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第一章 钻井液与岩土工程浆液概述1

第一节 工程浆液的应用领域1

第二节 工程浆液的分类2

一、按用途分类2

二、按化学性质分类2

三、按物理性状分类3

第三节 国外工程浆液发展概况3

第四节 我国工程浆液发展简史6

第二章 工程浆液力学基础9

第一节 钻井液循环水力学9

一、钻井液循环方式9

二、泵量与循环流速10

三、循环阻力损失12

第二节 岩土性质12

一、岩土的分类12

二、土的物理和水理性质13

三、岩石的物理性质15

四、岩石的力学性质17

五、岩石的可钻性21

第三节 岩土渗流问题22

一、均质性与非均质性和各向同性与各向异性22

二、达西实验定律——均质液体渗流方程23

三、渗透率24

四、渗流的基本类型26

第四节 浆液的流变性基础28

一、概述28

二、流体与流型29

三、流变性测量原理38

第三章 工程浆液化学基础42

第一节 基本化学作用42

第二节 分散体系43

一、分散体系的分类43

二、胶体分散体系44

第三节 表面活性剂48

一、概述48

二、表面活性剂的种类和常用的表面活性剂49

三、表面活性剂的化学结构与性质的关系53

四、添加剂对活性剂溶液性质的影响55

五、表面活性剂的主要功用56

第四节 高分子化合物60

一、高分子化合物的基本概念60

二、高分子化合物的结构特点61

三、高分子化合物的溶解过程62

第五节 水泥及水泥外加剂63

一、硅酸盐类水泥64

二、铝酸盐水泥72

三、硫铝酸盐水泥73

四、水泥外加剂74

第四章 钻井泥浆79

第一节 钻井泥浆的分类与造浆粘土79

一、钻井泥浆的分类79

二、土的组成80

三、粘土矿物的构造特点分析81

四、造浆粘土的选用与质量评价84

第二节 粘土水化分散与泥浆体系稳定原理86

一、粘土的水化分散86

二、粘土-水界面的扩散双电层87

三、粘土在水中的分散状态90

四、泥浆的稳定性90

第三节 泥浆处理剂92

一、无机处理剂92

二、有机处理剂93

第四节 泥浆性能及其测试方法100

一、比重、固相含量与含砂量101

二、泥浆的流变特性102

三、泥浆的失水造壁性104

四、泥浆的其他性能107

第五节 泥浆的设计与配制108

一、泥浆的一般设计方法108

二、泥浆材料用量计算109

三、泥浆的配制110

第六节 砂、砾层中使用的泥浆110

第七节 土层、泥页岩中使用的泥浆111

第八节 溶蚀性地层泥浆116

一、盐水泥浆配制原理117

二、盐水泥浆举例118

第九节 硬岩钻进用泥浆118

第十节 耐高温泥浆和高、低比重泥浆120

一、耐高温泥浆120

二、高、低比重泥浆121

第五章 无粘土钻井液122

第一节 清水122

第二节 化学溶液钻井液123

一、化学溶液用作钻井液的原理123

二、化学溶液的流变特性123

三、化学溶液钻井液的类型及配方举例124

第三节 乳状液127

一、概述127

二、乳状冲洗液在地质勘探钻进中的应用128

三、乳状液的稳定及乳化剂128

四、乳状液的配制129

第四节 暂堵型钻井液131

一、原理131

二、粘度实验133

三、渗透性恢复实验134

四、小结135

第五节 白垩钻井液135

第六节 钻井水力压裂液137

一、压裂液的作用137

二、压裂液的类型137

三、压裂液的性能要求138

四、水基压裂液的典型配方138

第六章 可压缩钻井循环介质140

第一节 可压缩钻井循环介质的基本特征140

第二节 空气和雾钻井141

一、特点与应用范围141

二、装备与主要工艺141

三、缺点与局限性142

第三节 钻井泡沫142

一、基本概念142

