本书共分三篇。第一篇介绍完井、生产、增产改造、油水井测试、修井作业、非常规及海上油气开发等场景下的工艺管柱结构、工作原理和技术特点等。第二篇为油气生产作业管柱力学完整性分析设计，分析管柱形变、强度、密封性及环空许可压力等，建立了一套完整性风险评价指标体系、评价模型、设计模型及压裂、储气库注采管柱分析应用实例。第三篇为井筒完整性技术与管理，针对油气田开发中典型的井筒完整性失效问题，如高温高压气井的环空带压、井筒腐蚀、井口抬升、非常规压裂套管变形、出砂地层套管变形等，分析失效成因机制和影响因素，提出针对性设计方法与防治对策，展望了未来井筒完整性技术与管理一体化及智能化的发展趋势。

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学科及主要研究领域为石油天然气开采工程、物联网及大数据挖掘、信息与软件开发。多年来一直致力于油气生产诊断优化的关键核心技术研究及应用，“数据驱动”的“智能油气”研究。主持承担的《油水井远程计量及工况分析优化系统》项目，被油气行业确认为“港西模式”，主持完成中石油重大技术开发项目和十二五国家发改委项目

目录
前言
绪论 1
参考文献 4
第一篇 油气水井管柱
第1章 油气水井生产工艺管柱 9
1.1 完井工艺管柱 9
1.1.1 裸眼完井 9
1.1.2 射孔完井 9
1.1.3 割缝衬管完井 13
1.1.4 筛管砾石充填完井 14
1.1.5 水平井完井 16
1.1.6 一体化联作完井 18
1.1.7 气井完井 22
1.2 常规生产管柱 24
1.2.1 自喷采油 24
1.2.2 气举采油 28
1.2.3 机械采油 31
1.2.4 自喷采气 39
1.2.5 排水采气 40
1.3 注水工艺管柱 45
1.3.1 笼统注水管柱 45
1.3.2 分层注水管柱 46
1.3.3 多管分层注水 53
1.3.4 特殊井分层注水管柱 56
1.3.5 注水新工艺 60
1.4 稠油开采工艺管柱 67
1.4.1 蒸汽吞吐管柱工艺 67
1.4.2 蒸汽驱开采管柱工艺 72
1.4.3 空心抽油杆电加热开采工艺 77
1.4.4 电潜泵泵下电加热技术 78
1.4.5 空心抽油杆掺稀油举升工艺 79
1.4.6 空心抽油杆热载工艺 80
1.4.7 稠油热采不压井作业工艺 82
1.4.8 井筒清防蜡有杆泵抽油工艺 83
1.5 非常规天然气开采管柱 85
1.5.1 煤层气开采 86
1.5.2 页岩气开采 91
1.6 海上油田工艺管柱 95
1.6.1 海上油田自喷管柱 96
1.6.2 海上油田注入管柱 98
1.6.3 海上油田生产管柱 99
参考文献 100
第2章 油水井测试工艺管柱 101
2.1 油井测试 101
2.1.1 电泵井测试管柱 101
2.1.2 毛细管压力测试管柱 103
2.1.3 产液剖面测试管柱 105
2.1.4 分层测试找水管柱 106
2.1.5 水平井分段找水测试一体化管柱 107
2.1.6 油井智能分层配产找堵水管柱 108
2.1.7 分层气举找水管柱 109
2.2 注水井测试 110
2.2.1 集流法测试工艺 110
2.2.2 非集流法测试工艺 111
2.2.3 测调联动分层测试工艺 112
2.2.4 分层压力测试工艺 113
第3章 油水井特殊作业工艺管柱 114
3.1 油水井酸化压裂管柱 114
3.1.1 酸化压裂下层管柱 114
3.1.2 负压排酸酸化管柱 115
3.1.3 任意选层压裂管柱 116
3.1.4 气藏压裂投产一趟管柱 117
3.1.5 直井压裂管柱 117
3.1.6 水平井分段压裂管柱 119
3.1.7 水平井酸化管柱 122
3.1.8 高能气体压裂管柱 123
3.1.9 高温高压井酸化压裂管柱 124
3.1.10 水力喷射分段压裂 125
3.1.11 封隔器配合滑套多级压裂管柱 127
3.1.12 连续油管带底封隔器环空分级压裂管柱 127
3.2 油井堵水管柱 128
3.2.1 整体堵水管柱 128
3.2.2 丢手堵水管柱 130
3.2.3 机械找堵水一体化管柱 132
3.2.4 机械堵水管柱的新发展 133
3.2.5 化学堵水管柱 138
3.3 注水井调剖管柱 140
3.3.1 笼统调剖管柱 141
3.3.2 分层调剖管柱 141
3.4 油水井防砂管柱 142
3.4.1 滤砂管防砂管柱 142
3.4.2 高压挤压充填防砂管柱 144
3.4.3 可膨胀管防砂管柱 145
3.4.4 压裂-砾石充填防砂管柱 146
3.4.5 高能气体压裂防砂管柱 147
3.4.6 水平井防砂管柱 148
参考文献 149
第4章 修井作业管柱 150
4.1 小修作业 150
4.1.1 通井管柱 150
4.1.2 冲砂管柱 151
4.1.3 套管刮削管柱 155
4.1.4 连续油管作业工艺管柱 155
4.2 大修作业 156
4.2.1 找窜封窜管柱 156
4.2.2 验套找漏管柱 158
4.2.3 套损治理管柱 160
4.2.4 套管整形 161
4.2.5 打捞管柱 163
4.2.6 开窗侧钻 165
参考文献 166
