贝克休斯新型保径设计提高钻头造斜效率
时间：2020-05-08 13:02
来源：
作者:胡大梁
随着页岩气等非常规资源的开发，水平井数量日益增多，提高水平井钻井效率成为钻井公司的主要目标。针对水平井的研究发现，使用单弯螺杆+MWD定向钻进，滑动钻井进尺一般占11%左右，但施工时间占总时间的45%。目前PDC钻头在定向钻井中的作用主要是实现预期的造斜率和机械钻速，而轨迹控制主要依靠钻井定向工具和装备。钻井目的不同，钻头的设计思路各不相同，用于直井钻井的PDC钻头具有更长的保径，以减小钻头磨损量，但对于定向井而言，该型号钻头操纵能力有限，不利于定向段的轨迹调整。
贝克休斯公司设计了一种用于PDC钻头的新型保径，目的是减少钻头在工具面低边的切削量，提高工具面高边的切削量，从而增大造斜率。这种PDC钻头称为AntiWalk，它在保径段顶部设计耐磨带，与刀翼上的切削齿之间采用较小的保径设计，整体呈阶梯式的形态，只有在达到更高的井斜才开始与地层接合，这有助于提高钻头的侧向力，这种钻头设计概念类似于切削深度控制或辅助工具面控制的方式。新的保径设计能够提供足够的支撑面，大间隔的保径设计使钻头在初期能够以非常低的侧向力进行侧切。随着钻头侧向力的增加，保径与井壁接触面增大，侧向力会逐渐趋于平稳。配合单弯螺杆复合/滑动钻进，定向性能优于传统钻头，可以减少频繁的滑动钻井调整轨迹，有利于提高定向效率并改善井眼质量。在室内台架对标准规格的钻头进行测试，以建立钻头的钻削和侧切响应的基础规律数据，然后在钻头保径顶部敷焊硬质耐磨带，在相同的测试岩石块中使用相同的测试参数，使用改进保径的钻头重复测试方案。现场试验表明，使用新型保径设计的PDC钻头，造斜率变化范围比常规PDC钻头低40-50%，从而具有更好的操控性能，有利于保持井眼平滑过渡。在美国Midland地区应用，一趟钻完成3300m进尺，减少滑动钻井时间30%以上。
微信公众号
微信视频号
京公网安备11010502053156号