本书阐释了钻井岩石力学的基本原理, 系统介绍了钻井设计及钻井作业时需要考虑的相关岩石力学问题, 包括地应力、岩石强度及破岩、井筒压力、井筒稳定性以及钻井液密度选择等。在第一版的基础上更新了关于页岩油、页岩气和水力压裂作业的新章节, 并增加了关于地应力、最佳钻井液密度、钻井设计和井筒失稳分析的新章节。本书提供了大量研究案例, 理论联系实际, 为钻井作业提供了至关重要的最新研究和基础知识。
第一部分 固体力学基础
第1章 应力、应变的定义及其分量
1.1 一般概念
1.2 应力的定义
1.3 应力分量
1.4 应变的定义
1.5 应变分量
第2章 应力和应变的转换
2.1 简介
2.2 应力、应变转换原理
2.3 二维应力转换
2.4 应力空间转换
2.5 应力分量张量
2.6 应变空间转换
第3章 主应力和偏应力及应变
3.1 简介
3.2 主应力
3.3 平均应力和偏应力
3.4 主应力的一般解释
3.5 二维应力分析
3.6 应变特性
第4章 弹性力学理论
4.1 简介
4.2 材料的机械性能
4.3 胡克定律
4.4 剪切胡克定律
4.5 结构分析
4.6 非弹性力学理论
4.7 岩石本构关系
第5章 破坏准则
5.1 简介
5.2 岩石材料的破坏准则
5.3 冯·米塞斯破坏准则
5.4 莫尔-库仑破坏准则
5.5 格里菲斯破坏准则
5.6 霍克-布朗破坏准则
5.7 德鲁克-普拉格破坏准则
5.8 莫吉-库仑破坏准则
第二部分 石油岩石力学
第6章 石油岩石力学导论
6.1 简介
6.2 岩石的定义和分类
6.3 石油岩石力学
6.4 为什么要研究岩石中的应力
6.5 计量单位
第7章 多孔岩石和有效应力
7.1 简介
7.2 各向异性和非均质性
7.3 各向异性岩石，横向各向同性
7.4 多孔岩石
7.5 地层孔隙压力
7.6 有效应力
7.7 地层孔隙度和渗透率
第8章 原地应力
8.1 简介
8.2 定义
8.3 原地主应力
8.4 原地应力的测量和估算
8.5 应力数据的概率分析
8.6 原地应力估算的边界条件
8.7 从裂缝迹线确定应力方向
8.8 椭圆形井筒的水平应力
第9章 岩石强度和岩石破坏
9.1 简介
9.2 岩石材料的强度
9.3 经验公式
9.4 地层破裂压力梯度
9.5 完整岩石的实验室测试
9.6 岩石抗拉强度
9.7 岩石抗剪强度
第10章 钻井设计和钻井液密度的优化
10.1 简介
10.2 井下复杂问题
10.3 钻井液性能
10.4 裸眼井壁应力
10.5 中位线原则
10.6 中位线原则的应用
10.7 构造应力
第11章 井简周围的应力
11.1 简介
11.2 井筒周围的应力状态
11.3 井筒周围岩层的性能
11.4 应力分析控制方程
11.5 井筒周围应力分析
11.6 各向同性应力状态求解
11.7 各向异性应力状态求解
第12章 井壁失稳分析
12.1 简介
12.2 分析程序
12.3 井壁破裂压力
12.4 井筒坍塌压力
12.5 多分支井井壁失稳分析
12.6 相邻井筒的失稳分析
12.7 欠平衡钻井井壁失稳分析
12.8 浅井井壁破裂
12.9 通用破裂压力模型
12.10 高温、高压油藏的压实分析
12.1 l井喷事故井和救援井连通
12.12 考虑加载过程和温度变化的破裂压力预测模型
12.13 流动诱导应力的影响
12.14 出砂模拟
12.15 井筒稳定性分析小结
第13章 井壁失稳反演分析技术
13.1 简介
13.2 定义
13.3 反演技术
13.4 地质特性
13.5 分析约束条件
13.6 根据裂缝数据和成像测井资料进行反演
第14章 井壁失稳量化风险分析
14.1 简介
14.2 确定性分析与概率评估的比较
14.3 为什么要进行概率评估
14.4 量化风险评估
14.5 欠平衡钻井的量化风险评估
第15章 钻井液漏失对井壁稳定性的影响
15.1 简介
15.2 钻井过程中的钻井液漏失
15.3 漏失试验解释
15.4 井眼稳定性分析技术的发展方向
第16章 页岩油、页岩气和水力压裂
16.1 简介
16.2 页岩气和页岩油的特征和性质
16.3 页岩气和页岩油储层的钻井
16.4 关于水力压裂的法规和立法
16.5 页岩储层的油气采收率
16.6 页岩气和页岩油现状、前景和挑战
附录A 岩石的机械性能
附录B 泊松比效应
附录C 应力桥模型
附录D 术语表
附录E 词汇表
附录F 符号表
参考文献
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