Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Darley, H. C. H./ Gray, George Robert

出品人:

页数:0

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出版时间:

价格:210

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isbn号码:9780872011472

丛书系列:

图书标签:

• Drilling Fluids
• Completion Fluids
• Oilfield Chemistry
• Petroleum Engineering
• Fluid Properties
• Drilling Technology
• Well Completion
• Rheology
• Fluid Loss Control
• Shale Gas

岩土工程中的钻井与完井流体：理论、应用与优化 作者：[请在此处填写作者姓名] 出版社：[请在此处填写出版社名称] --- 内容简介 《岩土工程中的钻井与完井流体：理论、应用与优化》一书，深入探讨了现代油气田开发中至关重要的钻井液和完井液的科学原理、配方设计、性能评估及其在复杂地质条件下的实际应用。本书旨在为地质工程师、石油工程师、流体力学专家以及相关领域的研究人员提供一个全面、严谨且与时俱进的技术参考。 本书的焦点在于流体作为油气钻井和完井作业中“血液”的关键作用，它不仅承担着携带岩屑、稳定井壁、控制地层压力等基础功能，更直接影响着钻进效率、井筒完整性以及最终的油气产能。 全书结构清晰，逻辑严密，内容涵盖了从基础流变学到前沿的纳米技术在钻井液中的应用。我们避免了对特定商业产品配方的赘述，而是着重于流体行为背后的物理化学机制和工程数学模型，强调理解“为什么”和“如何做”的工程思维。 --- 第一部分：基础理论与流变学基础 本部分为后续深入分析奠定理论基础，重点关注钻井液的流体特性及其对钻井过程的影响。 第一章：钻井流体的基本角色与分类 详细阐述了钻井液（泥浆）在钻井作业中的七大核心功能，包括清洁井底、携带岩屑、稳定井壁、控制地层压力、润滑和冷却钻具、传递水力马力以及传输井下信息。根据基液类型（水基、油基、合成基）和功能要求，对现有流体体系进行了系统的分类和比较，分析了各类体系的优缺点及其适用的地层环境。 第二章：钻井流体的流变学 本章是理解流体性能的关键。深入解析了非牛顿流体的概念，并详细介绍了牛顿模型、宾汉塑性模型（Bingham Plastic）、幂律模型（Power Law）以及赫歇尔-巴克利模型（Herschel-Bulkley）在描述钻井液剪切行为中的适用性。讨论了屈服点（Yield Point）、塑性粘度（Plastic Viscosity）和6分钟/10分钟塑性粘度（Gel Strength）的物理意义及其对岩屑返排和悬浮能力的影响。此外，还探讨了温度、固相含量和化学添加剂对流变参数的动态影响机制。 第三章：滤失控制与滤饼形成 滤失是地层损害和井壁失稳的主要原因之一。本章详细分析了流体向地层渗透的驱动力（压力梯度）和阻力（滤饼渗透率）。介绍了低固相滤失控制技术（如聚合物体系）和高固相滤失控制技术（如膨润土体系）。重点阐述了滤饼的结构、厚度、渗透率与地层岩性及钻井液性能之间的定量关系，并讨论了化学添加剂（如淀粉类、羧甲基纤维素CMHEC、磺化沥青等）在降低滤失速率和提高滤饼质量方面的作用机理。 --- 第二部分：流体配方设计与性能评估 本部分聚焦于如何根据地层条件和工程目标，设计出高性能的钻井液体系，并对其关键性能进行精确的现场和实验室评估。 第四章：水基钻井液的化学基础 详述了以水（淡水、盐水、饱和盐水）为连续相的钻井液的化学组成。重点分析了膨润土（蒙脱石）的结构特性、水合作用及其对粘度和滤失控制的贡献。深入探讨了各种聚合物（如黄原胶、纤维素衍生物）作为增粘剂和流变控制剂的分子链作用机制。同时，阐述了pH值控制（使用苛性钠）和絮凝/分散体系的化学平衡，以确保流体的稳定性。 第五章：油基与合成基钻井液体系 对比分析了以柴油、矿物油或酯类为连续相的钻井液体系。重点讨论了油包水（W/O）乳液的形成条件、稳定性控制（乳化剂的选择和用量）以及界面化学在维持乳液结构中的作用。详细介绍了油基钻井液在高温高压（HTHP）环境、含活性地层（如页岩）以及需要优异润滑性能时的应用优势，并探讨了其环境兼容性问题和固相处理技术。 第六章：固相控制与钻井液净化 钻井液中的固相（包括岩屑和磨损颗粒）对流变性、滤失和井眼质量有着决定性影响。本章详细介绍了机械固相去除设备（如振动筛、除泥器、除砂器）的工作原理和效率评估方法。更重要的是，深入讨论了化学固相处理技术，包括絮凝剂和沉降剂的选择，用以控制和优化流体中的细颗粒含量，以维持最佳的流变性能和最小的摩阻。 第七章：井下温度对流体性能的影响 高温是现代深井钻探面临的最大挑战之一。本章系统研究了温度对流变性能（如粘度和屈服点）的热降解效应。详细分析了用于高温环境的稳定剂（如耐高温聚合物和改性粘土）的性能衰减机制。介绍了高温高压（HTHP）流变仪的使用规范和数据解读，确保流体性能在极高温度下的可靠性。 --- 第三部分：完井与修井流体的特殊要求 本部分聚焦于钻井完成后，在完井、酸化、压裂及修井过程中使用的专业流体，强调这些流体对目标储层的“友好性”。 第八章：完井液的设计原理 完井液的首要任务是防止地层损害，确保油气顺利流入井筒。本章区别于钻井液，重点阐述了无固相（或低固相）完井液（如清澈盐水基液和高密度盐水）的配方设计。详细分析了如何利用密度控制剂（如氯化钙、溴化钙、甲酸盐）精确控制地层压力，同时保证流体的化学兼容性和低侵入性。 第九章：酸化与压裂流体的性能 深入探讨了提高油气采收率所使用的各种处理液的复杂性能。对于酸化液（如酸液的腐蚀抑制机制和破胶速率），以及水力压裂液（包括粘弹性携砂剂、交联剂、破胶剂和减阻剂）的流变学要求，进行了详细的数学建模和性能测试方法介绍。强调了流体残留在储层中的滞留体积和渗透率损害的评估。 第十章：环境考虑与可持续性 讨论了钻井和完井流体在生命周期中的环境影响，特别关注油基液和合成基液的生物降解性、海洋排放规定和陆地废弃物处理。介绍了绿色化学原则在流体设计中的应用，如使用可生物降解的酯类基础油、低毒性添加剂和先进的废液资源化处理技术。 --- 总结 本书避免了对单一商业配方的技术描述，而是侧重于流体工程学的核心概念、数学模型和性能评估的普适性方法。通过对流变学、化学稳定性和地层交互作用的深刻理解，读者将能够独立分析和设计出适应各种复杂地质环境（如深水、高压、高温、活性页岩）的钻井与完井流体方案，从而优化钻井效率，最大化油气田的长期生产价值。本书是理解现代油气工程流体系统复杂性的重要工具书。

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