第二篇 油气生产作业管柱力学完整性分析设计与评价
第5章 油气井生产作业管柱力学模型 169
5.1 油气井生产作业管柱力学完整性概述 169
5.2 管柱基本力学模型 169
5.3 管柱的形变模型 173
5.4 管柱强度校核 177
5.4.1 应力描述分析 178
5.4.2 单轴强度校核 178
5.4.3 三轴强度校核 179
5.5 管柱密封性评价 179
5.6 环空许可压力值 180
5.6.1 最大环空压力许可值 181
5.6.2 最小环空压力许可值 181
5.7 不同工况下的管柱力学完整性分析 182
5.7.1 管柱下入过程分析 182
5.7.2 管柱上提过程分析 183
5.7.3 管柱坐封过程分析 184
5.7.4 管柱注入过程分析 184
5.7.5 管柱采出过程分析 185
参考文献 185
第6章 水平井压裂管柱力学分析与校核 186
6.1 水平井压裂温度压力场计算 186
6.1.1 温度场模型 186
6.1.2 压力场模型 187
6.2 水平井滑套分段压裂管柱的力学分析及校核 188
6.3 插管封隔器压裂管柱的受力分析及校核 190
6.4 水力喷射环空压裂套管的力学分析及安全风险评估 192
参考文献 194
第7章 储气库注采管柱力学分析与校核 195
7.1 储气库注采管柱周期载荷下的疲劳寿命预测 195
7.1.1 试验法 195
7.1.2 公式法 196
7.2 储气库环空保护注氮气基础研究 197
7.2.1 环空注满保护液分析模型 197
7.2.2 环空注氮气柱分析模型 200
7.2.3 氮气柱优化设计 203
7.3 储气库注采管柱尺寸优化设计 207
7.3.1 临界冲蚀产量下的尺寸计算 207
7.3.2 临界携液流量下的尺寸计算 208
7.4 储气库注采管柱气密性研究 209
7.5 地下盐穴储气库注气排卤管柱实例分析 210
7.5.1 金坛盐穴储气库概述 210
7.5.2 盐穴储气库排卤工艺 210
7.5.3 排卤管柱完整性分析 211
参考文献 222
第8章 基于多因素耦合的生产作业管柱完整性风险评价 224
8.1 生产作业管柱完整性评价指标体系 224
8.2 基于贝叶斯网络指标体系风险评价方法 226
8.3 实例分析 230
参考文献 233
第三篇 井筒完整性技术与管理
第9章 井筒完整性的具体内涵与失效类型 237
9.1 井筒完整性的定义与内涵 237
9.1.1 井筒完整性的定义 237
9.1.2 井筒完整性的发展历程 238
9.1.3 井筒完整性的内涵 239
9.1.4 井筒屏障 239
9.1.5 井筒完整性的功能 240
9.2 井筒完整性失效的类型及特征 241
9.2.1 井筒完整性失效的类型及特征 241
9.2.2 井筒完整性失效的案例及原因分析 242
参考文献 244
第10章 井筒完整性失效的成因与防治技术 245
10.1 环空带压的形成机制与防治技术 245
10.1.1 环空带压的基本概念 245
10.1.2 环空带压形成机制 249
10.1.3 环空带压计算及分析 254
10.1.4 环空带压的防治技术 263
10.2 井筒腐蚀的影响因素与防腐设计技术 267
10.2.1 井筒腐蚀的概念 267
10.2.2 井筒腐蚀的分类及腐蚀环境 267
10.2.3 生产井筒CO2与H2S腐蚀与防治 270
10.2.4 注水井微生物腐蚀的机理与防治 280
10.2.5 腐蚀力学一体化 286
10.3 井口抬升的成因与防治技术 288
10.3.1 井口抬升的成因 288
10.3.2 井口抬升的高度预测 291
10.3.3 井筒温度场模拟分析 292
10.3.4 井口抬升的监测与管理 294
10.3.5 井口抬升的应对策略 296
10.4 非常规油气压裂套管变形的形成机制与防控技术 298
10.4.1 国内外非常规油气压裂套管变形的研究现状 298
10.4.2 非常规油气压裂套管变形的形成机制 299
10.4.3 非常规油气压裂套管变形的防控技术 301
10.5 其他类型套管的变形与防控 302
10.5.1 套损类型 302
10.5.2 常见套损的解决办法 304
参考文献 305
第11章 井筒完整性管理 306
11.1 井筒完整性管理的概念 306
11.1.1 井筒完整性管理的概念和内涵 306
11.1.2 井筒完整性管理与HSE管理的关系 307
11.1.3 井筒完整性管理与井控的关系 307
11.2 井筒完整性管理的因素 308
11.3 井筒完整性管理评价方法与发展趋势 309
11.3.1 井筒完整性管理评价的内涵与发展趋势 309
11.3.2 单一工况下井筒完整性管理评价方法概述 309
11.3.3 井筒完整性综合评估 311
11.4 井筒完整性评价预警系统 312
11.4.1 技术背景 312
11.4.2 国外智能井筒完整性管理平台简介 313
11.4.3 Well_BarM油气井筒完整性评价预警决策系统 314
参考文献 317
附录：油气水井井下工艺管柱工具图例 319
一、内容与适应范围 319
二、引用标准 319
三、井下工艺管柱工具示意图图例 319