井身结构定义：套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸（钻头尺寸）与套管尺寸的配合 井身结构设计基本内容：确定下入套管的层次数、确定各层套管的下入深度、确定选择合适的套管尺寸与井眼尺寸的配合。
静液压力是由液柱重力引起的压力。
井内有效液柱压力PmE:钻井液在流动过程或被激励中有效地作用在井内的总压力 地层压力Pp：岩石孔隙中流体（油气水）的压力，也叫地层孔隙压力
地层坍塌压力Pt：当井内液柱压力低于某一值时地层出现坍塌（脆性地层）或缩径（塑性） 地层破裂压力Pf：当井内液体压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称
上覆岩层压力 PO：覆盖在该地层以上的地层岩石基质和孔隙中流体的总重量造成的压力 骨架应力：由岩石颗粒之间来支撑的那部分上覆岩层压力
压力系数：地层压力与同深的盐水液柱压力的比值
波动压力：抽汲压力Sw、激动压力Sg。上提钻柱时产生的附加抽汲压力Sw，使井底压力减小Sw；下钻时产生附加压力Sg，使井底压力升高Sg
Dc指数法:机械钻速随压差的减少而增加。正常情况下，钻速随井深的增加而减小，Dc增加，在异常高压地层，钻速增加而dc减小。适用范围：岩性为泥岩、页岩；钻进过程中的地层压力监测和完钻后区块地层压力统计分析。
声波时差法：声波在地层中的传播速度与岩石的密度、结构、孔隙度及埋藏深度有关。当岩性一定时，声波的速度随岩石孔隙度的增大而减小，对于沉积压实作用形成的泥岩、页岩：在正常地层压力井段，随着井深增加，岩石孔隙度减少，声波速度增加，声波时差减小;在异常压力井段，岩石空隙度增加，声波速度减少，声波时差增大。可以通过声波时差偏离正常趋势线的大小预测地层压力。适用范围：岩性为泥岩、页岩；完钻后进行地层压力评价。 碳酸岩类地层现在的技术只能用随钻测量，预测地层压力。
井身结构设计基础参数：1地质方面的数据：岩性剖面及故障提示、地层压力梯度剖面、地层破裂压力梯度剖面。2工程数据：抽汲压力系数Sw、激动压力系数Sg、地层压裂安全增值Sf、溢流条件Sk、压差允值△PN(△Pa)
井身结构设计方法步骤：1根据区域地质情况，确定按正常作业工况或溢流工况，进行设计。2利用压力剖面图中最大地层压力梯度求中间套管下入深度假定点。3验证中间套管下入深度H3是否有卡套管的危险。4计算钻井尾管的最大下入深度。5计算表层套管下入深度H1。6进一步校核中间尾管。7生产套管下入目的层中，对压差卡钻和溢流条件进行校核。 钻井液的主要功用：1清洗井底，携带岩屑2冷却、润滑钻头和钻柱3形成泥饼，保护井壁4控制和平衡地层压力5悬浮岩屑和加重材料6提供所钻地层的地质资料7传递水功率8防止钻具腐蚀。
钻井液的基本成分：由分散相、分散介质、化学处理剂组成。
钻井液的基本工艺性能：钻井液的流变性、钻井液的失水造壁性、钻井液的其他性能（抑制性、润滑性、密度、含砂量、PH值、固相含量和油、水含量、膨润土含量）
流变性：在外力作用下，钻井液流动和变形的特性。如钻井液的塑性粘度、动切力、表观粘度、有效粘度、静切力和触变性等性能都属流变性参数。与钻井的关系：1影响钻井速度2影响直井环空岩屑携带效率3影响井壁稳定4影响岩屑与加重物的悬浮5影响井内压力激动6影响钻井泵压和排量7影响固井质量
剪切稀释性：表观粘度随剪切速率增大而降低的现象。与钻井的关系：对于宾汉流体，η塑越低，τ0越高，即τ0／η塑越大，剪切稀释能力越高。在实际钻井井眼的各个部位处（如钻杆内、钻头水眼处、环空等），其剪切速率各不相同，导致各处的有效粘度各不相同。τ0 /η塑比值大者，剪切稀释能力强，有利于高压喷射钻井；同时在低剪切速率下会显著增稠，有利于带砂。
触变性：搅拌后钻井液变稀（切力降低），静置后钻井液变稠（切力升高）的特性。 钻井液的失水：钻井液中的自由水在压差的作用下向具有孔隙的地层渗滤的现象。 造壁性：钻井液在井壁形成泥饼封护井壁的能力
失水类型：瞬时失水、动失水、静失水
失水与造壁性与钻井的关系：1钻井液失水过大会引起：①水敏性泥岩、页岩的垮塌、缩径②损害油气层。2泥饼厚会引起：①引起上提力增加，甚至发生泥饼卡钻②易引起钻头泥包，使起下钻压力激动增大③妨碍套管下入，固井时不利于水泥与井壁的胶结。3对失水和泥饼的要求：失水：在成本可行的条件下，尽量降低失水并控制自由水的性质。泥饼：薄、致密、韧性好。
失水过程：钻井液内的水=化学结合水+吸附水+自由水；瞬时失水、动失水、静失水
失水影响因素：压差（越大越大）、时间（越长越大）、钻井液的固相含量（越高越小）、滤液粘度（越大越小）、泥饼的渗透率（小越小）等。
失水对钻井工程的影响：1影响井壁稳定2影响储层损害程度3影响钻井的安全性
粘土的水化作用:粘土表面吸附水分子，使粘土表面形成水化膜，粘土晶格层面间的距离扩大，产生膨胀以至分散的作用。它是影响水基钻井液性能和井壁稳定的重要因素。
影响水化作用的因素1粘土晶体部位不同，水化强度也不同（层面上水化膜厚，端面上薄。）2粘土矿物不同，水化作用的强弱不同3钻井液中可溶性盐类及钻井液处理剂的影响4不同的交换性阳离子对粘土水化的影响。
影响机械钻速的主要参数：不可改变的客观因素：1地层岩性（强度、硬度、研磨性、可钻性）可改变的主观因素：2钻井液性能（密度、固相含量、粘度、失水、含油量）3钻头类型4水力参数(泵型选择、泵压、排量和水眼组合)5机械参数（钻压、转速）
岩石的力学性质：岩石的变形特性和强度特性。衡量岩石力学性质的参数：弹性、塑性、韧性、强度。
