pdc鉆頭在川西地區(qū)應用效果及前景

1、2 0 0 1 年 第 2 4 卷 第 1 期 鉆 采 工藝8 9 ·． 一生產 線上 P D C鉆頭在川西地 區(qū)應 用效果及前景 李念節(jié) ， 何仿元 ( 中國新星石油公司西南石油局 ， 四川 成都 6 1 0 0 8 1 )摘 要 ； P 【 ) c鉆頭在四川西部致密性地層推廣應用 中， 取得 了顯著經濟效益。文 中對川西地層地 質條件 ， 針對 使用 P I ) c鉆頭在中深井使 用情況進行分析 ， 認 為只要注意破

2、巖方式 、 鉆頭 型號 選擇 、 鉆井參數(shù)合理配合 ， 嚴 格執(zhí)行 操作規(guī)程 ， 揚長避短 ， P D C鉆頭才能獲得更佳效果 。關鍵詞 ； 金 剛石鉆頭 ； 應用 ； 地層 ； 鉆井 ； 經濟評價 ； 四川西部 中圍分糞號 t T E 9 2 11 文釁標識碼 } B 文章編號 ： 1 0 0 6 — 7 6 8 X ( 2 0 0 1 ) o i 一 0 0 8 9 — 0 3P I 3 C鉆頭 ( P o l y c r y s

3、t a l l i n eD i a m e n dC c c n p a c tB i t ) 自 1 9 7 3年問世以來 ， 已受到鉆井界 青睬 由于 P D C鉆 頭價格 昂貴 ，1 9 8 9 年西南石油局 曾在川西某深井 的中深井段試用 中效果 不理想 ， 進 尺不及牙輪鉆頭， 而停止試用。近二 三年中， 針對 川西地區(qū)地質特 征 ， 細致分析了使用 P I X 3 鉆 頭的利弊 ， 合理 改進 工藝 措施 ， 西南 石油局

4、 在 四川 I 和塔里木 盆地 先后 使用 P I 3 C鉆頭獲得顯 著效 果。從 1 9 9 8 年 ～1 9 9 9 年在 川西 地 區(qū)使用 8 9 只 P D c鉆頭 ， 在同地區(qū) 、 同地層 、 同井段 條件下 P D C鉆頭與牙輪鉆 頭相 比， 單 只鉆 頭進 尺和機 械 鉆速都 成倍 增 長。1P D C鉆 頭與 牙輪鉆 頭的效益對 比 1 ． 1 二普使用的 P D C鉆頭與牙輪鉆 頭對 比從 表 1 看 出， 二普在淺井

5、和 中深井使用 的 2 8 只 P D c鉆 頭平均綜合效益均高于牙 輪鉆頭。表 l0 1 9 0 和 0 2 1 6 兩種類型鉆頭效 果對 比Ⅲ 西鉆 頭墟 計 i總 進 尺平 均 單總 純 鉆平 均 單平 均 機驥地 區(qū)類 型( 只 )( m )只 進 尺(其 純 鉆幢 鉆 逮( Ⅱ只 1( } 膽 )( Ⅱ 曲】( 元^牙{ }3 6 0 76 61 3 3 ． 62％ 2 8 19淺 井瞰 =l l 3 74牙 鞋 2 2 5

6、l3 啦392 ． 2 3中耀井l ¨ 克P8 6 2 4 ． 3 51 4 3 743 8 6 ． 03 ． 7 2注 ： ④每次起下鉆作業(yè)拽井按 8 小時計 ， 中深井按 2 0 小時計； ⑦ 作業(yè)費拽井鉆機按 6 0 0元／ h 計 ， 中深井 按 7 5 0 元 ／ h 計 ； ◎江漢產 牙 輪鉆頭每只按 1 35 0 0 元計 ， 成都產牙輪鉆頭每只按 35 0 0 元計 ； ④淺井 P D C為德 州、 勝利 、

