貝克休斯公司研制出可輔助控制井眼軌跡的PDC鉆頭

目前，多用水平井開發(fā)非常規(guī)油氣藏，用彎殼體井下馬達(dá)和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)控制井眼軌跡，在鉆進(jìn)過(guò)程中常因鉆頭移動(dòng)、地層推動(dòng)等外力導(dǎo)致井眼軌跡發(fā)生偏移，需通過(guò)滑動(dòng)鉆進(jìn)調(diào)整井眼軌跡，這會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)械鉆速。常規(guī)PDC鉆頭在定向鉆井中的主要作用是實(shí)現(xiàn)預(yù)期的造斜率和機(jī)械鉆速，對(duì)井眼軌跡控制的幫助不大。為此，貝克休斯公司研制了帶保徑襯墊的、可輔助控制井眼軌跡的PDC鉆頭（以下簡(jiǎn)稱防移動(dòng)PDC鉆頭）。與常規(guī)PDC鉆頭相比，該鉆頭具有防移動(dòng)功能，可以減少不必要的井眼軌跡偏移，還可以在更短的鉆井時(shí)間內(nèi)鉆出高質(zhì)量的井眼，降低鉆井成本。

與常規(guī)帶保徑襯墊的PDC鉆頭相比，防移動(dòng)PDC鉆頭主要優(yōu)化了保徑襯墊的設(shè)計(jì)，其目的是使鉆頭的側(cè)向切削能力隨著側(cè)向力的變化而發(fā)生改變。因此，具體的設(shè)計(jì)原則是：防移動(dòng)保徑襯墊的功能在于提供足夠的支撐表面，以抵抗較小的橫向運(yùn)動(dòng)，但該支撐表面不能太大，以避免降低鉆頭的側(cè)向切削能力；在鉆頭保徑的頂部或附近最靠近柄部的地方，耐磨帶在保徑條和保徑齒排之間具有較大的離隙表面；該保徑襯墊的作用，是以非常小的鉆頭傾斜角與井壁接觸，防止井眼軌跡產(chǎn)生細(xì)微偏移；當(dāng)井底鉆具組合受到的側(cè)向力足夠大時(shí)，鉆頭仍能有效切削側(cè)向井壁，獲得所需要的造斜率?？傊惪诵菟构驹O(shè)計(jì)的防移動(dòng)PDC鉆頭，在較小的橫向力（如由鉆頭移動(dòng)、井底鉆具組合移動(dòng)或地層推動(dòng)而產(chǎn)生的力）作用下，鉆頭的橫向運(yùn)動(dòng)較小，可以保證沿設(shè)計(jì)的井眼軌道鉆進(jìn)；在較大的側(cè)向力作用下，鉆頭將提供正常的側(cè)向切削量以實(shí)現(xiàn)所需要的造斜率。

目前，防移動(dòng)PDC鉆頭在北美長(zhǎng)水平段水平井中進(jìn)行了應(yīng)用，并與常規(guī)PDC鉆頭的應(yīng)用效果進(jìn)行了對(duì)比?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明：該P(yáng)DC鉆頭能夠有效解決地層因素（傾角、地層界面等）對(duì)水平井段井眼軌跡的影響，可減小狗腿嚴(yán)重度，從而提高井身質(zhì)量；同時(shí)，因?yàn)樗@井眼更直，縮短了滑動(dòng)鉆井進(jìn)尺，在相同長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)井段內(nèi)，其需要的鉆井時(shí)間比常規(guī)PDC鉆頭要短。