本书是在地下非常规能源、固体矿产、南极极端条件下钻采等相关理论与技术方面前沿的科技研究成果，遵循理论分析、物理模拟、数值模拟、室内试验与现场应用相结合的原则，阐述了目前天然气水合物、油页岩等非常规能源开发、固体矿产钻孔开采、极地科考冰钻取芯等方面的相关理论与技术以及面临的挑战，内容包括地下岩（矿）石原位裂化与碎石化、高压水射流开采技术在天然气水合物和油页岩开采中的应用、固体矿产的钻孔水力开采技术、非常规地下能源的储层改造技术、极地冰层孔壁稳定理论与技术等方面。

深水油气钻完井常常遇到水合物地层，且已经成为影响钻井过程井壁力学稳定和固井质量的关键因素。本书通过对深水油气区含水合物地层钻井和固井过程的研究，阐述了钻井过程钻井液对近井壁地层的物性影响规律、固井过程水泥浆水化放传热规律和高压游离气水反侵的临界判别条件，建立了利用相变微胶囊水泥浆配合不同固井工艺进行水合物安全固井的方法。本书还介绍了相变微胶囊、全液体减轻剂、固体减轻剂等多种类型的控热固井水泥浆体系，以及围绕控热材料的设计、选材、制备及其与水泥浆的配伍性等进行的的研究。

"本书主要介绍如何用化学方法解决原油开采过程遇到的问题，包括提高原油采收率的各种化学方法、注水井增注和油井增产等内容，主要包含酸化、压裂、调剖、堵水、清防蜡及化学驱油等措施使用的化学剂及作用机理、工作液配制、性能测定等内容。 教材体现职业教育类型特征，对接专业教学标准和职业标准。教材按照工作过程导向的编写思路，基于工作过程设计了六个模块，二十七个任务，让学生在做中学、学中做，通过任务实施，使学生在完成任务的过程中学习知识、激发灵感、积累经验。 教材紧密对接产业，体现新方法、新技术、新工艺、新

本书全面、系统阐述了双疏和强封堵新理论，以及如何利用创建的新理论使水基钻井液的“抑制性、润滑性和保护油气层效果”达到甚至超过油基钻井液，解决国际上长期未解决的技术难题，满足非常规油气安全、高效、经济钻井需要，并介绍了面向2035年以后非常规油气井钻井液技术的发展方向，构成的“双疏型强封堵钻井液理论与技术”与“仿生钻井液理论与技术”共同促成了钻井液理论与技术进步，为中国模式“页岩革命”的创建提供了一项“卡脖子”技术。

本书将定向钻井中的若干科学与工程问题凝练为一系列几何学命题，构建了井眼轨道表征、井眼轨道定位、井眼轨道设计、实钻轨迹监测和随钻轨迹控制等5个研究主题，应用微分几何、曲线论等理论建立了油气井工程的成套技术方法。本书汇集了作者多年来的创新性研究成果，其中部分内容系首次发表。