岩石的力学研究及应用：1计算地层坍塌压力和地层破裂压力2计算地层岩石力学参数、岩石可钻性、岩石研磨性，优选与地层相适应的钻头类型3完井方式选择4地层出砂的判定 岩石强度：物体受外力作用而达到破坏的应力。包括：单轴抗压强度＞抗剪强度＞抗弯强度＞抗拉强度
硬度：一种物体抵抗另一种物体浸入的能力，具体度量为岩石发生局部破碎时（形成破碎坑）作用于单位面积上的力
岩石的研磨性：岩石磨损破岩工具表面的能力，它是由钻头工作刃与岩石相互磨擦过程中产生微切削、刻划、擦痕等造成的。
岩石的可钻性：岩石破碎的难易程度
岩石的各向异性：岩石在垂直于层理和平行于层理方向上的力学性质是不一样的。力学性质包括：岩石弹性常数、岩石泊松比、岩石的强度、岩石的机械钻速
围压对硬度和塑性影响：在室温条件下，对于所有的岩石，当围压增大时，其强度增大，但所增大的倍数，对于不同类型的岩石是不一样的。随着围压增大，岩石表现出从脆性到塑性的转变，并且围压越大，岩石破坏前所呈现的塑性也越大。
牙轮钻头的破岩机理：1牙轮钻头在井底工作的复合运动 ①钻头的公转（牵连速度） ②牙轮绕牙轮轴的自转（相对运动）③轮齿相对于岩石的滑动切削速度 ④钻头的纵向振动 2钻头的纵向振动及对地层的冲击、压碎作用：钻进时，钻头上承受的钻压经牙齿作用在岩石上，除此静载外，还有因钻头纵向振动造成的冲击载荷。钻头的冲击载荷有利于破碎岩石，但也会使钻头轴承过早破坏，使牙齿特别是硬质合金齿崩碎，造成钻柱的疲劳失效。因此，在钻井中，特别是钻硬地层时，要使用减震器。3牙轮钻头的剪切作用：通过牙轮在井底滚动的同时产生轮齿对井底岩石的滑动来实现。 产生滑动的三个因素：超顶、复锥和移轴
钻头类型：刮刀钻头（适于破碎松软-软地层，如泥岩、页岩等）、牙轮钻头、金刚石钻头、特殊用途钻头
钻头选择：1根据地层情况选钻头①研磨性地层的选择:牙齿磨损快，选择镶齿钻头②浅井段和深井段钻头的选择：浅井使用机械钻速高的钻头，深部井段使用寿命长的钻头③深部软地层钻头的选择：3000m以下的泥岩、页岩等软地层岩石，采用低密度钻井液，选择中硬地层钻头④易斜地层钻头选型：采用胎体较长的钻头，或选用不移轴或移轴量小的钻头⑤软硬交错地层的选型：牙齿上选择：镶齿钻头中加高契型齿或加高锥球齿。钻进时，在软地层中提高转速降低钻压，在硬地层中提高钻压降低转速2按产品目录选钻头（根据地层硬度、研磨性以及厂家的产品说明书）3通过最低成本选择钻头
牙轮钻头机械参数选择：1软地层采用低钻压、高钻速2硬及中硬地层采用高钻压低转速3钻头安全承载能力为0.6~0.8kN/mm 4密封滑动轴承不宜采用高转速
金刚石钻头机械参数：1在软地层采用低钻压、高钻速2硬及中硬地层采用高钻压低转速 机械参数优选方法：1建立钻速方程2建立钻头磨损模型，该模型与钻压、钻速有关3目标函数(每米成本) 4对钻压、转速求导
射流特点：淹没、非自由
射流对井底的清洗作用：冲击压力作用、漫流横推作用
射流对井底的净化作用：水力破岩、水力清岩
射流水力参数：喷射速度V0 、冲击力Fj 、水功率Nj
钻头水力参数：钻头压降Pb、钻头水功率Nb
水功率的传递原理：钻头压力降和钻头水功率来自地面上钻井泵的泵压和泵功率，并且依靠循环钻井液来传递。钻井泵将压力和水功率传递到钻头上，也损耗一部分能量。
钻井液循环路径：钻井泵、地面管汇、立管压力、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆，钻铤、钻头、环形空间、高架槽、振动筛、其他泥浆净化装置、泥浆罐。泥浆的循环路径：1地面管汇，不随井深变化2钻柱内部，随井深变化3钻头4环形空间
提高水力参数的途径：1提高泵压、泵功率2降低循环压耗系数Kl 3增大钻头压耗系数Kb 4优选排量
钻柱由方钻杆、钻杆、钻铤等基本钻具组成，并用配合接头连接起来的入井管串
钻柱的功用：1施加钻压2建立井内钻井液循环通道,并传递水力能量3将地面的能量传递给钻头(传递扭矩)4使井不断地加深5传递井下信息6中途测试、安放尾管、下电测工具7处理井下复杂和事故
基本钻柱组合：钻铤＋配合接头＋钻杆＋配合接头＋方钻杆
最大允许静拉载荷的确定：在设计钻柱时，一般考虑三种情况：安全系数法、考虑卡瓦挤毁钻杆的设计系数法、拉力余量法。安全系数法:保证钻柱的工作安全，考虑钻柱动载的影响。考虑卡瓦挤毁钻杆的设计系数法：为了防止钻柱被卡瓦挤毁，要求钻具的屈服强度与拉伸应力的比值不能小于一定数值。拉力余量：用于考虑钻具解卡时上提解卡的处理余量。上述三种方法考虑的是不同的工况，设计的时候选择三种工况中最小者作为钻杆的最大允许静拉负荷。
钻柱受力分析：作用在钻柱上的力有轴向力、扭矩、外挤压力、弯矩，并且井口处的拉力和扭矩是最大的，井底可能承受最大外挤压力。
钻柱设计以抗拉为主，在下部辅以抗挤校核。深井、定向井水平井的钻柱设计还应考虑钻柱的抗扭设计。强度设计条件：Pt PW Pt－外载(kN)，Pw：最大工作负荷（kN） 钻柱的最大工作负荷PW不应大于Py， 因若PＷ=PY，材料发生屈服变形，失去承载能力，一般把PY的90%作为最大工作负荷PW：Ｐw =0.9Ｐy Ｐw：最大工作负荷 (kN) Ｐy：最小屈服强度下的抗拉负荷(kN)
压力控制钻井：平衡钻井（在钻井时，井内有效液柱压力刚好能够平衡地层压力的钻井技术）、近平衡钻井技术（在钻井时，井内有效液柱压力略高于地层压力，起钻时井内有效液柱压力等于地层压力的钻井技术）、欠平衡钻井（在钻井时，井内有效液柱压力小于地层压力的钻井技术）、过平衡钻井技术（在钻井时，井内有效液柱压力大于地层压力的钻井技术） 波动压力：激动压力：下放管柱过程中所产生的附加压力。激动压力会使井内压力增加。抽吸压力：上提管柱过程中所产生的附加压力。抽吸压力会使井内压力减少。