7、江漢產 ， 每 其按 3 00 0 0元計 。中深 井 p D C鉆 頭全部 為J I 卜 克公司產 ， 每只按 1 0 00 0 0元計。據(jù)二普在川 西使用 8只 D 1 9 0 ～0 2 1 6 P D C鉆 頭實鉆 資料統(tǒng)計 ， 鉆頭成本對 比見表 2 ， 其 中 J I l _ 克 R系列 用 于中 深井 ， S L R s 用于淺井 。表 2 ~1 9 0 -O 2 1 6 兩種類型鉆頭效果對比尺寸 單價 平均單 平均 鉆

8、 婁別 型號 ( 萬元／只進尺 頭成 奉 備注 ( “ Ⅱ n )只)( T 】 L ／ 只 )( 元／ m)R系 ： 5 3 65 4 52 7 2 6 ． 7 0鉆頭位格 P D cR系列 ： 5 3 61 9 09 ． 帥 4 89 7可睫與進 S L1 9 04 2 86 4貨鬟道有 H5 1 72 1 61 5 1 ． 2 99 l21牙蓿 關 H粘76 2注： R系剜為J I 卜克公司產， S L R

9、 3 為勝利產。1 ． 2 使用實例 各單位在試驗使用 中都各 自不斷創(chuàng)造 了新水平 ， 在 近兩 年來 尤 其 突 出， 例 如： 二 普 2 0 0 3井 隊 使 用 川 - 克 公 司O 2 1 6 R 5 3 6 鉆頭在新 7 0 2 、 新 7 0 3 兩組叢 式井共 9口 井 中， 單 只鉆頭進尺達 54 4 0 ． 6 5 m， 使用 時間 9 4 4 ： 2 0 ， 平均 機械鉆 速 5 ， 7 6 m ／ h ， 剖新

10、星石油公 司最高紀錄。十一昔 5 0 0 4 井隊施工川孝 3 7 0 井 5 7 8 m～26 0 0 m井段 使 用 川 I · 克 公 司 D 2 16 R5 3 6 鉆 頭 ， 單 只 鉆 頭 連 續(xù) 進 尺 20 2 1 ． 2 9 m， 鉆時 3 9 25 0 ， 平 均機械鉆 速 5 ． 1 5 m ／ ' h ， 并創(chuàng)奉局 四川地 區(qū)中深井鉆井 日 進尺 2 8 4 ． 9 6 m 的高紀錄。二普 4

11、0 2 3 井 隊一 只川 - 克公 司 D 2 1 6R 5 4 5 鉆頭在 中深 井新 8 0 9 、 新 8 1 1 、 新 8 1 2等三 口直井 和定 向井 使用 中， 累計 進 尺 34 3 5 ． 4 3 m， 使 用時 間9 9 3 ： 1 0 ， 平均機械鉆 速 3 ． 4 6 m ／ h ，在川西中深井應用 中 取 得 了顯著效 果。1 ． 3 對使 用 P D C 鉆 頭的經濟評價 表 1 、 表 2 分析具有普遍

12、 性和代表性 ， 可 以看出 ：( 1 ) 淺井 ： 在使用勝利 、 德 州 、 江漢 等國產 P D C鉆頭條件 下 ， 與牙 輪鉆頭相 比較 ， 每米 鉆 井成本 低 2 0 ％左 右 ， 平 均單 只進尺和機械鉆速提高一倍左右。( 2 ) 中深井 ： 幾乎 都選用 J l f · 克 R系 列鉆 頭 ， 一般 一 只P D c鉆頭即可完成主井 眼段 的全部進 尺。與牙輪 鉆頭相 比較 ， 每米 鉆井成奉低 3 0 ％左

