《钻井地质环境描述》课程教学大纲

《钻井地质环境描述》教学大纲一、课程基本信息课程名称钻井地质环境描述DescriptionofDrillingGeologicalEnvironment课程编码SPE125421020开课院部石油工程学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时32适用专业石油工程授课语言中文先修课程油田开发地质学、岩石力学课程简介（限选）该课程是为石油工程专业本科生开设的专业选修课。本课程分为两部分。一部分围绕着井壁稳定建立起钻井地质环境描述体系，介绍描述体系各参数获取的方法及井壁稳定分析方法。一部分围绕着钻完井问题建立起钻井地质环境描述体系，介绍描述体系各参数获取的方法及钻完井复杂问题诊断与解决方法。通过本课程的学习，使学生建立起多参数描述钻井地质环境的体系；学会获取各种地质力学参数的方法，重点掌握测井方法和岩石力学实验方法；将多参数描述得到的钻井地质环境应用到石油钻井中去，为井壁稳定、钻井提速、地质导向等工程问题服务。Thiscourseisaprofessionalselectivecoursefortheundergraduatesofpetroleumengineering.Thiscourseisdividedintotwoparts.Thefirstpart,adescriptionsystemofdrillinggeologicalenvironmentisestablishedfocusonboreholestability.Themethodsfortheacquisitionofformationparametersandboreholestabilityanalysisareintroduced.Thesecondpart,thedescriptionsystemofdrillinggeologicalenvironmentisestablishedfocusonthedrillingandcompletionproblem.Themethodforacquiringformationandengineeringparametersandthediagnosisandsolutionofcomplexdrillingandcompletionproblemsareintroduced.Throughthestudyofthiscourse,studentscanestablishthemulti-parametersystemtodescribethedrillinggeologicalenvironment.Studentsshouldlearnhowtoobtainvariousgeomechanicalparameters,especiallymastertheloggingmethodandrockmechanicsexperimentmethodtodescribetheformationproperties.Andthedrillinggeologicalenvironmentdescriptionisappliedtodrillingengineering,whichcanprovidehelpfulsupportforsolvingproblemsindrillingengineering,suchasboreholestability,ROPenhancementandgeosteeringDrilling.负责人大纲执笔人、、审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：了解并认识工程与科学的关系是1.11.12M2目标2：了解钻井地质环境描述的基本概念和一般方法是1.3,2.21.3,2.23M3目标3：通过课程项目的实践，培育认识和发现问题的能力和团队协作解决工程问题的能力是3.1,4.13.1,4.1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节11第1章绪论本章重点难点：钻复杂结构井需要与地质的紧密结合；钻井地质环境描述的定义。/////21.11.1．钻高难度井提出的问题钻井地质的不确定性；钻复杂结构井需要与地质的紧密结合；钻欠平衡井需要对地层压力的准确掌握。M11讲授1作业31.21.2．课程的建立钻井地质环境描述的定义、任务及主要内容；钻井地质参数获取的主要途径。M21讲授1作业42第2章地球及岩石的物理性质本章重点难点：地球的重力；流体的PVT特性；岩石的弹性与声波特性。/////52.12.1地球的物理性质地球的重力；地球的密度和压力；地球的磁性；地热；地球的弹塑性；M21讲授1作业62.22.2地下流体的物理性质PVT特性；混合流体的密度；体积模量；粘弹性；M20.5讲授0.5作业72.32.3地下岩石的物理性质密度；弹性与声波特性；导电性；包括测量方法与岩石物理模型M21.5讲授1.5作业83第3章岩石的力学与工程性质本章重点难点：库仑-莫尔准则及其参数，各向异性强度准则；地层强度参数剖面的建立。/////93.13.1岩石单轴、三轴实验及其力学参数岩石单轴实验和三轴实验方法；岩石剪切试验方法；岩石应力-应变曲线分析；实验获取岩石力学参数。M22讲授2作业103.23.2岩石强度准则拉伸破坏准则及其参数；库仑-莫尔破坏准则及其参数；各向异性破坏准则及其参数；D-P破坏准则及其参数。M12讲授2作业114.23.33.3地层强度参数剖面岩石弹性参数动静态转换；测井数据与地层力学参数的关系模型；地层力学参数剖面。M22讲授2作业124第4章地层压力预测与监测本章重点难点：异常高压形成机制的判别；Eaton法；Bowers法/////134.14.1与地层压力相关的基本概念与地层压力相关的基本概念M20.5讲授0.5作业144.24.2异常地层压力的成因异常压力分类、形成机制、异常高压形成机制的判别方法；M21讲授1作业154.34.3地层压力确定方法基于测井资料计算地层压力的方法（重点讲Eaton法、Bowers法、）、地层压力监测方法（Dc指数法、Sigma法）M32讲授2作业164.44.4碳酸盐岩地层压力预测现状与挑战碳酸盐岩地层压力预测现状与挑战M30.5讲授0.5作业175第5章井壁稳定性评价本章重点难点：定向井井周应力分布，井壁稳定周期的确定，坍塌、破裂压力剖面。