产生波动压力的原因：1管柱从静止状态到运动状态，因克服井内钻井液的静切力引起的井内压力激动。2管柱运动引起的钻井液动量变化。3运动管柱排开的井内流体在环空中产生与管柱运动方向相反的流动，为此需要克服环空的沿程阻力，从而产生井内波动压力。 波动压力对钻井工程的影响：1抽汲减少井眼中压力引起井喷2抽汲导致地层流体进入井眼污染泥浆3下钻、下套管引起过高的激动压力而发生井漏4抽汲和压力激动交替变化，使井壁不稳定
溢流及井喷的原因：1地层孔隙压力预测不准确2井筒内钻井液的高度降低3钻井液密度降低4起钻中抽汲压力降低了井筒液柱压力。
溢流的早期发现：1泥浆池液面升高2钻速突快3井口返出钻井液流体速度增大4立管压力下降5地面油、气、水显示6钻井液性能变化
常规井控压井方法：其整个压井的过程可用“U”型管表示。
压井过程包括：配加重泥浆、循环排出溢流
压井方法：关井后在处置程序上有四种可能性：1同步法（立刻开始边加重泥浆边循环压井）2工程师法 (等待加重法)继续关井先加重泥浆，再循环压井3司钻法（两步法）先关井循环排出受侵污的泥浆，再加重泥浆，然后压井4边等边加重法（先循环排出受侵污的泥浆，然后边加重泥浆边循环压井）
特点：同步法：时间最短，井口泵压最小，受压时间最短，减少粘卡，最安全，计算最复杂。工程师法：时间较短，井口压力较小，也较安全，关井时间长，对循环不利。司钻法：相对安全，技术上易掌握，需要最长时间，最大程度运用井口设备，以及关井是否适宜。 边等边加重法：处置不但象第１种那样复杂，而且需要长的时间。
司钻法压井过程：1求地层压力2先用原钻井液循环出受污染的钻井液3关井4将钻井液加重到压井的钻井液密度5将加重钻井液泵入井内，完成压井。
工程师法压井过程：1求地层压力2加重钻井液3将加重钻井液泵入井内，完成压井
司钻法压井：司钻法压井在两个循环周中完成。第一步（第一循环周）：在平衡地层压力的情况下循环排出受污染的钻井液。必须在不变的泵速和不变的立管压力下（因而井底压力保持不变）循环钻井液。为了平衡地层压力，循环时地层压力应该等于Pti，并且在整个循环周期通过调节阻流器来保持立管压力不变（PTI）。当第一循环周结束时，停泵并立即关闭阻流器，以避免地层流体的进一步流入。这时关井套压等于关井立管压力。第二步：加重钻井液，然后用加重后的钻井液循环压井（第二循环周）开始循环时，立管压力应为PTI,而在时间t后，立管压力应为PTf。由于环形空间内的流动阻力很小，可以不予考虑，因此，当加重钻井液在环形空间上返时，立管总压力应仍为PTf。当第二循环周结束时，套压应为0，井内重建压力平衡
定向钻井是使井眼沿预先设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻达预定目标的钻井过程
井深（测深）：井口至测点处的井眼实长，米。井斜角：测点处井眼方向 线（切线，指前）与重力线间的夹角，度。方位角：测点处正北方向至井眼方向线在水平面投影线间夹角，度。井斜变化率：井斜角对井深的变化率，度/30米。方位变化率：方位角对井深的变化率，度/30米。垂深：测点的垂直深度，米。水平位移：测点至井口所在的铅垂线的距离，米。 闭合距：井底的水平位移，米。
闭合方位角：在水平投影图上测点处正北方向与闭合方位线间的夹角，度。N坐标、E坐标和TVD坐标：测点在以井口为原点的NEHO三维坐标系里的北（N）、东（E）、垂深（TVD）三个坐标分量，米。视平移：测点水平位移在设计方位线上的投影，米。水平投影长度：测点与井口之间的井眼长度在水平面的投影长度。
井眼的曲率K：井眼切线的方向相对于井深的变化率
影响造斜率的因素：地层 、钻头受力与钻柱弯曲
井斜的原因：1地质原因：地层软硬交替、层状地层、地层各向异性、地层倾角影响。2下部钻具组合弯曲变形：在钻压作用下，钻具弯曲，导致钻头侧向力和钻头转角，引起井斜。3钻井参数：钻压越大，钻柱弯曲愈严重，井斜加剧。
井斜控制方法：钟摆钻具组合：纠斜，需要吊打。刚性满眼钻具组合：防斜，可以采用较大的钻压达到提高钻速的目的。
钟摆钻具组合：1结构：钻头+钻铤（1~2根）+稳定器+钻铤（单钟摆）2原理：在钻头处形成切削井眼低边的钻头侧向力（钟摆力），在钻压不大的情况下，钟摆力可以使得钻头切削井眼低边，使得井斜逐渐降低。采用低钻压吊打钟摆钻具有较好的纠斜效果。钟摆钻具适合于纠斜而不适合防斜。
刚性满眼钻具组合：1结构：钻头+稳定器+短钻铤（或1根钻铤）+稳定器+钻铤（双稳）2原理：刚性满眼中，由于稳定器与井眼之间的间歇小，钻头侧向力较小，且由于钻具刚性较大，钻头倾角也较小，从而起到防斜的作用。刚性满眼钻具可以使用较大的钻压，因而机械钻速也较高。
实测井眼轨迹的计算方法：1园柱螺线法（曲率半径法）：假设：两测点间的井段是一条等变螺旋角（d /dL=常数）的园柱螺线，螺线在两端点处与上、下二测点处的井眼方向相切。 园柱螺线的水平投影图是园弧。园柱螺线的垂直剖面图是园弧。2最小曲率法 假设：两测点间的井段是空间某一平面上的园弧，园弧在两端点处与上、下二测点处的井眼方向线相切。 油井水泥（水泥浆）主要性能：水泥浆（密度、稠化时间、流变性、失水量、稳定性）、水泥石抗压强度、水泥石渗透率
水泥浆的稠化时间：在井下温度压力条件下，从给水泥浆加温加压时起至水泥浆稠度达100Bc（Bc为稠度单位）所经历的时间。
