| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| Chapter 1 Introduction | 第9-19页 |
| 1.1 Background of Shale gas exploration and development | 第9-11页 |
| 1.2 Literature Review | 第11-17页 |
| 1.3 Research methodology and steps involved | 第17-18页 |
| 1.4 Research Summary | 第18-19页 |
| Chapter 2 Physical and Mechanical Properties of Shale Formation | 第19-38页 |
| 2.1 Physical properties of shale formation | 第19-22页 |
| 2.1.1 Shale Gas Composition | 第19-22页 |
| 2.2 Mechanical properties of shale formation | 第22-27页 |
| 2.2.1 Stress | 第23-25页 |
| 2.2.2 Strain | 第25-27页 |
| 2.3 Elasticity,In-situ stress and stress concentration around a wellbore | 第27-33页 |
| 2.3.1 Hook’s law | 第27-28页 |
| 2.3.2 Poisson’s ratio | 第28页 |
| 2.3.3 Stress components | 第28-29页 |
| 2.3.4 Principle stress | 第29-30页 |
| 2.3.5 Regional stress–in-situ stress | 第30-31页 |
| 2.3.6 Stress around wellbore | 第31-33页 |
| 2.3.7 Stress transformation | 第33页 |
| 2.4 Rock strength properties | 第33-37页 |
| 2.4.1 Cohesion | 第33-34页 |
| 2.4.2 Internal friction angle | 第34页 |
| 2.4.3 Unconfined compressive strength,UCS | 第34-35页 |
| 2.4.4 Deformation analysis | 第35-37页 |
| 2.5 Young's modulus and Poisson's ratio of gas shale | 第37-38页 |
| Chapter 3 Application to Field scale:Borehole stability analysis | 第38-70页 |
| 3.1 Stress distribution around a vertical well | 第39-44页 |
| 3.2 Failure modes | 第44-49页 |
| 3.2.1 Tensile failure | 第45页 |
| 3.2.2 Shear failure | 第45-48页 |
| 3.2.3 Creep failure | 第48页 |
| 3.2.4 Pore collapse or comprehensive failure | 第48-49页 |
| 3.3 Well fracture model | 第49-50页 |
| 3.3.1 Non-Penetrating-Fracture model | 第49页 |
| 3.3.2 Penetrating-Fracture model | 第49-50页 |
| 3.3.3 Complete History match fracture model | 第50页 |
| 3.4 Well collapse models | 第50-55页 |
| 3.4.1 Von Mises failure criterion | 第50-51页 |
| 3.4.2 Mohr-Coulomb failure criterion | 第51-52页 |
| 3.4.3 Griffith failure criterion | 第52-53页 |
| 3.4.4 Hoek-Brown failure criterion | 第53-54页 |
| 3.4.5 Druker-Prager failure criterion | 第54页 |
| 3.4.6 Mogi-Coulomb failure criterion | 第54-55页 |
| 3.5 Formation pressure integrity testing(PIT) | 第55-58页 |
| 3.5.1 Formation Integrity Test(FIT) | 第56页 |
| 3.5.2 Leak-off test(LOT) | 第56-57页 |
| 3.5.3 Extended Leak-Off(ELOT/XLOT) | 第57-58页 |
| 3.6 Overview of instability problems on the field | 第58-63页 |
| 3.6.1 Washouts | 第58-59页 |
| 3.6.2 Cavings | 第59-61页 |
| 3.6.3 Lost circulation/mud loss | 第61页 |
| 3.6.4 Stuck pipe | 第61-62页 |
| 3.6.5 Tight spots | 第62页 |
| 3.6.6 Gumbo | 第62-63页 |
| 3.7 Defining the right mud weight | 第63-65页 |
| 3.8 Collapse pressure calculation and analysis | 第65-70页 |
| 3.8.1 A Case analysis | 第66-67页 |
| 3.8.2 Stability measures of shale gas reservoir | 第67-70页 |
| Chapter 4 Numerical Interpretation of Back Analysis technique for borehole stability | 第70-105页 |
| 4.1 Basic introduction to Back Analysis | 第70页 |
| 4.2 Types of back analysis | 第70-72页 |
| 4.3 Mathematical derivation of Back analysis for rock mechanics | 第72-80页 |
| 4.3.1 Description of problem and method of back analysis | 第72-74页 |
| 4.3.2 The Principle of Back Analysis for well bore stability and its methodology | 第74-80页 |
| 4.4 Introduction to GMI-Modelbuilder and Wellcheck | 第80-82页 |
| 4.4.1 Preparation of logging data using GMI-Modelbuilder | 第81-82页 |
| 4.5 Pore pressure and Fracture pressure calculation using GMI-Wellcheck | 第82-90页 |
| 4.5.1 Data interpretation and analysis | 第82-90页 |
| 4.6 Back analysis methodology used in GMI-Caliper | 第90-96页 |
| 4.6.1 Two-Arm Caliper tools | 第90页 |
| 4.6.2 Four–Arm Caliper tools | 第90页 |
| 4.6.3 Caliper Log Presentation | 第90-92页 |
| 4.6.4 Simple Caliper log Interpretation | 第92页 |
| 4.6.5 Uses of caliper log | 第92-93页 |
| 4.6.6 Borehole Breakout | 第93-94页 |
| 4.6.7 Four-Arm Caliper tools needed parameters | 第94页 |
| 4.6.8 Case study and Field data analysis:Jiang Depression | 第94-96页 |
| 4.7 Field Case study | 第96-104页 |
| 4.7.1 Well X | 第96-97页 |
| 4.7.2 Well Y | 第97-99页 |
| 4.7.3 Stacked Well Plots—Pads and Breakouts | 第99-100页 |
| 4.7.4 The Histogram plot | 第100-101页 |
| 4.7.5 Frequency Plot—Rose Diagram | 第101页 |
| 4.7.6 3-D View Plot | 第101页 |
| 4.7.7 Hole/Cement Volume Plot | 第101-104页 |
| 4.8 Wellbore models extracted from GMI-Caliper | 第104-105页 |
| Conclusions and Future work | 第105-106页 |
| References | 第106-109页 |
| Acknowledgement | 第109页 |
