pdc钻头选型及性能 -全讯官网

    pdc钻头选型的传统方法主要基于待钻地层的力学参数（包括抗压强度、岩石可钻性、岩石内摩擦角、抗剪强度等）就pdc钻头予以优选，但就岩石力学参数相近或相同的两个地区，型号相同的pdc钻头的使用效果却存在极大的差异。由此可得，pdc钻头使用性能的影响因素并不单一。本文就玉门白垩系地层pdc钻头选型及性能评价展开讨论。

　　工程概况

　　白垩系地层局部井段单只指标低，尤其是青西老山区的泥云岩井段和酒东探区红层以下。白垩系地层破裂压力高，重点解决水平井固井质量问题，以保证水平井压裂高施工压力下的封隔质量。实验结果显示，在9口井使用了25只pdc钻头，平均进尺216.54m，单只进尺相当于5只牙轮钻头；平均机械钻速0.5 8m/h，比牙轮钻头低。青西的单只指标与牙轮钻头相当，试验未见到成效；酒东探区虽单只进尺取得重大突破，但机速太低，不能有效和显著的提高钻井速度；第三系尚存在局部个性化改进空间。实践证明，个别钻头单只指标非常高，其影响因素包括地层特征、钻头与地层的匹配程度高等。

　　白垩系下沟组单只进尺提高，但平均机械钻速较低。白垩系平均厚度是884m。pdc单只平均进尺218m（相当于5.4只牙轮）；平均机械钻速0.58m/h（牙轮0.74m/h）；平均钻井周期98d；17%的进尺占全井43%的周期。

　　pdc钻头选型的方法

　　所谓钻井岩石力学特性，其是指外力作用迫使岩石从变形至破碎的全过程的力学性质，如抗压强度、硬度、可钻性、抗剪强度和研磨性等。基于各层段力学参数的评价结果可就岩石可钻性的综合值和钻头的使用效果予以准确判断，并根据如下pdc钻头选型方法实现钻头选型的优化。

　　（1）基于效益指数法就白垩系地层pdc钻头的使用情况做初步评价；就白垩系地层可钻性综合值予以准确计算。基于地层可钻性综合值和标准井钻头的使用情况，就白垩系地层pdc钻头的使用情况与同级pdc钻头或标准井级别间的关系予以判定。

　　（2）基于岩石抗压强度就pdc切削块直径予以判定。就软地层或中硬地层而言，一般选择较大直径的pdc复合片和中密或低密布齿的钻头。针对欠平衡或近平衡的钻井，一般就无围压抗压强度予以重点考虑；针对过平衡钻井，一般就有围压抗压强度予以重点考虑。

　　（3）基于岩石内摩擦角就白垩系地层研磨性予以判定。研究结果显示，岩石内摩擦角可对地层研磨性予以准确度量。若地层岩石内摩擦角均超过了40°，则该地层的研磨性相对常规pdc钻头会更强，那么最好选择经特殊加工而成的pdc钻头或天然金刚石钻头钻进；若地层岩石内摩擦角大于36°且小于40°，那么应基于实际岩性选择加强功能各异的pdc钻头；若地层岩石内摩擦角小于36°，那么应选择常规的pdc钻头钻进。

　　若pdc钻头钻进井段的长度长、穿越地层多，则应基于对最高钻遇强度的地层的考虑选择恰当的pdc型号。图1展示了pdc钻头选型的方法和流程：

　　根据实际地质条件，确定在1000-2500m井段：钻头选型与同定向井三层结构相同，均推荐钻头311mmst615rs。2500-3200m定向增斜、稳斜井段：钻头选型与同定向井三层结构相同，均推荐钻头311mmst636rs。建议先使用牙轮钻头定向。3200-4200m稳斜段：地层为下沟组，岩性k3，上部棕红色泥岩，夹泥质粉砂岩。下部灰白色中细砂岩夹棕红色泥岩及砂质泥岩，优选高抗研磨性pdc；k2，棕红色、杂色砂砾岩、砾状砂岩、粉砂岩为主，夹棕红色、深灰色粉砂质泥岩、泥岩；k1，棕红色砾状砂岩，灰色粉砂岩，夹灰褐色、深灰色泥岩、粉砂质泥岩。均推荐钻头216mmst307bd。

　　玉门白垩系地层pdc钻头的性能评价

　　玉门白垩系地层pdc钻头的使用情况的问题研究

　　白垩系地层可钻级值高、研磨性强，虽段长只有全井段的1/3，钻井周期却占全井段的2/3。突出表现为青西上半年复杂事故多，累计损失293.65天，相当于上半年2部钻机没有工作，其中q1—9和柳14井复杂事故分别损