二、特点和适用范围143

三、泡沫的组成与泡沫剂143

四、钻井泡沫的性能145

五、泡沫钻井系统及工艺参数147

六、钻井泡沫孔内流动参数的计算149

第四节 充气泥浆151

一、充气泥浆的组成和特点151

二、对充气泥浆的性能要求152

三、充气泥浆原理152

四、充气泥浆的性能153

五、充气泥浆的配制153

六、充气泥浆的应用计算153

第七章 护壁堵漏155

第一节 复杂地层分类155

第二节 井壁稳定力学分析156

一、地层压力分析156

二、井壁单元体应力状态156

三、井壁岩土的强度157

四、井壁失稳破坏的理论判别157

第三节 井眼漏涌水的研究、测试158

一、井眼漏涌水影响因素分析158

二、在钻进时研究漏失层158

三、研究漏失层的物探方法159

四、用测漏仪及流速流向仪研究漏失层162

第四节 遇水不稳定地层的研究162

一、页岩水化的力学机理163

二、简单的浸泡试验163

三、页岩稳定性钻井模拟试验163

四、页岩稳定性指标(SSI)的试验方法164

五、英苏林液体吸收仪164

六、毛细管吸收时间仪165

第五节 水泥护壁堵漏166

一、堵漏对水泥性能的要求166

二、钻井常用的水泥与外加剂167

三、灌注水泥的准备工作170

四、钻井水泥浆灌注工艺170

第六节 化学浆液与惰性材料护壁堵漏173

一、脲醛树脂浆液173

二、水玻璃浆液175

三、聚丙烯酰胺浆液176

四、脲醛树脂水泥球177

五、干性堵漏材料178

六、沥青材料178

第八章 岩土注浆179

第一节 注浆模式179

一、静压注浆179

二、喷射注浆180

三、爆破注浆180

四、电动化学注浆180

第二节 注浆液性能及其设计180

一、浆液的性能181

二、注浆液设计184

第三节 灌浆标准的确定188

一、灌浆标准188

二、灌浆半径的确定190

第四节 常用注浆工法191

一、砂砾石层灌浆方法191

二、裂隙岩石灌浆方法193

第五节 常用无机注浆材料193

一、水泥浆材193

二、粘土水泥浆196

三、水泥-水玻璃类浆液197

四、硅酸盐浆材199

第六节 有机系列注浆材料200

一、丙烯酰胺类及无毒丙凝200

二、木质素类浆液201

三、其他有机浆液202

第七节 注浆工程应用实例203

一、锚固工程203

二、灌注桩后压浆技术204

第九章 混凝土206

第一节 概述206

第二节 灌注混凝土206

一、水下混凝土的主要技术性能207

二、灌注混凝土原材料211

三、水下混凝土的配合比设计213

四、水下混凝土的配合与输送217

第三节 泵送混凝土218

一、坍落度的确定218

二、水泥用量、水灰比及用水量的确定219

三、砂石的级配和砂率219

四、外加剂和掺合料220

第四节 喷射混凝土221

一、喷射混凝土类型221

二、喷射混凝土基本材料221

三、喷射混凝土的配合比设计221

四、喷浆回弹及粉尘浓度问题分析223

第十章 岩土钻挖稳定液技术225

第一节 概述225

第二节 反循环泥浆226

第三节 泥浆护壁挖槽法228

一、槽壁的稳定和放置时间228

二、槽壁泥浆的使用方法228

三、对稳定液的要求229

四、泥浆材料的选择229

五、基本配合比的确定231

六、泥浆的制备231

七、泥浆的再生处理与质量控制233

第十一章 固相控制与废浆处理234

第一节 钻井液中的固相234

一、固相对钻速的影响234

二、固相对泥饼的影响235

三、固相对循环系统的影响235

四、固相含量与含砂量的测定235

第二节 钻井液的固相控制技术236

一、降低固相含量的方法236

二、净化的方法236

第三节 固相控制设备238

第四节 工程废浆处理242

参考文献245