PDC钻头结构特征因素对造斜率影响的机理浅析

近年来PDC钻头配合动力钻具在现场应用良好，但同时暴露出造斜率控制难以掌握的实际问题。结合现场实际，浅析了动力钻具 PDC钻头钻进时，PDC钻头结构特征因素对造斜率的不同影响。多口井的钻井实路证明，优选结构合理的PDC钻头可达到有效控制造斜率，提高钻井速度、降低钻井成本之目的。     

国际油气井钻头进展概述(一)——Kymera组合式(Hybrid)钻头系列

针对油气钻井中钻遇坚硬地层、粘-滑(stick-slip)地层、软硬互层与含夹层地层,以及定向井、水平井等钻进中PDC钻头钻进效率、钻井方向控制方面的局限性问题,贝克·休斯公司克里斯坦森(Baker Hughes Christensen)分公司于2011年四季度向国际市场推出了将金刚石复合片与牙轮相结合的钻头——Kymera组合式钻头。该新型钻头藉助于牙轮在硬岩层中的侵入能力,提高碎岩效率,改善PDC的冷却,还能明显降低钻头在井底的扭矩,提高钻井方向的控制能力。在世界各地现场实际应用取得了良好的钻井效果。介绍了Kymera组合式钻头的研发背景和历程,以及其在世界多地油气钻井中的现场应用情况。     

鄂北工区PDC钻头泥包特征分析及预防措施

针对鄂北工区钻井工作特点,结合中石化集团华北石油局三普钻井公司各井队近几年钻井生产情况,对PDC钻头在现场应用中普遍存在的泥包问题进行了分析,提出了一套可行的预防措施.     

胜利油田中深井下部井段PDC钻头应用技术研究

中深井下部井段钻井速度是制约中深井技术效益的关键，胜利油田渤海钻井一公司在多年针对性的基础上，从区域地层岩性分析入手根据岩性特点选配高效PDC钻头，建立起具有科学性、可行性、可操作性区块钻井模式。在中深井下部PDC钻头应用技术的研究上有了新的突破。中深井各项技术经济指标达到新的水平。     

PDC钻头在江苏油田的应用

PDC钻头是提高钻井速度的最有效途径之一，但由于江苏油田地质地层较为复杂，加之对PDC钻头类型与钻进地层相互匹配问题认识不足，曾一度因使用不理想而停止试用。通过近年来加强对PDC钻头选型和钻进地层选择及相互匹配的研究，并配以合理的钻井参数和破岩方式及规范操作规程，PDC钻头在江苏油田的应用技术取得了突破，逐年加大了PDC钻头推广应用力度和推广面，取得了显著的经济效益。     

长沙岭区块PDC钻头选型技术研究

自长3井获得高产油流后,长沙岭区块勘探取得了重大突破,玉门油田加快了对该区块的勘探开发步伐,但钻井速度慢、周期长、钻井综合成本居高不下的难题制约了勘探开发的进程。因此,针对钻井速度慢的难点开展了PDC钻头个性化设计研究与应用提速技术攻关。通过对该地岩石可钻性分析,进行了室内个性化PDC钻头设计,并结合现场试验应用优选出了合适的PDC钻头类型。现场应用取得了显著的提速效果,完成井平均钻速比攻关前提高了142.55%,钻井周期缩短了69.53%,有效降低了钻井综合成本,对加快该地区勘探开发进程有着重要的指导意义。     

金刚石复合石油片钻头在煤田普查中的应用

中宝矿产资源开发有限公司为提高钻探速度,试验使用了金刚石复合石油片(以下简称PDC石油片)钻头。在宝鸡黄陇煤田复杂地层深井钻进的使用结果表明,PDC石油片钻头可大幅度提高机械钻速,缩短钻探周期,降低钻井成本。通过大量的现场试验,扩大了PDC石油片钻头在中宝公司工地的使用范围,并取得了很好的效果,初步形成了PDC钻头推广应用区域模式。     