提高注水泥顶替效率的措施: 1加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度2注水泥时活动套管3采用紊流或塞流流态注水泥4采用注水泥前置液5注水泥前调整钻井液性能6增加紊流接触时间7顶替液与钻井液的密度差
失重的种类：1胶凝失重：凝聚-结晶网的形成，使水泥浆柱的重量部分悬挂在井壁和套管壁上。影响因素：与水泥浆性能、井眼尺寸和温度等有关。2桥堵失重：注水泥结束水泥浆静止后，水泥浆在高渗透率地层处的快速失水将使该处的水泥浆迅速变稠和致密，形成堵塞（即桥堵）
失重的防止：在充气水泥浆中，加有发气剂（KQ）。在水泥浆失重时，发气剂发气，形成分散在水泥浆内的微小气泡。利用充气水泥浆以上浆柱（钻井液柱或水泥浆柱）的静液压力和结构力所形成的“塞子”作用，或者利用桥堵段的“塞子”作用，依靠发气剂产生的微小气泡，使充气水泥浆内憋上一个附加的压力，以补偿水泥浆失重所减少的压力，从而使得水泥浆柱的最终压力能大于油、气、水层的压力，达到预防失重及防窜的目的。 防止环空油气水窜的措施：从工艺上：1限制水泥返高，防止失重过大2采用多种凝结时间的水泥浆结构3环空憋压候凝 4使用多级注水泥 从水泥浆设计上： 1使用充气或膨胀水泥浆 2使用不渗透水泥 3控制水泥浆的失水
常规完井方法：射孔完井方法、裸眼完井方法、割缝衬管完井方法、砾石充填完井
射孔完井适用的地质条件：1有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层2各分层之间存在压力、岩性等差异，因而要求实施分层测试、分层采油、分层注水、分层处理的储层。3要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层4砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层
裸眼完井方法适用的地质条件：①岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层。②无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。③单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。④不准备实施分隔层段，选择性处理的储层
割缝衬管完井适用的地质条件：①无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。②单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。③不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。④岩性较为疏松的中、粗砂粒储层
裸眼砾石充填完井适用的地质条件：①无气顶、无底水、无含水夹层的储层。 ②单一厚储层，或压力、物性基本一致的多储层。③不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。④岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层
套管砾石充填完井适用的地质条件：①有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层。②各分层之间存在压力、岩性差异，因而要求实施选择性处理的储层。③岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。
出砂的种类：游离砂和骨架砂
地层出砂机理：井壁岩石所受到的最大张应力超过岩石的抗张强度
影响地层出砂的因素：1地层岩石强度2地层孔隙压力的衰减3生产压差4地层是否出水和含水率的大小5地层流体粘度6不适当的措施或管理
储层敏感性评价：速敏目的：①找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的临界流速，以及找出由速度敏感引起的储层损害程度②为水敏、盐敏、碱敏、酸敏四种实验及其它的各种损害评价实验确定合理的实验流速提供依据。一般来说，由速敏实验求出临界流速后，可将其它各类评价实验的实验流速定为0.8倍临界流速，因此速敏评价实验必须要先于其它实验③为确定合理的注采速度提供科学依据。
水敏目的：了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的储层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。
盐敏目的：找出盐敏发生的条件，以及由盐敏引起的储层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。
酸敏目的：是研究各种酸液的酸敏程度，其本质是研究酸液与储层的配伍性，为储层基质酸化和酸化解堵设计提供依据
碱敏目的：找出碱敏发生的条件，主要是临界pH值，以及由碱敏引起的储层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。
用实验所测的两个渗透率K1和K2，计算K2/K1的比值来评价酸敏程度
钻井过程储层损害的地质因素：1钻井液中固相颗粒堵塞储层2钻井液滤液与储层岩石不配伍引起的损害3钻井液滤液与储层流体不配伍引起的损害4油相渗透率变化引起的损害5负压差急剧变化造成的储层损害
钻井过程中影响储层损害程度的工程因素：压差、浸泡时间、环空返速、钻井液性能
