PDC鉆頭在S101-1HF井火成巖地層的應用

前言
　　實現快速鉆井，是目前PDC鉆頭大規模使用的根本。PDC鉆頭破巖效率上更優于牙輪鉆頭，它比牙輪鉆頭有更長的使用壽命。正確選擇好的PDC鉆頭，不僅可以明顯提高鉆井的機械鉆速，同時也可以減小井下事故的發生，達到高速、低成本、安全鉆井的目的。
　　2.S101井的地層的基本情況
　　S101-1HF井是一口水平評價井，位于吉林省長嶺縣松遼盆地南部長嶺斷陷東嶺鼻狀構造帶，該井自上而下鉆遇的地層分別為：第四系，第三系泰康組，白堊系四方臺組、嫩江組、姚家組、青山口組、泉頭組、登婁庫組、營城組、火石嶺組（未穿）。主力油層為火石嶺，火石嶺主要巖性為上部灰、灰黑色凝灰巖、玄武巖、玄武質安山巖夾灰黑色泥巖，下部灰黑色泥巖、灰色粉、砂礫巖互層。
　　3.PDC鉆頭的使用情況
　　S101-1HF井根據火石嶺上部灰、灰黑色凝灰巖、玄武巖、玄武質安山巖夾灰黑色泥巖，下部為灰黑色泥巖、灰色粉、砂礫巖互層的地層特性，大膽使用了PDC鉆進。該井改變了以前火石嶺地層只能適應牙輪鉆頭鉆進的觀點，采用PDC鉆進取得了不錯了效果，S101-1HF井全井鉆頭使用情況如下表所示：
　　
　　序號 類型 廠家 型號 地層 井段 進尺 純鉆h 機械鉆速 鉆頭尺寸
　　1 牙輪 江漢 GA114 四方臺 0-203 203 7 29 311.2
　　2 PDC 青島石大 BTM115Ak 泉頭組 203-1577 1374 64.5 21.3 215.9
　　3 PDC 河北銳石 M1655FGA 泉頭組 1577-1676 99 21 4.68 215.9
　　4 牙輪 江漢 HJ517G 營城組 1676-1829 153 44.67 3.43 215.9
　　3 PDC 河北銳石 M1655FGA 火石嶺 1829-2273 444 111.67 3.98 215.9
　　5 牙輪 江漢 MD537GK 火石嶺 2273-2421 148 52.67 2.81 215.9
　　6 牙輪 江漢 MD537GK 火石嶺 1775-1904 129 55.33 2.33 215.9
　　7 牙輪 江漢 MD537HX 火石嶺 1904-2077 173 59.33 2.92 215.9
　　8 PDC 河北銳石 M1655FGA 火石嶺 2077-2127 50 14.5 3.45 215.9
　　9 牙輪 江漢 MD537HX 火石嶺 2127-2223 96 36 2.67 215.9
　　10 PDC 河北銳石 M1653FG 火石嶺 2223-2508 285 69.95 4.08 152.4
　　12 PDC 河北銳石 M1653FG 火石嶺 2508-2678 170 51.95 3.27 152.4
　　13 PDC 河北銳石 M1653FG 火石嶺 2678-2782 104 25.5 4.08 152.4
　　
　　4.采用PDC鉆頭在火石嶺地層鉆進的效果分析
　　從上面表格我們可以看出在火石嶺地層二開鉆進時PDC鉆頭比牙輪鉆頭在是機械鉆速上指標要高出15%~30%，在進尺上PDC更是優于牙輪鉆頭。本井在三開火石嶺地層使用了PDC鉆進后，更進一步大幅的縮短了鉆井周期，全井設計周期79.65天，而實鉆周期66天（不包含追加周期5.33天）；全井設計機械鉆速3.70米／小時，實際機械鉆速5.49米／小時，創出了雙龍區塊各種井型鉆井周期最短、機械鉆速最快等兩項高指標。
　　S101-1HF井與鄰井的對比情況
　　
　　井號 三開火石嶺組機械鉆速
　　
　　 進尺m 純鉆時間
　　h 機械鉆速
　　m/h
　　雙1 379.43 175.83 2.16
　　雙100 258.08 116.58 2.21
　　雙101 819.62 359.67 2.28
　　S101-1 270 93.83 2.88
　　雙102 690.92 385.16 1.79
　　雙6 609.5 417.16 1.46
　　雙8 779.9 392.58 1.99
　　平均 543.92 277.25 1.96
　　S101-1HF 559 147.4 3.79
　　
　　通過S101-1HF井與上述鄰井資料的對比，我們可以看出，三開通過PDC鉆頭的成功運用，機械鉆速得到了成倍的提高，大大的縮短了周期。
　　5.火石嶺地層水平段采用PDC鉆進需解決的問題
　　（1）水平井作業施工中，造斜PDC的工具面穩定性是決定造斜成敗的關鍵因素，不穩定向造斜無法保持穩定的造斜率達不到設計軌跡要求，導致定向施工的失敗，鉆井進尺的快慢與所選鉆頭型號和所鉆進地層的巖性是否匹配及造斜工具外形及功率有很大的關系。
　　（2）鉆進過程中必須保證合理的劃眼方式，避免先期破壞鉆頭切屑齒，延長鉆頭的使用壽命。
　　（3）加足潤滑劑，保證泥漿性能良好的潤滑性，避免PDC鉆頭定向托壓，確保在定向過程中，PDC鉆頭在定向時的穩定性。
　　總結
　　本井火石嶺地層PDC鉆頭的選用，極大的縮短了鉆井周期，打破了使用牙輪鉆頭鉆進的瓶頸，不斷革新的PDC鉆頭，將更適應造斜及其它鉆井需要，選擇不同類型的定向鉆頭，是成功控制井眼軌跡的關鍵，不
　　 同的地層不同井眼通過正確的對鉆頭進行選型及優化。就能達到快速鉆井需要。