长宁页岩气区块Ø311.2 mm井眼PDC钻头个性化设计与应用

周 剑,曹世平,阳 星,谢佳君,于泽光

1中国石油西南油气田分公司 2捷贝通石油技术集团股份有限公司

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四川长宁—威远国家级页岩气示范区是中石油页岩气建产核心区域之一，迄今为止已发展为国内最大的页岩气钻井作业区域[1]。自2016年开始大规模钻井以来，该区块的钻井周期始终未能有效缩短，尤其是二开Ø311.2 mm井眼段的机械钻速较低且单只钻头进尺短，严重制约了页岩气的勘探开发速度[2-3]。

长宁区块页岩气二开Ø311.2 mm井眼段地质条件复杂，上部地层易缩径、泥包，下部地层岩性致密、研磨性强、可钻性差[4]。合理选用钻头并进行个性化设计是提高钻速、缩短钻井周期的重要途径之一[5-8]。祝小林等[9]针对砾岩地层，设计了新型PDC个性化钻头，在大港油田得到了成功应用，二开实际钻进时间比计划缩短11 d;杨虎等[10]针对准噶尔盆地火山岩岩性复杂、可钻性差的特点，研发了两种型号的非对称结构双排齿PDC钻头，较邻井同层段平均机械钻速提高12%～257%;彭齐等[11]针对塔里木油田库车山前巨厚砾石层钻进效率低的问题，设计了一种凸脊型非平面齿结构PDC钻头，将钻头破岩方式由常规PDC钻头的面切削转变为线压裂和面挤压，进尺提高1.5倍以上，平均机械钻速提高64%以上。大量研究表明，结合钻头与地层的匹配性和适用性设计个性化钻头，可以显著地提升机械钻速[12-13]。针对长宁页岩气区块二开Ø311.2 mm井眼段地层的特点和难点进行个性化设计及现场应用指导有助于提高该井段的机械钻速，缩短钻井周期。……