井身结构定义：套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸（钻头尺寸）与套管尺寸的配合 井身结构设计基本内容：确定下入套管的层次数、确定各层套管的下入深度、确定选择合适的套管尺寸与井眼尺寸的配合。
静液压力是由液柱重力引起的压力。
井内有效液柱压力PmE:钻井液在流动过程或被激励中有效地作用在井内的总压力 地层压力Pp：岩石孔隙中流体（油气水）的压力，也叫地层孔隙压力
地层坍塌压力Pt：当井内液柱压力低于某一值时地层出现坍塌（脆性地层）或缩径（塑性） 地层破裂压力Pf：当井内液体压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称
上覆岩层压力 PO：覆盖在该地层以上的地层岩石基质和孔隙中流体的总重量造成的压力 骨架应力：由岩石颗粒之间来支撑的那部分上覆岩层压力
压力系数：地层压力与同深的盐水液柱压力的比值
波动压力：抽汲压力Sw、激动压力Sg。上提钻柱时产生的附加抽汲压力Sw，使井底压力减小Sw；下钻时产生附加压力Sg，使井底压力升高Sg
Dc指数法:机械钻速随压差的减少而增加。正常情况下，钻速随井深的增加而减小，Dc增加，在异常高压地层，钻速增加而dc减小。适用范围：岩性为泥岩、页岩；钻进过程中的地层压力监测和完钻后区块地层压力统计分析。
声波时差法：声波在地层中的传播速度与岩石的密度、结构、孔隙度及埋藏深度有关。当岩性一定时，声波的速度随岩石孔隙度的增大而减小，对于沉积压实作用形成的泥岩、页岩：在正常地层压力井段，随着井深增加，岩石孔隙度减少，声波速度增加，声波时差减小;在异常压力井段，岩石空隙度增加，声波速度减少，声波时差增大。可以通过声波时差偏离正常趋势线的大小预测地层压力。适用范围：岩性为泥岩、页岩；完钻后进行地层压力评价。 碳酸岩类地层现在的技术只能用随钻测量，预测地层压力。
井身结构设计基础参数：1地质方面的数据：岩性剖面及故障提示、地层压力梯度剖面、地层破裂压力梯度剖面。2工程数据：抽汲压力系数Sw、激动压力系数Sg、地层压裂安全增值Sf、溢流条件Sk、压差允值△PN(△Pa)
井身结构设计方法步骤：1根据区域地质情况，确定按正常作业工况或溢流工况，进行设计。2利用压力剖面图中最大地层压力梯度求中间套管下入深度假定点。3验证中间套管下入深度H3是否有卡套管的危险。4计算钻井尾管的最大下入深度。5计算表层套管下入深度H1。6进一步校核中间尾管。7生产套管下入目的层中，对压差卡钻和溢流条件进行校核。 钻井液的主要功用：1清洗井底，携带岩屑2冷却、润滑钻头和钻柱3形成泥饼，保护井壁4控制和平衡地层压力5悬浮岩屑和加重材料6提供所钻地层的地质资料7传递水功率8防止钻具腐蚀。
钻井液的基本成分：由分散相、分散介质、化学处理剂组成。
钻井液的基本工艺性能：钻井液的流变性、钻井液的失水造壁性、钻井液的其他性能（抑制性、润滑性、密度、含砂量、PH值、固相含量和油、水含量、膨润土含量）
流变性：在外力作用下，钻井液流动和变形的特性。如钻井液的塑性粘度、动切力、表观粘度、有效粘度、静切力和触变性等性能都属流变性参数。与钻井的关系：1影响钻井速度2影响直井环空岩屑携带效率3影响井壁稳定4影响岩屑与加重物的悬浮5影响井内压力激动6影响钻井泵压和排量7影响固井质量
剪切稀释性：表观粘度随剪切速率增大而降低的现象。与钻井的关系：对于宾汉流体，η塑越低，τ0越高，即τ0／η塑越大，剪切稀释能力越高。在实际钻井井眼的各个部位处（如钻杆内、钻头水眼处、环空等），其剪切速率各不相同，导致各处的有效粘度各不相同。τ0 /η塑比值大者，剪切稀释能力强，有利于高压喷射钻井；同时在低剪切速率下会显著增稠，有利于带砂。
触变性：搅拌后钻井液变稀（切力降低），静置后钻井液变稠（切力升高）的特性。 钻井液的失水：钻井液中的自由水在压差的作用下向具有孔隙的地层渗滤的现象。 造壁性：钻井液在井壁形成泥饼封护井壁的能力
失水类型：瞬时失水、动失水、静失水
失水与造壁性与钻井的关系：1钻井液失水过大会引起：①水敏性泥岩、页岩的垮塌、缩径②损害油气层。2泥饼厚会引起：①引起上提力增加，甚至发生泥饼卡钻②易引起钻头泥包，使起下钻压力激动增大③妨碍套管下入，固井时不利于水泥与井壁的胶结。3对失水和泥饼的要求：失水：在成本可行的条件下，尽量降低失水并控制自由水的性质。泥饼：薄、致密、韧性好。
失水过程：钻井液内的水=化学结合水+吸附水+自由水；瞬时失水、动失水、静失水
失水影响因素：压差（越大越大）、时间（越长越大）、钻井液的固相含量（越高越小）、滤液粘度（越大越小）、泥饼的渗透率（小越小）等。
失水对钻井工程的影响：1影响井壁稳定2影响储层损害程度3影响钻井的安全性
粘土的水化作用:粘土表面吸附水分子，使粘土表面形成水化膜，粘土晶格层面间的距离扩大，产生膨胀以至分散的作用。它是影响水基钻井液性能和井壁稳定的重要因素。
影响水化作用的因素1粘土晶体部位不同，水化强度也不同（层面上水化膜厚，端面上薄。）2粘土矿物不同，水化作用的强弱不同3钻井液中可溶性盐类及钻井液处理剂的影响4不同的交换性阳离子对粘土水化的影响。
影响机械钻速的主要参数：不可改变的客观因素：1地层岩性（强度、硬度、研磨性、可钻性）可改变的主观因素：2钻井液性能（密度、固相含量、粘度、失水、含油量）3钻头类型4水力参数(泵型选择、泵压、排量和水眼组合)5机械参数（钻压、转速）
岩石的力学性质：岩石的变形特性和强度特性。衡量岩石力学性质的参数：弹性、塑性、韧性、强度。