/////185.15.1地应力剖面的建立地应力概念；断层形态对地应力的影响；地应力区域分布规律；地应力确定方法；分层地应力模型；地应力剖面。M21讲授1作业195.25.2坍塌、破裂压力剖面的确定井周应力分布；坍塌压力剖面；破裂压力剖面；坍塌、破裂压力的影响因素。M22讲授2作业205.35.3井壁稳定周期井眼钻开后的井周地层强度变化特征；井壁稳定周期的确定方法；井壁稳定周期的影响因素。M31讲授1作业215.45.4特殊地层的井壁稳定评价蠕变地层的井壁稳定性评价；页岩储层的井壁稳定性评价；天然气水合物储层井壁稳定性评价。M32讲授2作业226第6章岩石的可钻性、研磨性与钻头优选优化本章重点难点：岩石可钻性的测井资料预测；钻头优选/////236.16.1岩石的可钻性概念、影响因素；实验评价方法；基于测井资料的可钻性预测；M21讲授1作业246.26.2岩石的研磨性概念、影响因素；实验评价方法；M21讲授1作业256.36.3钻头优选与优化钻头类型及其特点（概述）、钻头优选、钻头优化（以PDC钻头为例）；工程实例；M31讲授1作业267第7章地质录井本章重点难点：钻时曲线的应用；岩心描述；岩屑描述；钻井中影响钻井液性能的地质因素。/////277.17.1钻时录井钻时录井的概念；钻时的影响因素；钻时曲线的应用M20.5讲授0.5作业287.27.2岩心录井取心介绍；岩心描述；岩心综合录井图的编制；井壁取心M20.5讲授0.5作业297.37.3岩屑录井代表性岩屑的选取；岩屑录取；岩屑描述方法M20.5讲授0.5作业307.47.4钻井液录井钻井液录井的概念；钻井液录井资料收集；钻井中影响钻井液性能的地质因素M20.5讲授0.5作业318第8章钻井复杂情况及其地质因素本章重点难点：常见钻井复杂情况及其影响因素；影响井斜的地质因素/////328.18.1岩层产状简介岩层、层理、岩层顶底面、岩层厚度、接触关系M20.5讲授0.5作业338.28.2油气钻井常见的地质构造及其特点重点讲断层、背斜，包括类型、描述参数、地质力学成因、地球物理资料响应等；M21讲授1作业348.38.3常见钻井复杂情况及其影响因素井漏、气侵/溢流与井喷：重点讲，包括诱因、钻录井响应特征、处理措施、工程案例；井塌、断钻具：简述诱因、钻录井响应特征；钻井复杂情况发生频率、关联性、分布特征、严重度评价-以川东北地区统计资料为例；M32讲授2作业358.48.4井斜及其地质因素8.4井斜及其地质因素M30.5讲授0.5作业369第9章地质导向钻井技术本章重点难点：几何导向原理，地质导向原理，旋转导向原理/////379.19.1地质导向钻井技术概述几何导向、地质导向的概念与区别；地质导向的系统构成。M30.5讲授0.5作业389.29.2随钻测量技术随钻测量仪器、井下信息无线传输M31讲授1作业399.39.3导向工具滑动导向工具、旋转导向工具M30.5讲授0.5作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业"1、结合线上教学，开展2-3次课堂小测验。2、成绩采用A\B\C\D等级制，根据完成的准确性、是否按时完成、是否独立完成进行评分。3、考核学生对课堂讲授内容的理解与掌握情况，基本概念和一般方法的理解。"10%2课堂表现"随机点名、刷卡点名等；随机检查学生上课精神状态、回答问题情况"10%3专题研讨"1、根据选课学生数分组，每组从专题列表中选题1个进行合作调研，并制作PPT进行专题研讨。2、成绩采用百分制，根据专题调研的内容、PPT质量、答辩研讨表现进行评分。3、考核学生综合运用知识，分析问题，解决问题的能力。"30%4结课报告"1、每名同学从结课题目列表中选题1个进行调研，撰写结课报告。2、成绩采用百分制，根据调研内容的广度深度、报告逻辑性、格式规范性等表现进行评分。3、考核学生综合运用知识，分析问题，解决问题的能力。"50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业10%"A-按时提交作业，基本知识点和一般方法理解无误；B-按时提交作业，基本知识点理解存在少量错误"2M1课堂表现10%"A-缺勤2次以内；B-缺勤3次及以上，且很少参与课堂讨论与互动"3M1专题研讨40%"1）格式规范性、美观性（20分）。除去标题页、目录页，主要内容不少于25页PPT。2）内容1-技术现状分析（30分）。要求内容完整，逻辑清晰、重点突出，体现个人的总结归纳。3）内容2-总结思考（30分）。要求有理有据。4）讲解与时间控制（20分钟）。每组同学讲解12-15分钟。"4M1结课报告40%"1）格式规范性（10分）。严格按照提供的模板进行撰写，参考文献格式及标注规范。2）内容1-技术现状分析（60分）。要求内容逻辑清晰，体现个人的总结归纳；严禁大段复制文献中的表述（一经查实视为不及格），重复率>40%视为超标和不及格。3）内容2-总结思考（30分）。应做到有理有据。4）总字数不少于5000字。"5M2平时作业50%"A-按时提交作业，基本知识点和一般方法理解无误；B-按时提交作业，基本知识点理解存在少量错误"6M2课堂表现10%"A-缺勤2次以内；B-缺勤3次及以上，且很少参与课堂讨论与互动"7M2专题研讨20%"1）格式规范性、美观性（20分）。除去标题页、目录页，主要内容不少于25页PPT。2）内容1-技术现状分析（30分）。要求内容完整，逻辑清晰、重点突出，体现个人的总结归纳。3）内容2-总结思考（30分）。要求有理有据。4）讲解与时间控制（20分钟）。每组同学讲解12-15分钟。"8M2结课报告20%"1）格式规范性（10分）。严格按照提供的模板进行撰写，参考文献格式及标注规范。2）内容1-技术现状分析（60分）。要求内容逻辑清晰，体现个人的总结归纳；严禁大段复制文献中的表述（一经查实视为不及格），重复率>40%视为超标和不及格。3）内容2-总结思考（30分）。应做到有理有据。4）总字数不少于5000字。"9M3平时作业20%"A-按时提交作业，基本知识点和一般方法理解无误；B-按时提交