13、右， 平 均單 只進尺 高幾 倍 、 十幾 收稿 日 期 ： 2 0 0 0 — 0 6 —2 0作者柏介： 李念節(jié)， 工程師， 1 9 8 6 年畢業(yè)于西南石油學院開發(fā)系鉆井專業(yè)。何仿元， 教授級高工， 1 9 6 6年畢業(yè)于北京石油學院開發(fā)系鉆井 專業(yè)， 本刊編委會副主任。維普資訊 http://www.cqvip.com 2 0 0 1 年 第 2 4 卷 第 1 期鉆 采 工 藝·9 1·． s o t

14、 簡稱“ B D C ' ’ ) 。一般 的金剛 石系列鉆頭 選用原 則如 表 4 ，針對 表 3川西地層參數(shù)井結合 當前 所生產的鉆 頭狀況 ， 建議 川西 地區(qū)按表 5 的原則選用試 驗鉆頭。表 4 各種金剛石鉆 頭適 用地層 表 5 各種類別鉆頭在川西應用推薦表 自 流井層段草 四系一劍門蓬萊 鎮(zhèn)一千 佛崖五三甄 三 d 嘴 于白田 埂地縣 級別 Ⅱ 一ⅣY 一ⅥⅥV —W一Ⅶ巖石分類 戟硬牙 靶鉆圭P D C 鉆頭馬

15、賽克 鉆頭適用鉆頭無然壘喇 石鈷頭注 ： 此表為推薦選用 ， 應通過試驗后確定。四川的深部井段 為提 高鉆速而 采用 天然 金剛石 鉆頭是 一 種高效途徑 ， 但是天然金 剮石壓人 巖石后 咀犁切／ 研磨 的方式鉆進 ， 鉆速不很理想 ， 經濟效果 不穩(wěn) 定根據(jù)西 南石油 局部 署和發(fā)展 ， 要以提高勘探 開發(fā)整體綜合 效益 為著力 點 ；因而 ， 針對川西深部地層地質條件 ， 必 須選 擇高教破巖 ， 又經 濟實惠的鉆 頭。現(xiàn)選擇 了

16、兩種鉆頭 ， 一個是 馬賽 克鉆 頭 ， 一個是巴拉斯鉆頭 。巴拉斯鉆頭是 以 熱 穩(wěn)定 高和 自銳作用 的人造 金剛 石作 切 削齒 的 ， 具 有 P E C鉆頭 和天然金 剛石鉆 頭的綜 合切 削作 用 。而 巴 拉 斯聚 晶塊 能抗溫 1 2 0 0 ℃ ， 能 夠承 受在較 硬 和 中等研磨性地層鉆進 時因摩 擦產生 的高溫 。在深 部的 中硬地 層—— 石灰?guī)r 、 粉砂巖 、 砂巖 、 白云巖和某些碳酸鹽 地層 鉆進 有較強

17、 的適應性 。因此在 千佛崖—— 小塘子試 驗 巴拉 斯鉆 頭可望有 良 好 的效果 。馬賽克鉆頭切 削元 件是由熱 穩(wěn)定 聚晶塊 拼合 成 “ 馬賽 克 以達到 P D C鉆頭一樣 的形狀和尺寸 。與 P D C相 比提 高了耐磨性 和抗溫性 ， 鉆速雖 比 P D C稍低 ， 但在較復雜地層 中鉆進總進 尺相對要高 ， 在深部地層 中使用 鉆井成本就 相對 下降 。它適 應于軟——研磨性 和硬砂 巖( 或 碳酸鹽 地層 ) 及夾層

18、 、 互層鉆進 ， 對川 西深部地層也 同樣具有 相應 的針對性 和 適應性 ， 對該 區(qū)勘探 開發(fā)的降本增效又是一種可選途徑 。3 ． 5 發(fā)揮 P E C鉆頭優(yōu)勢推進非常規(guī)井眼鉆井技術發(fā)展 常規(guī)式 的井 身結構 ， 如鉆頭程序 C ~ 4 4 4 × O 3 1 1 ×O 2 1 6 ×口 1 5 2 ( 1 71 ／ 2×1 21 ／ 4x81 ／ 2× 6) 和 相應 的 套 管