岩石的力学研究及应用：1计算地层坍塌压力和地层破裂压力2计算地层岩石力学参数、岩石可钻性、岩石研磨性，优选与地层相适应的钻头类型3完井方式选择4地层出砂的判定 岩石强度：物体受外力作用而达到破坏的应力。包括：单轴抗压强度＞抗剪强度＞抗弯强度＞抗拉强度
硬度：一种物体抵抗另一种物体浸入的能力，具体度量为岩石发生局部破碎时（形成破碎坑）作用于单位面积上的力
岩石的研磨性：岩石磨损破岩工具表面的能力，它是由钻头工作刃与岩石相互磨擦过程中产生微切削、刻划、擦痕等造成的。
岩石的可钻性：岩石破碎的难易程度
岩石的各向异性：岩石在垂直于层理和平行于层理方向上的力学性质是不一样的。力学性质包括：岩石弹性常数、岩石泊松比、岩石的强度、岩石的机械钻速
围压对硬度和塑性影响：在室温条件下，对于所有的岩石，当围压增大时，其强度增大，但所增大的倍数，对于不同类型的岩石是不一样的。随着围压增大，岩石表现出从脆性到塑性的转变，并且围压越大，岩石破坏前所呈现的塑性也越大。
牙轮钻头的破岩机理：1牙轮钻头在井底工作的复合运动 ①钻头的公转（牵连速度） ②牙轮绕牙轮轴的自转（相对运动）③轮齿相对于岩石的滑动切削速度 ④钻头的纵向振动 2钻头的纵向振动及对地层的冲击、压碎作用：钻进时，钻头上承受的钻压经牙齿作用在岩石上，除此静载外，还有因钻头纵向振动造成的冲击载荷。钻头的冲击载荷有利于破碎岩石，但也会使钻头轴承过早破坏，使牙齿特别是硬质合金齿崩碎，造成钻柱的疲劳失效。因此，在钻井中，特别是钻硬地层时，要使用减震器。3牙轮钻头的剪切作用：通过牙轮在井底滚动的同时产生轮齿对井底岩石的滑动来实现。 产生滑动的三个因素：超顶、复锥和移轴
钻头类型：刮刀钻头（适于破碎松软-软地层，如泥岩、页岩等）、牙轮钻头、金刚石钻头、特殊用途钻头
钻头选择：1根据地层情况选钻头①研磨性地层的选择:牙齿磨损快，选择镶齿钻头②浅井段和深井段钻头的选择：浅井使用机械钻速高的钻头，深部井段使用寿命长的钻头③深部软地层钻头的选择：3000m以下的泥岩、页岩等软地层岩石，采用低密度钻井液，选择中硬地层钻头④易斜地层钻头选型：采用胎体较长的钻头，或选用不移轴或移轴量小的钻头⑤软硬交错地层的选型：牙齿上选择：镶齿钻头中加高契型齿或加高锥球齿。钻进时，在软地层中提高转速降低钻压，在硬地层中提高钻压降低转速2按产品目录选钻头（根据地层硬度、研磨性以及厂家的产品说明书）3通过最低成本选择钻头
牙轮钻头机械参数选择：1软地层采用低钻压、高钻速2硬及中硬地层采用高钻压低转速3钻头安全承载能力为0.6~0.8kN/mm 4密封滑动轴承不宜采用高转速
金刚石钻头机械参数：1在软地层采用低钻压、高钻速2硬及中硬地层采用高钻压低转速 机械参数优选方法：1建立钻速方程2建立钻头磨损模型，该模型与钻压、钻速有关3目标函数(每米成本) 4对钻压、转速求导
射流特点：淹没、非自由
射流对井底的清洗作用：冲击压力作用、漫流横推作用
射流对井底的净化作用：水力破岩、水力清岩
射流水力参数：喷射速度V0 、冲击力Fj 、水功率Nj
钻头水力参数：钻头压降Pb、钻头水功率Nb
水功率的传递原理：钻头压力降和钻头水功率来自地面上钻井泵的泵压和泵功率，并且依靠循环钻井液来传递。钻井泵将压力和水功率传递到钻头上，也损耗一部分能量。
钻井液循环路径：钻井泵、地面管汇、立管压力、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆，钻铤、钻头、环形空间、高架槽、振动筛、其他泥浆净化装置、泥浆罐。泥浆的循环路径：1地面管汇，不随井深变化2钻柱内部，随井深变化3钻头4环形空间
提高水力参数的途径：1提高泵压、泵功率2降低循环压耗系数Kl 3增大钻头压耗系数Kb 4优选排量
钻柱由方钻杆、钻杆、钻铤等基本钻具组成，并用配合接头连接起来的入井管串
钻柱的功用：1施加钻压2建立井内钻井液循环通道,并传递水力能量3将地面的能量传递给钻头(传递扭矩)4使井不断地加深5传递井下信息6中途测试、安放尾管、下电测工具7处理井下复杂和事故
基本钻柱组合：钻铤＋配合接头＋钻杆＋配合接头＋方钻杆
最大允许静拉载荷的确定：在设计钻柱时，一般考虑三种情况：安全系数法、考虑卡瓦挤毁钻杆的设计系数法、拉力余量法。安全系数法:保证钻柱的工作安全，考虑钻柱动载的影响。考虑卡瓦挤毁钻杆的设计系数法：为了防止钻柱被卡瓦挤毁，要求钻具的屈服强度与拉伸应力的比值不能小于一定数值。拉力余量：用于考虑钻具解卡时上提解卡的处理余量。上述三种方法考虑的是不同的工况，设计的时候选择三种工况中最小者作为钻杆的最大允许静拉负荷。
钻柱受力分析：作用在钻柱上的力有轴向力、扭矩、外挤压力、弯矩，并且井口处的拉力和扭矩是最大的，井底可能承受最大外挤压力。
钻柱设计以抗拉为主，在下部辅以抗挤校核。深井、定向井水平井的钻柱设计还应考虑钻柱的抗扭设计。强度设计条件：Pt PW Pt－外载(kN)，Pw：最大工作负荷（kN） 钻柱的最大工作负荷PW不应大于Py， 因若PＷ=PY，材料发生屈服变形，失去承载能力，一般把PY的90%作为最大工作负荷PW：Ｐw =0.9Ｐy Ｐw：最大工作负荷 (kN) Ｐy：最小屈服强度下的抗拉负荷(kN)
压力控制钻井：平衡钻井（在钻井时，井内有效液柱压力刚好能够平衡地层压力的钻井技术）、近平衡钻井技术（在钻井时，井内有效液柱压力略高于地层压力，起钻时井内有效液柱压力等于地层压力的钻井技术）、欠平衡钻井（在钻井时，井内有效液柱压力小于地层压力的钻井技术）、过平衡钻井技术（在钻井时，井内有效液柱压力大于地层压力的钻井技术） 波动压力：激动压力：下放管柱过程中所产生的附加压力。激动压力会使井内压力增加。抽吸压力：上提管柱过程中所产生的附加压力。抽吸压力会使井内压力减少。
