程优化设计 57
3.1.1 特殊结构井井眼轨迹设计 57
3.1.2 特殊结构井钻柱优化设计 63
3.2 特殊结构井轨迹控制 72
3.2.1 特殊结构井轨迹控制模型的建立 72
3.2.2 特殊结构井轨迹控制影响因素分析 77
3.3 深井套管开窗工艺技术 82
3.3.1 斜向器开窗技术 82
3.3.2 段铣器开窗技术 86
3.3.3 斜向器开窗和段铣开窗技术比较 89
3.4 随钻扩眼技术 90
3.4.1 随钻扩眼钻柱动力学模拟理论模型的建立 91
3.4.2 随钻扩眼钻柱动力学影响因素分析 95
3.4.3 随钻扩眼效果影响因素分析 100
3.4.4 随钻扩眼技术现场试验 103
3.5 小井眼流体力学与井眼净化 104
3.5.1 超深井小井眼水力学模型 104
3.5.2 环空流速分布特征及压力梯度影响因素分析 107
3.5.3 试验井水力参数对比分析 109
3.5.4 井眼净化 110
参考文献 114
第4章 复杂难钻地层高效破岩技术 115
4.1 复杂难钻地层钻头个性化设计技术 116
4.1.1 复杂难钻地层岩石可钻性测试 116
4.1.2 复杂难钻地层钻头失效分析 122
4.1.3 PDC钻头的个性化设计原理 125
4.2 高效钻头新技术、新思想 133
4.2.1 PDC-牙轮复合钻头 133
4.2.2 微心钻头 153
4.2.3 交叉刮切PDC钻头 159
4.2.4 旋转齿PDC钻头 161
4.2.5 锥齿钻头 164
4.3 个性化PDC钻头开发与应用 166
4.3.1 CK系列PDC钻头开发与应用 166
4.3.2 内镶二级齿PDC钻头开发与应用 168
4.3.3 椭圆PDC齿钻头开发与应用 171
4.4 辅助破岩工具 174
4.4.1 扭转冲击器 174
4.4.2 钻柱延伸工具 177
参考文献 182
第5章 井下随钻测量技术基础理论及其应用 184
5.1 随钻地层压力测试基础理论 184
5.1.1 随钻地层压力测试原理 184
5.1.2 随钻地层压力测试压力响应特征 186
5.1.3 随钻地层压力测试模拟实验 198
5.2 随钻压力和温度测试技术及应用 203
5.2.1 随钻环空压力及温度监测装置 203
5.2.2 随钻压力温度测试原理及标定 205
5.2.3 基于PTWD的井眼工况评价技术 212
5.2.4 现场试验 214
5.3 井下钻压扭矩测试技术及应用 217
5.3.1 井下钻压、扭矩测试仪器结构设计 218
5.3.2 井下钻压、扭矩测试原理 218
5.3.3 测量仪电气系统及标定 221
5.3.4 井下工程参数测量仪应用 223
5.4 井下微流量随钻测试与控制技术 229
5.4.1 井下微流量控制钻井系统 229
5.4.2 井下微流量测量装置及其测量原理 231
5.4.3 环空流量与压差计算理论模型 234
5.4.4 井下环空流量的流体动力学模拟 237
5.4.5 井下微流量测量装置现场试验 239
参考文献 242
第6章 复杂地层井筒压力控制技术 244
6.1 高温高压高产井非常规井控技术 244
6.2 改进动力压井法 248
6.2.1 压力平衡过程环空压力场模型 248
6.2.2 挤入过程压力模型 250
6.2.3 压井参数设计 253
6.2.4 改进动力压井法压井程序 256
6.3 非常规压井方法实例计算分析 256
6.4 井喷失控后复杂地形含硫天然气扩散机理 261
6.4.1 常见扩散模型及其特点 261
6.4.2 基本扩散模，性的建立 264
6.4.3 特定条件下模型的解 265
6.4.4 模型数值计算方法研究 267
6.4.5 计算实例 272
参考文献 274