吉林油田成功研發(fā)PDC個性鉆頭

9月6日，記者從吉林油田鉆井工藝研究院獲悉，由吉林油田自主研發(fā)的PDC鉆頭STS635RS，于8月下旬在讓80區(qū)塊查28-19井進行試驗，收到良好效果。單支鉆頭進尺由去年的157米增加至457米，平均鉆速達到每小時5.71米，鉆井周期縮短20%。個性化鉆頭的試驗成功為乾安地區(qū)致密油鉆井提速提供良好的技術(shù)支持。

早在去年3月，科研人員便針對乾246致密油區(qū)塊開展個性化鉆頭攻關(guān)，這個區(qū)塊屬于中硬地層，井深均在3000米以上，水平段長，單支鉆頭進尺少。

科研人員經(jīng)過大量現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，水平段提速的關(guān)鍵在于如何有效保證鉆壓傳遞和水力排屑。進行大量比對和細節(jié)改進后，他們提出將原來鉆頭的5刀翼16毫米齒改為4刀翼19毫米齒。

改進后，增加了鉆頭的排屑槽寬度，4刀翼使巖屑能得到更好地返排，防止鉆頭重復研磨巖屑，提高鉆井速度。采用19毫米切削齒能夠增加鉆頭的吃入深度，從而增強攻擊性。增加鉆頭復合片硬度后，可以防止鉆頭崩齒。減小內(nèi)錐齒的切削角度，增加受力程度，減小外錐主切削齒的受力大小，從而延長鉆頭使用壽命。

去年4月末，改進后的鉆頭第一次進行現(xiàn)場投用。他們選在井況比較復雜的乾246-22井，試驗目的層為水平段2368米至3273米的泉頭組，這個層巖石硬度3至5級，研磨性不高，經(jīng)過4天時間鉆至完鉆井深。與前期相比，單支鉆頭進尺提高100%，平均鉆速提高49.83%，提速效果顯著。

這支鉆頭的成功投用，拉開了乾246致密油區(qū)塊鉆井提速的序幕。初戰(zhàn)告捷后，科研人員馬上針對地層致密、堅硬、可鉆性差的讓70、讓80致密油區(qū)塊展開攻關(guān)。

讓70區(qū)塊地層屬于鈣質(zhì)膠結(jié)地層，硬度較乾246區(qū)塊更高，二開2100米左右井段，鉆速僅為每小時4米，使用鉆頭12支，不但增加了起下鉆時間，而且嚴重影響鉆井速度。根據(jù)這個地層特點，科研人員把提速的關(guān)鍵放在延長鉆頭使用壽命的個性設(shè)計上。

采用重復布齒結(jié)構(gòu)的鉆頭，實現(xiàn)鉆井提速。以往鉆頭采用單一布齒，一個圓周上只有一顆切削齒在切削，重復布齒鉆頭增加鉆頭布齒密度，從而延長鉆頭使用壽命。選用16毫米切削雙排齒，保證鉆頭的穩(wěn)定性和控制鉆頭切削深度，防止鉆頭崩齒而造成先期破壞。去年10月31日開始，鉆頭在查平10井配合旋轉(zhuǎn)導向使用，單支鉆頭進尺754米，進尺是鄰井進尺的2.5倍，平均鉆速提高86.7%。且取出鉆頭磨損輕微，能繼續(xù)使用，提速初見成效。

在前期成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，今年年初，科研人員選取讓80致密油區(qū)塊展開技術(shù)攻關(guān)。他們繼續(xù)優(yōu)化設(shè)計5刀翼雙排齒PDC鉆頭，同時考慮保徑磨損情況，加強保徑，采用進口復合片，優(yōu)化復合片傾角，提高單支鉆頭進尺，優(yōu)化排屑槽，提高巖屑返出能力，降低重復切削。通過這項技術(shù)實施，以往這個地區(qū)水平段需要5支鉆頭完鉆，目前只需要3支鉆頭，縮短鉆井周期2天。