本書闡釋了鉆井巖石力學(xué)的基本原理, 系統(tǒng)介紹了鉆井設(shè)計及鉆井作業(yè)時需要考慮的相關(guān)巖石力學(xué)問題, 包括地應(yīng)力、巖石強度及破巖、井筒壓力、井筒穩(wěn)定性以及鉆井液密度選擇等。在第一版的基礎(chǔ)上更新了關(guān)于頁巖油、頁巖氣和水力壓裂作業(yè)的新章節(jié), 并增加了關(guān)于地應(yīng)力、最佳鉆井液密度、鉆井設(shè)計和井筒失穩(wěn)分析的新章節(jié)。本書提供了大量研究案例, 理論聯(lián)系實際, 為鉆井作業(yè)提供了至關(guān)重要的最新研究和基礎(chǔ)知識。
第一部分 固體力學(xué)基礎(chǔ)
第1章 應(yīng)力、應(yīng)變的定義及其分量
1.1 一般概念
1.2 應(yīng)力的定義
1.3 應(yīng)力分量
1.4 應(yīng)變的定義
1.5 應(yīng)變分量
第2章 應(yīng)力和應(yīng)變的轉(zhuǎn)換
2.1 簡介
2.2 應(yīng)力、應(yīng)變轉(zhuǎn)換原理
2.3 二維應(yīng)力轉(zhuǎn)換
2.4 應(yīng)力空間轉(zhuǎn)換
2.5 應(yīng)力分量張量
2.6 應(yīng)變空間轉(zhuǎn)換
第3章 主應(yīng)力和偏應(yīng)力及應(yīng)變
3.1 簡介
3.2 主應(yīng)力
3.3 平均應(yīng)力和偏應(yīng)力
3.4 主應(yīng)力的一般解釋
3.5 二維應(yīng)力分析
3.6 應(yīng)變特性
第4章 彈性力學(xué)理論
4.1 簡介
4.2 材料的機械性能
4.3 胡克定律
4.4 剪切胡克定律
4.5 結(jié)構(gòu)分析
4.6 非彈性力學(xué)理論
4.7 巖石本構(gòu)關(guān)系
第5章 破壞準(zhǔn)則
5.1 簡介
5.2 巖石材料的破壞準(zhǔn)則
5.3 馮·米塞斯破壞準(zhǔn)則
5.4 莫爾-庫侖破壞準(zhǔn)則
5.5 格里菲斯破壞準(zhǔn)則
5.6 霍克-布朗破壞準(zhǔn)則
5.7 德魯克-普拉格破壞準(zhǔn)則
5.8 莫吉-庫侖破壞準(zhǔn)則
第二部分 石油巖石力學(xué)
第6章 石油巖石力學(xué)導(dǎo)論
6.1 簡介
6.2 巖石的定義和分類
6.3 石油巖石力學(xué)
6.4 為什么要研究巖石中的應(yīng)力
6.5 計量單位
第7章 多孔巖石和有效應(yīng)力
7.1 簡介
7.2 各向異性和非均質(zhì)性
7.3 各向異性巖石，橫向各向同性
7.4 多孔巖石
7.5 地層孔隙壓力
7.6 有效應(yīng)力
7.7 地層孔隙度和滲透率
第8章 原地應(yīng)力
8.1 簡介
8.2 定義
8.3 原地主應(yīng)力
8.4 原地應(yīng)力的測量和估算
8.5 應(yīng)力數(shù)據(jù)的概率分析
8.6 原地應(yīng)力估算的邊界條件
8.7 從裂縫跡線確定應(yīng)力方向
8.8 橢圓形井筒的水平應(yīng)力
第9章 巖石強度和巖石破壞
9.1 簡介
9.2 巖石材料的強度
9.3 經(jīng)驗公式
9.4 地層破裂壓力梯度
9.5 完整巖石的實驗室測試
9.6 巖石抗拉強度
9.7 巖石抗剪強度
第10章 鉆井設(shè)計和鉆井液密度的優(yōu)化
10.1 簡介
10.2 井下復(fù)雜問題
10.3 鉆井液性能
10.4 裸眼井壁應(yīng)力
10.5 中位線原則
10.6 中位線原則的應(yīng)用
10.7 構(gòu)造應(yīng)力
第11章 井簡周圍的應(yīng)力
11.1 簡介
11.2 井筒周圍的應(yīng)力狀態(tài)
11.3 井筒周圍巖層的性能
11.4 應(yīng)力分析控制方程
11.5 井筒周圍應(yīng)力分析
11.6 各向同性應(yīng)力狀態(tài)求解
11.7 各向異性應(yīng)力狀態(tài)求解
第12章 井壁失穩(wěn)分析
12.1 簡介
12.2 分析程序
12.3 井壁破裂壓力
12.4 井筒坍塌壓力
12.5 多分支井井壁失穩(wěn)分析
12.6 相鄰井筒的失穩(wěn)分析
12.7 欠平衡鉆井井壁失穩(wěn)分析
12.8 淺井井壁破裂
12.9 通用破裂壓力模型
12.10 高溫、高壓油藏的壓實分析
12.1 l井噴事故井和救援井連通
12.12 考慮加載過程和溫度變化的破裂壓力預(yù)測模型
12.13 流動誘導(dǎo)應(yīng)力的影響
12.14 出砂模擬
12.15 井筒穩(wěn)定性分析小結(jié)
第13章 井壁失穩(wěn)反演分析技術(shù)
13.1 簡介
13.2 定義
13.3 反演技術(shù)
13.4 地質(zhì)特性
13.5 分析約束條件
13.6 根據(jù)裂縫數(shù)據(jù)和成像測井資料進行反演
第14章 井壁失穩(wěn)量化風(fēng)險分析
14.1 簡介
14.2 確定性分析與概率評估的比較
14.3 為什么要進行概率評估
14.4 量化風(fēng)險評估
14.5 欠平衡鉆井的量化風(fēng)險評估
第15章 鉆井液漏失對井壁穩(wěn)定性的影響
15.1 簡介
15.2 鉆井過程中的鉆井液漏失
15.3 漏失試驗解釋
15.4 井眼穩(wěn)定性分析技術(shù)的發(fā)展方向
第16章 頁巖油、頁巖氣和水力壓裂
16.1 簡介
16.2 頁巖氣和頁巖油的特征和性質(zhì)
16.3 頁巖氣和頁巖油儲層的鉆井
16.4 關(guān)于水力壓裂的法規(guī)和立法
16.5 頁巖儲層的油氣采收率
16.6 頁巖氣和頁巖油現(xiàn)狀、前景和挑戰(zhàn)
附錄A 巖石的機械性能
附錄B 泊松比效應(yīng)
附錄C 應(yīng)力橋模型
附錄D 術(shù)語表
附錄E 詞匯表
附錄F 符號表
參考文獻
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