《鉆完井工程》課程教學大綱課程名稱：鉆完井工程DrillingandWellCompletionEngineering課程編號：020060190課程性質(zhì)：必修￡選修課程類別：□通識課程專業(yè)課程￡實踐教學適用專業(yè)：新能源科學與工程課程學時：總學時48，其中：理論42、實驗6課程學分：3應開課學期：第五學期先修課程：滲流力學、巖體力學、工程力學任課學院、系部：能源科學與工程學院新能源科學與工程系一、課程簡介《鉆完井工程》是煤層氣工程的主要專業(yè)課程之一，其任務在于使學生了解鉆完井工程的基本知識和煤層氣井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計，理解鉆完井過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法，重點掌握煤層氣垂直井的鉆井參數(shù)優(yōu)選和復雜事故處理等關(guān)鍵技術(shù)，并對目前煤層氣開發(fā)井的水平井等有一定了解。二、課程教學的目標及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標課程總目標：《鉆完井工程》是為新能源科學與工程專業(yè)本科生講授的一門專業(yè)課程，是一門實踐性非常強的課程。《鉆完井工程》課程教學任務是為了培養(yǎng)高素質(zhì)的從事鉆井與完井工作，并具有豐富專業(yè)技能的石油工程技術(shù)人員或科研人員。根據(jù)該課程的教學大綱，共安排48課時的教學任務。通過42學時課堂學習和6學時的實驗，讓學生了解一口井的建井過程，并掌握建井過程中所涉及的基本概念、采用的技術(shù)措施、計算方法。要求學生在課后完成一定量的課后作業(yè)，以加強對課堂內(nèi)容的理解，在作業(yè)過程中掌握每個章節(jié)的重點和難點。使學生能夠獨立完成如井身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、水力參數(shù)設(shè)計計算、套管柱強度設(shè)計與校核等與鉆井設(shè)計與施工密切相關(guān)的計算內(nèi)容。同時，學生還能在學完課程后可以獨立地完成鉆井液流變性測試、水泥漿的配制和常規(guī)性能測試等實驗。課程目標1：了解一口井的建井過程，并掌握建井過程中所涉及的基本概念、采用的技術(shù)措施和設(shè)計原則；課程目標2：掌握井身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、水力參數(shù)設(shè)計計算、套管柱強度設(shè)計與校核等與鉆井設(shè)計與施工密切相關(guān)的計算內(nèi)容相關(guān)的方法；課程目標3：培養(yǎng)學生應用鉆完井相關(guān)基本理論與基礎(chǔ)知識解決實際工程問題的意識和能力。（二）課程目標與畢業(yè)要求的對應關(guān)系本課程目標支持的主要畢業(yè)要求如下表：課程目標畢業(yè)要求1．了解一口井的建井過程，并掌握建井過程中所涉及的基本概念、采用的技術(shù)措施和設(shè)計原則；畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具。能夠針對新能源勘查、開發(fā)及綜合利用中的問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，并掌握文獻檢索、資料查詢及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法。2．掌握井身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、水力參數(shù)設(shè)計計算、套管柱強度設(shè)計與校核等與鉆井設(shè)計與施工密切相關(guān)的計算內(nèi)容相關(guān)的方法；畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具。