产生波动压力的原因：1管柱从静止状态到运动状态，因克服井内钻井液的静切力引起的井内压力激动。2管柱运动引起的钻井液动量变化。3运动管柱排开的井内流体在环空中产生与管柱运动方向相反的流动，为此需要克服环空的沿程阻力，从而产生井内波动压力。 波动压力对钻井工程的影响：1抽汲减少井眼中压力引起井喷2抽汲导致地层流体进入井眼污染泥浆3下钻、下套管引起过高的激动压力而发生井漏4抽汲和压力激动交替变化，使井壁不稳定
溢流及井喷的原因：1地层孔隙压力预测不准确2井筒内钻井液的高度降低3钻井液密度降低4起钻中抽汲压力降低了井筒液柱压力。
溢流的早期发现：1泥浆池液面升高2钻速突快3井口返出钻井液流体速度增大4立管压力下降5地面油、气、水显示6钻井液性能变化
常规井控压井方法：其整个压井的过程可用“U”型管表示。
压井过程包括：配加重泥浆、循环排出溢流
压井方法：关井后在处置程序上有四种可能性：1同步法（立刻开始边加重泥浆边循环压井）2工程师法 (等待加重法)继续关井先加重泥浆，再循环压井3司钻法（两步法）先关井循环排出受侵污的泥浆，再加重泥浆，然后压井4边等边加重法（先循环排出受侵污的泥浆，然后边加重泥浆边循环压井）
特点：同步法：时间最短，井口泵压最小，受压时间最短，减少粘卡，最安全，计算最复杂。工程师法：时间较短，井口压力较小，也较安全，关井时间长，对循环不利。司钻法：相对安全，技术上易掌握，需要最长时间，最大程度运用井口设备，以及关井是否适宜。 边等边加重法：处置不但象第１种那样复杂，而且需要长的时间。
司钻法压井过程：1求地层压力2先用原钻井液循环出受污染的钻井液3关井4将钻井液加重到压井的钻井液密度5将加重钻井液泵入井内，完成压井。
工程师法压井过程：1求地层压力2加重钻井液3将加重钻井液泵入井内，完成压井
司钻法压井：司钻法压井在两个循环周中完成。第一步（第一循环周）：在平衡地层压力的情况下循环排出受污染的钻井液。必须在不变的泵速和不变的立管压力下（因而井底压力保持不变）循环钻井液。为了平衡地层压力，循环时地层压力应该等于Pti，并且在整个循环周期通过调节阻流器来保持立管压力不变（PTI）。当第一循环周结束时，停泵并立即关闭阻流器，以避免地层流体的进一步流入。这时关井套压等于关井立管压力。第二步：加重钻井液，然后用加重后的钻井液循环压井（第二循环周）开始循环时，立管压力应为PTI,而在时间t后，立管压力应为PTf。由于环形空间内的流动阻力很小，可以不予考虑，因此，当加重钻井液在环形空间上返时，立管总压力应仍为PTf。当第二循环周结束时，套压应为0，井内重建压力平衡
定向钻井是使井眼沿预先设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻达预定目标的钻井过程
井深（测深）：井口至测点处的井眼实长，米。井斜角：测点处井眼方向 线（切线，指前）与重力线间的夹角，度。方位角：测点处正北方向至井眼方向线在水平面投影线间夹角，度。井斜变化率：井斜角对井深的变化率，度/30米。方位变化率：方位角对井深的变化率，度/30米。垂深：测点的垂直深度，米。水平位移：测点至井口所在的铅垂线的距离，米。 闭合距：井底的水平位移，米。
闭合方位角：在水平投影图上测点处正北方向与闭合方位线间的夹角，度。N坐标、E坐标和TVD坐标：测点在以井口为原点的NEHO三维坐标系里的北（N）、东（E）、垂深（TVD）三个坐标分量，米。视平移：测点水平位移在设计方位线上的投影，米。水平投影长度：测点与井口之间的井眼长度在水平面的投影长度。
井眼的曲率K：井眼切线的方向相对于井深的变化率
影响造斜率的因素：地层 、钻头受力与钻柱弯曲
井斜的原因：1地质原因：地层软硬交替、层状地层、地层各向异性、地层倾角影响。2下部钻具组合弯曲变形：在钻压作用下，钻具弯曲，导致钻头侧向力和钻头转角，引起井斜。3钻井参数：钻压越大，钻柱弯曲愈严重，井斜加剧。
井斜控制方法：钟摆钻具组合：纠斜，需要吊打。刚性满眼钻具组合：防斜，可以采用较大的钻压达到提高钻速的目的。
钟摆钻具组合：1结构：钻头+钻铤（1~2根）+稳定器+钻铤（单钟摆）2原理：在钻头处形成切削井眼低边的钻头侧向力（钟摆力），在钻压不大的情况下，钟摆力可以使得钻头切削井眼低边，使得井斜逐渐降低。采用低钻压吊打钟摆钻具有较好的纠斜效果。钟摆钻具适合于纠斜而不适合防斜。
刚性满眼钻具组合：1结构：钻头+稳定器+短钻铤（或1根钻铤）+稳定器+钻铤（双稳）2原理：刚性满眼中，由于稳定器与井眼之间的间歇小，钻头侧向力较小，且由于钻具刚性较大，钻头倾角也较小，从而起到防斜的作用。刚性满眼钻具可以使用较大的钻压，因而机械钻速也较高。
实测井眼轨迹的计算方法：1园柱螺线法（曲率半径法）：假设：两测点间的井段是一条等变螺旋角（d /dL=常数）的园柱螺线，螺线在两端点处与上、下二测点处的井眼方向相切。 园柱螺线的水平投影图是园弧。园柱螺线的垂直剖面图是园弧。2最小曲率法 假设：两测点间的井段是空间某一平面上的园弧，园弧在两端点处与上、下二测点处的井眼方向线相切。 油井水泥（水泥浆）主要性能：水泥浆（密度、稠化时间、流变性、失水量、稳定性）、水泥石抗压强度、水泥石渗透率
水泥浆的稠化时间：在井下温度压力条件下，从给水泥浆加温加压时起至水泥浆稠度达100Bc（Bc为稠度单位）所经历的时间。