19、程 序 0 3 4 0 × 0 2 4 4 × D1 7 8x口 1 2 7 ( 1 33 ／ 8x95 ／ 8 × 7 ” × 5) ， 都具 有諸多優(yōu)點 ， 是一種規(guī)范 ， 一直 被人們 長期采用 但從 實踐 中也看到一些 不足 ， 如 D 1 2 7 套管 固井就 由于水 泥環(huán)太 薄成 為提高固井質量 的難點 ， 克服這種難 點 ， 需 采用 雙心鉆頭 擴 孔 鉆進或其他措施 。P D C鉆

20、頭尺寸 和形狀 的隨 意性 ， 推 動 了非 常規(guī)井 眼 鉆井技術發(fā)展 ， 鉆速高 、 壽命 長 的特 點又是提 高效 益所在 。現(xiàn)在 已經采用 了 口1 9 0或更小非常規(guī)尺寸 的鉆 頭 ， 取 得 了可 觀 的效益 。今后在川西 立體 開發(fā) 中淺井 、 中深井 ( 包 括直井 和定向井 ) 為數(shù) 眾 多 ， 鉆頭 尺寸若 往大 和小 兩方 面再 發(fā)展 ，P D C鉆頭開路 ， 再配合小 眼井技術 開展 ， 非常規(guī)井 跟鉆井 前景是相

21、 當廣闊的 。 還 有 ， 實踐表 明在川西的開發(fā)井縮 小一級 井身結構 ， 即 改鉆頭 系列 誣； 1 1xO 2 1 6為 0 2 4 4x口 1 6 5 ， 改 套管 系列 ( 2 ) 2 4 4 ×口 1 7 8為 口 1 9 4 ×口 1 2 7 ， 鉆井成 本 可 節(jié)約 2 O ％， 若 因此獲得 一口淺井綜合效 益 3 ～ 5 萬元 ， 一 口中深井 獲得綜合效益 1 0 萬元 ， 按一年所鉆井數(shù)計就十

22、分可觀 了。隨著川西開發(fā)的不斷深入 ， 老井加深 、 開窗側鉆 、 鉆水平 井 、 多底井 等 ， P D C鉆頭將 大顯身 手。鉆頭的使用 效果應 以經 濟觀點 出發(fā) ， 以綜臺 效益 為主。現(xiàn)在各使用 單位 一致得 出結論 ， 川 · 克鉆 頭雖價格高 ， 但 質量 最好 ， 每米鉆井成本較低 。J 1 l _ 克鉆頭在 中深井 和耀井 使用 最合算 ， 因為減少 了不必要的起下 鉆次數(shù) ； 在淺井 中， 對 應于 價格用

23、 川 · 克鉆頭多次人 井是否 合算 ， 或 者 以較低 價格 鉆頭 用一只就完 成一 口井主鉆井段 的全部進 尺會 更合算 。因為 我們的 目 標 不僅 追求單項高指標 ， 更重 要的是追求綜合 指標 和綜舍 效益。專家們展望 2 1 世紀 鉆井發(fā) 展 的趨勢 是 向 自動化 、 智能 化 鉆井方 向發(fā)展 ， 在 這個時期 ， 許多 關鍵鉆井技 術像 旋轉導 向技術 、 深井超深井技術 大位移技 術 老井重鉆技術 以及鉆

24、 井裝備更新 與改 造技 術將有 很 大發(fā)展 。有一 點 可 以肯定 ，P D c及其金 剛石 系列鉆頭作 為高技 的破 巖工具將 和先進 的 鉆井工具一起 占有重要的一席 之地 ， 與不 斷進步 的高效 牙輪 鉆頭將“ 井駕齊驅 。而在 川西 ， 通過再研 究 和今 后 的實踐 ，應該展示出更好 的發(fā)展前景。參考文獻 1 ] 劉景伊 ， 周 全 ， 劉貴芝 鉆 井工具 使用手 冊 [ M] ． 北 京 ： 科學出版社 ， 1 9 9