大齿快切PDC钻头提速研究与现场试验

目前大于?19 mm的PDC切削齿(以下简称"超大齿")已在国外获得较好的钻井提速效果,但在国内钻井工程中尚未应用,国内PDC钻头依然采用?13～19 mm常规尺寸的切削齿.为了明确超大齿的破岩效果、耐用性及应用前景,通过理论分析、室内实验、现场试用等方法,系统开展了超大齿(?22 mm)破岩效果及耐用性研究,并在中国石化胜利油田进行了一系列的现场应用试验.研究结果表明:①与?16 mm、?19 mm等常规尺寸的切削齿相比,?22 mm PDC切削齿出刃大、吃入深,有利于产生大体积破碎,具有较好的提速潜力;②与相同基材及相同制备工艺的?16 mm PDC切削齿相比,?22 mm切削齿的耐磨性稍差,但抗齿尖冲击韧性更好;③?22 mm PDC钻头在现场试用中取得了机械钻速快(43.12 m/h)、日进尺高(820 m)的优异提速效果,并展现出足够的耐用性;④?22 mm PDC切削齿能够满足可钻性较好地层的提速需求,例如?241.3 mm、?311.2 mm、?444.5 mm等大尺寸井眼,但尚不适用于深部复杂难钻地层.随着钻井深度增加,地层压实致密,钻遇复杂岩性地层增多,超大齿的破岩效果将随之降低,此时"大齿快切"就不如"小齿密刮".结论认为,?22 mm等超大尺寸PDC切削齿在可钻性较好地层的钻井提速潜力较大,建议大力推广应用.