能夠針對新能源勘查、開發(fā)及綜合利用中的問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，并掌握文獻檢索、資料查詢及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法。畢業(yè)要求6：技術(shù)管理與社會。能夠基于新能源勘查、開發(fā)及綜合利用的背景知識進行合理分析，評價生產(chǎn)實踐問題解決方案對社會、健康、安全、法律及文化的影響，并理解應承擔的責任。能正確認識工程與社會的關(guān)系，樹立正確的工程價值觀和強烈的社會責任感，能夠評估新能源行業(yè)相關(guān)工程的社會、經(jīng)濟效應。3．培養(yǎng)學生應用鉆完井相關(guān)理論與技術(shù)知識解決實際工程問題的意識和能力。畢業(yè)要求6：技術(shù)管理與社會。能夠基于新能源勘查、開發(fā)及綜合利用的背景知識進行合理分析，評價生產(chǎn)實踐問題解決方案對社會、健康、安全、法律及文化的影響，并理解應承擔的責任。能正確認識工程與社會的關(guān)系，樹立正確的工程價值觀和強烈的社會責任感，能夠評估新能源行業(yè)相關(guān)工程的社會、經(jīng)濟效應。三、課程教學的基本內(nèi)容及教學安排（一）課程教學的內(nèi)容及學時安排知識單元知識點學時數(shù)課程目標線下授課線上授課實驗/實踐1.緒論知識點1.1：鉆井、完井工程及其在石油工程中的地位；知識點1.2：鉆井、完井工程內(nèi)容；知識點1.3：鉆井、完井工程技術(shù)的發(fā)展；2課程目標1、22.鉆井的工程地質(zhì)條件知識點2.1：各種壓力的概念和相互關(guān)系；知識點2.2：地層壓力預測和評價；知識點2.3：巖石的各種力學參數(shù)及與鉆井的關(guān)系；4課程目標1、23.鉆進工具知識點3.1：鉆頭；知識點3.2：鉆柱；知識點3.3：其他鉆井設(shè)備；4課程目標1、24.鉆井液知識點4.1：鉆井液的作用、組成、分類；知識點4.2：鉆井液的基本性能；44課程目標1、25.鉆井參數(shù)優(yōu)選知識點5.1：鉆進過程中各參數(shù)之間的相互關(guān)系；知識點5.2：機械破巖參數(shù)優(yōu)選；知識點5.3：水力參數(shù)優(yōu)化設(shè)計；6課程目標1、26.井眼軌道設(shè)計與軌跡控制知識點6.1：井眼軌跡基本概念；知識點6.2：井眼軌跡測量與計算；知識點6.3：直井防斜技術(shù)；知識點6.4：定向井井眼軌道設(shè)計；知識點6.5：定向井造斜工具及軌跡控制；知識點6.6：水平井鉆井技術(shù)簡介；6課程目標1、2、37.固井知識點7.1：套管柱強度設(shè)計；知識點7.2：油井水泥和注水泥工藝；知識點7.3：固井質(zhì)量監(jiān)測與評價；6課程目標1、28.完井知識點8.1：完井工程基本概念；知識點8.2：基本完井方法；知識點8.3：完井方法的選擇；知識點8.4：完井井口裝置及完井管住；6課程目標1、29.壓裂知識點9.1：水力壓裂原理；知識點9.2：壓裂工藝；知識點9.3：壓裂液；知識點9.3：支撐劑；42課程目標1、2、3合計426（二）課堂實驗/實踐教學內(nèi)容及要求（無課堂實驗/實踐，可刪除此表）序號項目名稱內(nèi)容、要求學時實驗/實踐類別實驗/實踐類型每組人數(shù)必做/選做課程目標1鉆井工程實驗鉆井液性能參數(shù)測定4專業(yè)演示型10必做課程目標12完井工程實驗壓裂液、支撐劑性能參數(shù)測定2專業(yè)演示型10必做課程目標2基本要求1．實驗一般不允許學生請假，確因特殊情況需要請假，須事先經(jīng)指導教師和主管教學院長批準；2．實驗期間，不得遲到、早退，有事必須向指導教師請假，不得擅自離隊。必須服從指揮、注意聽講、認真參觀、多加思考、記好筆記；3．