井下钻柱粘滑振动的识别及控制

粘滑振动是导致PDC钻头切削齿损坏和井下工具过早失效的主要原因之一,严重影响了钻井效率和钻井周期。首先介绍了哈里伯顿公司研发的智能PDC钻头结构特点及关键参数,通过采集现场实钻的钻头振动、转速等数据,可为井下钻柱的粘滑振动分析提供有效的测量手段。通过分析钻头攻击性与钻头扭矩和钻进效率DE的关系,得出DE值越大则钻头攻击性越强,能够有效抑制钻头粘滑振动。PDC钻头切削结构设计应在有限的切削深度内尽可能增强攻击性,即DE值大于临界值,从而为揭示井下钻柱粘滑振动成因、类型及控制方法提供了有意义的指导。     

国际油气井钻头进展概述(四)——PDC钻头发展进程及当今态势(下)

近年来,非平面PDC切削齿,如浅凹面PDC齿、Stinger毒牙中心锥形齿、Stinger毒牙刀翼锥形齿、Axe Blade斧式脊形PDC齿和Stay Cool保持冷却PDC齿等制造的钻头,逐步在油气钻井中得到有效的应用。这些钻头能够以较高的钻进效率和工作寿命钻进某些硬岩和研磨性地层。为了满足水平钻井,特别在页岩气水平井中能够强力排除岩屑,并具有优良的钻井导向性能,国际著名公司推出了许多新型钻头,如ONXYⅡ矛式PDC钻头、Seeker导向PDC钻头、Counter Force反力PDC钻头、Speed快速PDC钻头等用于当代油气钻井,取得了良好的效果。文章还介绍了Defyer DPA套管钻头与Cutt Pro PDC防剪切保护帽。提出了以下建议:继续深入研究PDC钻头,以提高其性能,更好地满足油气钻井的要求;组合化钻头是油气钻头发展的重要趋势;比金刚石性能更好的钻头切削材料有可能今后发现或合成,可用于制作更佳钻井钻头;我国钻头企业需重组和发展状大;各种钻头技术创新应该加强。     

谈谈在使用PDC钻头时的几种录井方法

主要讲述了使用PDC钻头钻进的特点以及对地质录井的影响，阐述了如何利用新的录井技术和方法解决岩屑捞取、油气显示判别、现场综合解释等方面的问题，对PDC钻头钻井条件下的地质录井工作进行了对策分析。     

特殊保径结构PDC钻头在渤海油田应用

随着石油勘探开发技术的不断进步,旋转导向钻井系统在现代钻井中的应用越来越多。但当面临更加复杂及曲率更高的井身结构时,单依靠Xceed指向式旋转导向工具不能完全满足钻井作业的要求。针对这一情况,提出一种特殊保径结构的PDC钻头,其特殊在于上部1 in标准保径,下部3 in保径为0.6°倒角保径。经过计算机模拟分析,这种PDC钻头相较于常规PDC钻头不但可以提高钻具组合的造斜能力还能提高钻具工作稳定性。在渤海油田现场使用表明,这种特殊保径结构的PDC钻头具有更强的造斜能力,保证旋转导向工具和其它井下工具稳定性,减缓井下仪器由于井下震动导致的失效。     

熔模铸造弧角型PDC钻头的研究与应用

针对在加工弧角型PDC钻头过程中存在的效率低、成本高、衔接工序多等问题,对采用熔模铸造工艺制造弧角型PDC钻头进行了相关研究。研究发现,将熔模铸造技术应用在弧角型PDC钻头的制造上,不但可以使钻头上复杂曲面一次性铸造成型,而且可以大大提升钻头的生产效率,降低钻头制造成本;同时,熔模铸造弧角型PDC钻头还具有良好的力学性能,钻速和钻头寿命均与普通机械加工弧角型PDC钻头相当,能够满足现场应用要求。     

深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻头应用研究

深部地热钻探中,通常会钻遇硬塑性泥岩,严重影响钻探施工效率。以雄安新区深部地热钻探工程实例为基础,深入分析硬塑性泥岩机械钻速低的原因,研究制定钻头的优化改进方案。实践应用证明：针对地层岩性特征设计的个性化PDC钻头配合螺杆钻具,可以有效提高硬塑性泥岩地层机械钻速;使用三棱形非平面复合片和三角形复合片等异形复合片可以有效提高PDC钻头的抗冲击能力、提高钻头在含砾石地层的使用寿命,同时也可以提高硬塑性泥岩地层机械钻速。探索出了一套适宜于深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻进的钻头应用方案。     

