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139.7mm套管开窗侧钻井PDC定向技术

1 PDC定向技术原理

PDC钻头的定向原理是靠聚晶金刚石复合片在钻压和转速下切入地层，通过犁式切削，达到切削地层的目的。在使用井下动力钻具的情况下，控制钻压、泵冲来控制工具面实现定向操作，定向过程中通过无线或者有线仪器来达到控制井眼轨迹，从而中靶。视定向任务情况来选择不同造斜率的井下动力钻具、视定向段的长短选择是否使用带有扶正器的井下动力钻具来达到稳斜的目的。

2 PDC定向技术利与弊

优势在于聚晶金刚石复合片耐磨程度高，而且钻头没有轴承，不会造成先期损坏，使用寿命长。缺点在于侧面切削地层时效果没有牙轮钻头好，在复合钻进完，转定向钻进时，对于造窝，打出轨迹有点麻烦，PDC的使用要求相比牙轮钻头要严格。

PDC定向钻进的最大优势就是定向完后，还可以继续复合钻进，从而节约不必要的起下钻和更换钻头，达到节约成本的目的。

PDC定向，长期以来小井眼习惯使用单牙轮钻头，单牙轮钻头复合钻进平均机械钻速2.45米/小时，钻头磨损快。纯钻时间超过85小时外径118毫米磨损至114-115毫米，长裸眼段的侧钻井需频繁起下钻换钻头，增加周期、钻头成本和钻工的劳动强度。

经过认真的研究，PDC和单牙轮的定向区别在于工具面是不是好稳，怎么才能稳好，稳好了井眼轨迹就好，在井场经过实验，反复操作反扭角、钻压、泵压，研究抓规律，定向10米最多定4度，如果适应地层的定向

趋势，10米高边工具面全力增斜可定6°（不推荐，狗腿度超）增斜效果明显，这一举打破了中原区块139.7mm小井眼PDC不能稳不能定的格局。

每口井至少可以节约一趟起下钻的时间，而且降低了劳动强度，起下一次钻的综合时间大概有12小时，每天4万的日费，每年12口井来算，每年可以节约24万元而且加快了钻井速度。

长期在采油二厂濮城构造施工，油田勘探开发侧钻的趋势是井越来越深，裸眼段越来越长，单牙轮钻头的弊端越来越明显。2011年施工的11口井中有7口井不同程度的使用了PDC，通过在现场实践中不断摸索、论证、总结我队形成了一套小井眼PDC钻头定向使用的操作规程。

3 PDC定向两个方面

3.1 PDC钻头的安全使用

（1）在定向时保证泥浆的润滑性，降低摩阻和减少定向时托压现象。

（2）在保证携砂、井下正常的情况下尽量降低泥浆的粘切，增大排量保证PDC钻头的冷却、清洗和冲刷井壁防PDC钻头泥包。

（3）每次接单根做到晚停泵（方补芯出转盘）、早开泵（用液压钳把钻杆扣高速上紧低速带一手指宽度），小排量开泵泥浆返出、排量、泵压正常再下放钻具。

（4）井口装好刮泥器防落物，每次接完单根缓慢接触井底，钻压逐渐加至钻进钻压。

（5）每次起钻换螺杆大排量循环将井底砂子携带干净，井下不正常配封闭再起钻，尽量减少PDC钻头下钻中途遇阻划眼。

（6）下钻遇阻不超过5吨，否则接方钻杆开泵划眼，防止遇阻下压

过多钻头进入砂子多开泵堵水眼从而泥包钻头。

（7）划眼排量开至钻进排量，划一段巩固一段，接单根晚停泵、早开泵。

（8）下钻井下正常不遇阻，提前至少甩一个单根接方钻杆，开泵循环半小时后划眼到底，井底造型0.5米PDC钻头接触新地层后再逐渐加大钻进钻压。3.2 PDC钻头定向技术

（1）PDC定向反扭角调至80°-100°左右（单牙轮一般350°-400°左右），如果是泥岩居多的地层，反扭角根据不同工况而定，一般不超过50°，定向一段时间井眼形成定向趋势后再适当调大反扭角加快定向速度。

（2）根据泵压、钻时、工具面变化的规率送钻，勤送少送稳好工具面。

（3）定向期间工具面受地层倾向和角度影响，可以适当通过调整泵冲，来达到控制工具面的稳定性。

（4）PDC钻头的结构要求：钻头切削部分和保径部分一般在80mm左右，此时工具面调整灵活，太长和地层接触面大，工具面不容易摆到合适位置，从而降低定向速度。

4 PDC钻头在下面三口井明显见到效果

（1）濮2-侧侧472井裸眼长度663米，平均机械钻速5.22米/小时，全井使用一只川克的四道翼PDC钻头，第一次入井进尺495米，机械钻速5米/小时，因堵漏打DSR起钻，第二次入井进尺168米，机械钻速5.9米/小时。

（2）濮2-侧96井裸眼长度998米，设计最大井斜，2.91°，正好适用PDC钻头小钻压、高转速降斜确保中靶的要求，开完窗使用PDC钻头，进尺293米，机械钻速3.65米/小时，下部因地层因素PDC易泥包，井漏、出水、井下复杂使用3只单牙轮钻头钻完进尺，平均机械钻速2.45米/小时。

（3）濮3-侧25井裸眼长度946米，设计最大井斜13.57°，实际最大井斜19°，使用PDC钻头定向，复合钻进，一个PDC钻头打完进尺，平均机械钻速3.51米/小时。

通过强化PDC钻头使用操作规程、优化钻进参数、调整泥浆性能，PDC 钻头的合理使用提高了机械钻速，缩短了钻井周期，减少了频繁起下钻换钻头的次数，节约了钻头成本，降低了钻工的劳动强度，实现了公司提出的提速增效、节能降耗的目标。

希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：

1、生气，就是拿别人的过错来惩罚自己。原谅别人，就是善待自己。

2、未必钱多乐便多，财多累己招烦恼。清贫乐道真自在，无牵无挂乐逍遥。

3、处事不必求功，无过便是功。为人不必感德，无怨便是德。