嚴格遵守組織紀律，禁止進入受限空間，遵守紀律，注意安全，未經(jīng)實驗室老師的許可，不得亂動任何設(shè)備；注：實驗/實踐類別：專業(yè)、上機等實驗/實踐類型：操作型、驗證型、演示型、綜合型等。四、本課程與其他課程的聯(lián)系要求學生有數(shù)學知識、物理化學、巖體力學等相關(guān)知識，并對地層學和礦物學有一定了解。先修課程為滲流力學、巖體力學、工程力學等。五、教材與其他教學資源（含教學參考書或在線資源）（一）建議教材（建議選用新出版的國家級規(guī)劃教材）[1]陳庭根.鉆井工程理論與技術(shù)[M].中國石油大學出版社，2000。（二）其他教學資源[1]劉希圣.鉆井工藝原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1988。[2]周開吉.鉆井工程設(shè)計[M].中國石油大學出版社，1996。[3]萬仁溥.采油技術(shù)手冊（第九分冊：壓裂酸化工藝技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002.[4]萬仁溥等.現(xiàn)代完井工程[M].石油工業(yè)出版社,2000.六、教學方法與學習建議授課方式：教學過程中采用多媒體課件的形式進行互動式教學，充分調(diào)動學生的主動性、積極性，使課堂成為積極互動的、高質(zhì)高效的課堂。注重實用性。鼓勵學生通過閱讀參考文獻、撰寫課程論文、開展課堂討論來與專業(yè)課相聯(lián)系，注重理論知識的專業(yè)應用。通過課后布置適量思考題、練習題，引導學生自學，使學生深入理解基本原理和概念，提高分析和解決問題的能力。重點：鉆井、完井工程及其在石油工程中的地位、鉆井、完井工程技術(shù)的發(fā)展、各種壓力的概念和相互關(guān)系、地層壓力預測和評價、巖石的各種力學參數(shù)及與鉆井的關(guān)系、機械破巖參數(shù)優(yōu)選、水力參數(shù)優(yōu)化設(shè)計、井眼軌跡測量與計算、定向井井眼軌道設(shè)計、定向井造斜工具及軌跡控制、套管柱強度設(shè)計、油井水泥和注水泥工藝、固井質(zhì)量監(jiān)測與評價、完井方法的選擇、水力壓裂原理、壓裂工藝、壓裂液和支撐劑。難點：機械破巖參數(shù)優(yōu)選、水力參數(shù)優(yōu)化設(shè)計、井眼軌跡測量與計算、定向井井眼軌道設(shè)計、定向井造斜工具及軌跡控制、套管柱強度設(shè)計、油井水泥和注水泥工藝、水力壓裂原理、壓裂工藝設(shè)計等。后續(xù)自主學習建議：通過自主學習了解直井、水平井、定向井、大位移井、叢式井等井型的差異和應用工況，學習相關(guān)鉆完井工程設(shè)計軟件（如Landmark等）。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核（說明考核方式及占總成績的比例）本課程成績評定包括平時考核（平時到課率統(tǒng)計）、過程考核（隨堂問答、課堂測驗、課后作業(yè)）和終結(jié)性評價（期末考試）三部分，其中平時成績占課程總成績的10％，過程成績占課程總成績的30％，終結(jié)性評價成績占課程總成績的60％。具體要求及評分方法如下：平時成績：出勤成績采用扣分制，每缺勤一次扣平時成績1分，每遲到或早退一次扣平時成績0.5分，無故曠課4次以上者取消本次課程成績，占總成績的10%。過程成績：課堂測驗、課后作業(yè)要求學生必須獨立完成，未按時提交作業(yè)或作業(yè)有抄襲（雷同）現(xiàn)象的，該次作業(yè)成績按零分計，占總成績的30%。終結(jié)性評價：形式為閉卷考試，其成績占總成績的60%。（二）課程目標與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標與知識單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標知識單元考試內(nèi)容1．