斯伦贝谢StingBlade钻头专克坚硬地层

斯伦贝谢旗下的Ｓｍｉｔｈ　Ｂｉｔｓ钻头公司拥有多款技术领先的钻头，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ就是其中的佼佼者。

ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头的Ｓｔｉｎｇｅｒ锥形金刚石切削齿采用了独特的３Ｄ设计，加之钻头表面切削齿的新型布局方式，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ的钻井性能和稳定性都上升到了新的高度。

实际应用表明，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ在多种地层条件、不同的操作参数下均能保持高效稳定钻进表现。

相对于常规ＰＤＣ钻头，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ具有诸多优势：（１）显著提高钻进尺寸和ＲＯＰ（钻进速率）；（２）造斜率更高，工具面控制更优；（３）降低ＢＨＡ（底部钻具组合）震动，稳定性更强；（４）钻屑尺寸更大，有利于地面测量工作进行。

切削齿的圆锥形设计使钻进载荷能够高度集中于岩石上，进一步提高钻进效率（尤其是对坚硬岩层）；同时切削齿金刚石胎体的升级也提高了钻头的抗冲击和抗磨损性能。

胎体和切削齿的改造提高了ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ在复杂地层中的钻进尺寸和ＲＯＰ，即使在常规ＰＤＣ钻头难以应付的坚硬地层、过度地层和砾石地层中，钻井工作也毫无压力。

目前，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头已经在全球１４个国家进行了超过２５０次的应用，与常规钻头相比，平均提高钻进尺寸５５％，提高ＲＯＰ３０％。

钻进能力升级
Ｓｍｉｔｈ　Ｂｉｔｓ的工程师运用ＦＥＡ分析模型重新设计了ＰＤＣ切削齿的几何形状，同时还对切削齿在钻头表面的布局
进行了精确分析和优化。

这些改造使
ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头切削齿上的钻进载荷更
加集中，坚硬地层的钻进效率更高。

冲击力更强
相对于ＰＤＣ切削齿，Ｓｔｉｎｇｅｒ切削
齿的胎体更耐用，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头的
冲击力也随之增强。

这一点在冲击测
试中也得到了证明：在钻头上施加
１８０００ｌｂｆ的冲击力来冲击硬化钢，以此
模拟ＲＯＰ为６０ｆｔ／ｈ时钻头在碳酸盐层的
作业。

ＰＤＣ切削齿一次撞击即产生了
严重损坏，而Ｓｔｉｎｇｅｒ切削齿在损坏之
前经受了１００多次的撞击。

抗磨损能力升级
Ｓｔｉｎｇｅｒ切削齿采用了业内最先进
的金刚石材料，圆锥形的设计使其散
热更快，抗磨损能力更强。

在压力为３００００ｐｓｉ的条件下进行
花岗岩钻进测试，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ的钻进
尺寸要比常规ＰＤＣ钻头多３０％，而且
测试完成后的Ｓｔｉｎｇｅｒ切削齿锋利依
旧。

应用案例1：Browse盆地
在澳大利亚海岸Ｂｒｏｗｓｅ盆地，
开发商想要钻进一个１２ｉｎ的垂直井
段，钻进过程中要通过Ｄａｍｐｉｅｒ、
Ｈｅｙｗｏｏｄ、Ｂａｕｄｉｎ　Ｍａｒｌ和Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ
等地层，这些地层的结构非常复杂，
包括夹层石灰岩、角岩层（高压缩强
度）等。

传统的ＰＤＣ钻头磨损严重、
ＲＯＰ低，需要起钻更换钻头，作业时
间和成本都随之增加。

Ｓｍｉｔｈ　Ｂｉｔｓ推荐了ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻
头，该钻头上的切削齿布局都经过了
ＩＤＥＡＳ程序的精心设计。

圆锥形的设计使钻进载荷更集
中，对于坚硬地层的钻进非常高效；
此外，金刚石材料的胎体也大大提高
了钻头的冲击力和耐用性。

因此，
即使是在ＰＤＣ钻头经常遇阻的地层，
ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头也能钻进更长的尺寸。

在ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头的应用处女作
中，钻进尺寸为１５１６ｍ，ＲＯＰ达１１ｍ／ｈ。

与常规的钻井作业相比，钻进尺寸和
ＲＯＰ分别提高了９７％和５７％；第二口井
的平均ＲＯＰ更高，达到１６ｍ／ｈ，两口井
为开发商共节约了５天的时间。

应用案例2：Permian盆地
ＧＭＴ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ计划在Ｐｅｒｍｉａｎ
盆地的Ｂｏｎｅ　Ｓｐｒｉｎｇ油藏钻探三口水
平井，井眼尺寸７－７／８ｉｎ。

该油藏地层
结构复杂，钻进过程中会钻遇页岩夹
层、石灰岩层、砂岩层等，往往会加
速ＰＤＣ钻头的磨损，也因此容易导致
ＲＯＰ降低。

若想要提高ＲＯＰ，则需要
同时使用多个ＰＤＣ钻头。

Ｓｍｉｔｈ　Ｂｉｔｓ向作业者推荐了
ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头。

在第一口井的应
用中，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻进４０３０ｆｔ，平均
ＲＯＰ５７ｆｔ／ｈ，较ＰＤＣ钻头相比分别提
高了７７％和２９％。