提高注水泥顶替效率的措施: 1加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度2注水泥时活动套管3采用紊流或塞流流态注水泥4采用注水泥前置液5注水泥前调整钻井液性能6增加紊流接触时间7顶替液与钻井液的密度差
失重的种类：1胶凝失重：凝聚-结晶网的形成，使水泥浆柱的重量部分悬挂在井壁和套管壁上。影响因素：与水泥浆性能、井眼尺寸和温度等有关。2桥堵失重：注水泥结束水泥浆静止后，水泥浆在高渗透率地层处的快速失水将使该处的水泥浆迅速变稠和致密，形成堵塞（即桥堵）
失重的防止：在充气水泥浆中，加有发气剂（KQ）。在水泥浆失重时，发气剂发气，形成分散在水泥浆内的微小气泡。利用充气水泥浆以上浆柱（钻井液柱或水泥浆柱）的静液压力和结构力所形成的“塞子”作用，或者利用桥堵段的“塞子”作用，依靠发气剂产生的微小气泡，使充气水泥浆内憋上一个附加的压力，以补偿水泥浆失重所减少的压力，从而使得水泥浆柱的最终压力能大于油、气、水层的压力，达到预防失重及防窜的目的。 防止环空油气水窜的措施：从工艺上：1限制水泥返高，防止失重过大2采用多种凝结时间的水泥浆结构3环空憋压候凝 4使用多级注水泥 从水泥浆设计上： 1使用充气或膨胀水泥浆 2使用不渗透水泥 3控制水泥浆的失水
常规完井方法：射孔完井方法、裸眼完井方法、割缝衬管完井方法、砾石充填完井
射孔完井适用的地质条件：1有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层2各分层之间存在压力、岩性等差异，因而要求实施分层测试、分层采油、分层注水、分层处理的储层。3要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层4砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层
裸眼完井方法适用的地质条件：①岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层。②无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。③单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。④不准备实施分隔层段，选择性处理的储层
割缝衬管完井适用的地质条件：①无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。②单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。③不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。④岩性较为疏松的中、粗砂粒储层
裸眼砾石充填完井适用的地质条件：①无气顶、无底水、无含水夹层的储层。 ②单一厚储层，或压力、物性基本一致的多储层。③不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。④岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层
套管砾石充填完井适用的地质条件：①有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层。②各分层之间存在压力、岩性差异，因而要求实施选择性处理的储层。③岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。
出砂的种类：游离砂和骨架砂
地层出砂机理：井壁岩石所受到的最大张应力超过岩石的抗张强度
影响地层出砂的因素：1地层岩石强度2地层孔隙压力的衰减3生产压差4地层是否出水和含水率的大小5地层流体粘度6不适当的措施或管理
储层敏感性评价：速敏目的：①找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的临界流速，以及找出由速度敏感引起的储层损害程度②为水敏、盐敏、碱敏、酸敏四种实验及其它的各种损害评价实验确定合理的实验流速提供依据。一般来说，由速敏实验求出临界流速后，可将其它各类评价实验的实验流速定为0.8倍临界流速，因此速敏评价实验必须要先于其它实验③为确定合理的注采速度提供科学依据。
水敏目的：了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的储层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。
盐敏目的：找出盐敏发生的条件，以及由盐敏引起的储层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。
酸敏目的：是研究各种酸液的酸敏程度，其本质是研究酸液与储层的配伍性，为储层基质酸化和酸化解堵设计提供依据
碱敏目的：找出碱敏发生的条件，主要是临界pH值，以及由碱敏引起的储层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。
用实验所测的两个渗透率K1和K2，计算K2/K1的比值来评价酸敏程度
钻井过程储层损害的地质因素：1钻井液中固相颗粒堵塞储层2钻井液滤液与储层岩石不配伍引起的损害3钻井液滤液与储层流体不配伍引起的损害4油相渗透率变化引起的损害5负压差急剧变化造成的储层损害
钻井过程中影响储层损害程度的工程因素：压差、浸泡时间、环空返速、钻井液性能