了解一口井的建井過程，并掌握建井過程中所涉及的基本概念、采用的技術(shù)措施和設(shè)計原則；1.緒論2.鉆井的工程地質(zhì)條件3.鉆進工具4.鉆井液5.鉆井參數(shù)優(yōu)選6.井眼軌道設(shè)計與軌跡控制7.固井8.完井9.壓裂考核知識點：（1）各種壓力的概念和相互關(guān)系、地層壓力預測和評價、巖石的各種力學參數(shù)及與鉆井的關(guān)系等；（2）鉆頭與鉆柱的結(jié)構(gòu)、工作原理、分類，重點是鉆頭的選擇；（3）鉆井液的作用、組成、分類，重點是鉆井液各項參數(shù)的意義和測定，了解鉆井液在防塌和防漏的調(diào)節(jié)措施，固相控制措施及鉆井液與儲層保護的關(guān)系；（4）鉆進過程中各參數(shù)之間的關(guān)系、機械破巖鉆進參數(shù)優(yōu)選和水力參數(shù)優(yōu)化設(shè)計三個主要內(nèi)容，鉆壓對鉆速的影響、轉(zhuǎn)速對鉆速的影響、水力因素對鉆速影響、鉆井液性能對鉆速影響、鉆頭磨損方程、鉆速方程中參數(shù)的確定；（5）井眼軌跡的基本概念、軌跡測量及計算、直井防斜技術(shù)、定向井井眼軌道設(shè)計、定向井造斜工具及軌跡控制和水平井鉆井技術(shù)簡介等；（6）固井過程及儲層傷害、設(shè)計理論、固井技術(shù)（常密度變密度注水泥分級注水泥繞煤層固井）、固井質(zhì)量檢測和補救措施；（7）水力壓裂原理、壓裂工藝、壓裂液、支撐劑。（8）直井完井，包括套管方式、裸眼方式、混合方式。叢式井完井、多分支水平井完井、特殊完井方式。考核要求：掌握一口井的建井過程，并掌握建井過程中所涉及的基本概念、采用的技術(shù)措施和設(shè)計原則2．掌握井身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、水力參數(shù)設(shè)計計算、套管柱強度設(shè)計與校核等與鉆井設(shè)計與施工密切相關(guān)的計算內(nèi)容相關(guān)的方法；1.鉆井液2.鉆井參數(shù)優(yōu)選3.井眼軌道設(shè)計與軌跡控制4.固井考核知識點：（1）鉆井液的作用、組成、分類，重點是鉆井液各項參數(shù)的意義和測定，了解鉆井液在防塌和防漏的調(diào)節(jié)措施，固相控制措施及鉆井液與儲層保護的關(guān)系；（2）鉆進過程中各參數(shù)之間的關(guān)系、機械破巖鉆進參數(shù)優(yōu)選和水力參數(shù)優(yōu)化設(shè)計三個主要內(nèi)容，鉆壓對鉆速的影響、轉(zhuǎn)速對鉆速的影響、水力因素對鉆速影響、鉆井液性能對鉆速影響、鉆頭磨損方程、鉆速方程中參數(shù)的確定；（3）井眼軌跡的基本概念、軌跡測量及計算、直井防斜技術(shù)、定向井井眼軌道設(shè)計、定向井造斜工具及軌跡控制和水平井鉆井技術(shù)簡介等；（4）固井過程及儲層傷害、設(shè)計理論、固井技術(shù)（常密度變密度注水泥分級注水泥繞煤層固井）、固井質(zhì)量檢測和補救措施；考核要求：學會井身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、水力參數(shù)設(shè)計計算、套管柱強度設(shè)計與校核等與鉆井設(shè)計與施工密切相關(guān)的計算內(nèi)容相關(guān)的方法3．培養(yǎng)學生應用鉆完井相關(guān)理論與技術(shù)知識解決實際工程問題的意識和能力。1.鉆井液2.鉆井參數(shù)優(yōu)選3.井眼軌道設(shè)計與軌跡控制4.固井5.完井6.壓裂考核知識點：鉆井液的作用、組成、分類，重點是鉆井液各項參數(shù)的意義和測定，了解鉆井液在防塌和防漏的調(diào)節(jié)措施，固相控制措施及鉆井液與儲層保護的關(guān)系；鉆進過程中各參數(shù)之間的關(guān)系、機械破巖鉆進參數(shù)優(yōu)選和水力參數(shù)優(yōu)化設(shè)計三個主要內(nèi)容，鉆壓對鉆速的