在接下来的作业
中，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ延续了高效的表现，
第二口井的钻进尺寸和ＲＯＰ分别提高
了７３％和２６％，第三口井分别提高了
４４％和１０％。

这三口井共为ＧＭＴ公司
节约了２．５天的作业时间，钻井提速效
果显著。

应用案例3：某非常规油藏
在定向钻井作业中，导向与磨
损一直是常规ＰＤＣ钻头难以解决的问
题，而非常规油藏的
斯伦贝谢StingBlade钻头
专克坚硬地层
编译 ｜ 张德凯 张领宇
（下转第53页）48·石油知识 双月刊
技术装备/ TECHNICAL EQUIPMENT
阻率测井受井眼影响严重问题，提出了国际首创的贴井壁方位电阻率测量技术，一次下井可获取０．１ｍ纵向分辨率的３６条电阻率曲线，能真实反映复杂地层井周６个方位６个深度的地层信息，通过二维和三维反演可以实现地层的三维精细成像，能够在多维剖面上描述地层的非均质性和各向异性。

方位阵列侧向共有６种探测深度的工作模式，所有探测模式采用聚焦方式来实现，一次下井可获取３６条电阻率曲线。

ＡＬ１～ＡＬ６探测模式均采用三侧向工作方式，获得不同探测深度的方法采取了改变屏流返回电极位置、屏流电极长度或使用监控电极及调节其位置来实现。

６种不同探测深度的测量具有相同的纵向分辨率，且分辨率较高。

该仪器耐温耐压１５５℃／１００　ＭＰａ，具备０．２５ｍ、０．３５ｍ、０．３９ｍ、０．４５ｍ、０．６　ｍ、１．４０ｍ六种探测深度。

机械上主要由电源短节、电极推靠器、上电极组、下电极组、连续测斜短节、方位极板、旋转短节等组成，井下电路主要包括极板电路、数据采集控制处理电路、信号产生电
路、测量放大电路、聚焦控制电路、
井径测量电路、辅助测量电路等。

现场试验
方位阵列侧向测井仪（ＡＬＴ）分
别在后村４＃标准井、庆阳席４井进行了
测井试验，对仪器的重复性、一致性
进行了分析。

图２给出了仪器在席４井
的测量结果，从测量结果看，仪器各
极板、各模式的一致性基本达标。

中国石油集团测井有限公司研
制的ＡＬＴ　（Ａｚｉｍｕｔｈ　Ｌａｔｅｒｏｌｏｇ　Ｌｏｇｇｉｎｇ　
Ｔｏｏｌ），已在长庆油田进行多口井的现场
测井试验，并取得合格资料。

该成像仪
器的推出，标志着我国拥有自主知识产
权的方位侧向成像测井技术已跨入国际
先进行列，提升国产高端测井装备在国
际市场的核心竞争力，将在复杂油气藏
勘探开发中发挥重要作用。

图2 席4井ALT1#仪器重复测量效果图（极板、模式）一致性对比
定向井作业难度更大。

带有滚齿的钻头稳定性低、钻进速率低，作业时间大幅增加，甚至还会发生钻齿丢失的事故。

在一次非常规油藏定向钻井测试中，操作人员对比了ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头和常规ＰＤＣ钻头的表现。

两种钻头分别在相邻５０ｆｔ的井中作业，采用了相同的钻机、导向马达和ＢＨＡ，操作人员和钻井轨迹也相同。

对比结果显示，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头的造斜率比ＰＤＣ高２３％，钻头扭矩以及产生的振动更小，操作难度低，钻井计划更易完成。

测试人员表示，“ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ的导向性能实在是让人
惊讶，作业时只需要很小的扭矩，钻
头方向调整也非常容易。

”
应用案例4：哈萨克斯坦
在哈萨克斯坦的Ｃｈｉｎａｒｅｖｓｋｏｅ油
田，开发商Ｚｈａｉｋｍｕｎａｉ　ＬＬＰ希望在提
高钻井ＲＯＰ的同时获得井下岩层性质
数据。

该地区主要为角岩含量高的碳
酸盐地层，钻井作业难度大，金刚石
钻头耐用性强，往往是该地区常用钻
头之一。

但是金刚石钻头ＲＯＰ低、钻
屑尺寸小，不利于油藏性质分析；此
外，钻屑尺寸小还会使其难与钻井液
分离，钻井液密度会持续增加，最终
更换钻井液，增加作业成本。

Ｓｍｉｔｈ　Ｂｉｔｓｄｅ工程师推荐了ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ
钻头和ＰｏｗｅｒＶ垂直井ＲＳＳ钻井系统。

ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头配备有Ｓｔｉｎｇｅｒ切削齿，钻
进速率更高，钻屑尺寸更大。

与同类作业相比，配备
ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ钻头的ＢＨＡ　ＲＯＰ提高了
１６６％，为Ｚｈａｉｋｍｕｎａｉ节约了６天的
作业时间和１８万美元的作业成本。

此外，ＳｔｉｎｇＢｌａｄｅ产生的钻屑尺寸更
大，油藏性质分析更易操作，钻屑／钻
井液分离难度降低，还节约了更换钻
井液的费用。

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2016年第6期·53
2016年第6期。