煤矿井下硬岩定向钻进PDC钻头选型及试验分析

为了提高煤矿井下硬岩定向钻进的效率,在分析硬岩定向钻进PDC钻头的结构要求的基础上,选择了3种不同类型的PDC钻头进行煤矿井下硬岩定向钻进试验。试验结果表明,平底型PDC钻头不适用于定向钻进硬岩,而三翼抛物线型钻头和四翼平角型钻头在定向钻进硬岩时,表现出长寿命、高效率等特点,适合于定向钻进硬岩地层,大大提高了煤矿井下定向钻进硬岩地层的效率。     

瓦斯地质钻探中复合片钻头损伤原因及其使用工艺

通过对复合片钻头残体的大量观察、分析,对不同的钻头残体从瓦斯地质条件,钻进工艺条件,泥浆泵压、泵量等方面进行了综合的分析,并对存在的问题从技术角度提出了设计方面的要求,从工艺方面提出了应用方面的要求等。要提高瓦斯地质钻进中复合片钻头的使用效能,必须从综合角度来提高总体的技术水平。     

TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头应用分析

TorkBuster扭力冲击器是一种纯机械动力工具,应用表明,TorkBuster扭力冲击器配合PDC钻头一起使用提高机械钻速效果显著。新疆油田引进扭力冲击器配合PDC钻头在环玛湖探区使用,现场应用发现该工具在部分井区应用尚未达到预期提速效果,机械钻速较低。分析TorkBuster扭力冲击器在环玛湖探区实际应用情况发现TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头钻速受钻头泥包问题、钻头崩齿问题、钻井液体系问题等因素影响较大。通过有针对性的改进钻井措施,有效地提高了TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头钻速。现场应用的9口井中,平均机械钻速提高到7.05 m/h,较改进措施前提高156.65%,平均每口井钻井周期节约9.68 d,达到了预期提速的要求。     

尖齿状金刚石复合片钻头在油页岩矿区的钻进实验

松辽盆地青山口组和嫩江组含油页岩系,夹有数十层白云岩透镜体或条带。在对该油页岩系进行钻探时,由于经常遇到硬度较大的白云岩层,使用普通的硬质合金钻头不仅进尺极其缓慢,而且钻头损坏严重,寿命短。为解决此钻探难题,研制开发具有高耐磨性和穿透能力强的钻头势在必行。为此,研发了尖齿状金刚石复合片钻头,并进行了现场钻进实验。结果表明,这种钻头在含白云岩层的油页岩地层钻进时,不仅钻进速度高,而且具有高耐磨性、寿命长,其综合技术经济指标远远优于常规硬质合金钻头。     

PDC肋骨钻头单动双管钻探工艺在铝土矿地层的应用

结合铝土矿地层特点,分析探讨铝土矿地层钻探工艺,通过常规绳索取心钻探、普通双管钻探与PDC肋骨钻头单动双管钻探工艺理论探讨及现场试验对比,得出了在铝土矿地层钻进采用常规钻探方法常产生卡钻事故、钻探效率低的原因,同时验证了采用PDC肋骨钻头单动双管钻探能较好地解决粘附孔壁而卡钻的问题并提高了钻探效率。     

泥页岩地层绳索取心钻进钻头应用及优化设计研究

长江中下游地区页岩气调查井工程,采用绳索取心钻进工艺,钻遇地层多为泥质含量高的水敏性泥岩、软硬互层较为频繁的致密性地层。钻进过程中,金刚石钻头经常出现钻头泥包现象,在软硬夹层中PDC钻头崩齿导致钻头机械钻速和寿命受到严重影响。主要从钻头结构及钻井液性能方面系统分析了金刚石钻头泥包及PDC钻头崩齿的原因,分析认为,现场钻头应用过程中产生的上述问题与钻头唇面结构设计、钻头水路设计、钻头材料与表面状态、钻进规程参数及钻井液性能有着密切关系。通过对钻进工艺、地层岩性分析研究,对原有钻头进行了结构形式优化和改进设计,对钻进规程参数也进行了优化,现场应用结果表明：钻速明显提升,大大提高了泥岩段及夹层段的钻进效率。