摘要：為滿足快速鉆進(jìn)的需要，鉆井工程現(xiàn)場越來越多地使用PDC鉆頭，提高鉆井速度，減少起下鉆次數(shù)，避免掉牙輪等復(fù)雜事故，但在應(yīng)用中經(jīng)常有PDC鉆頭泥包的現(xiàn)象。在分析泥包原因的基礎(chǔ)上，從改善鉆井液性能、改變鉆井參數(shù)、精心操作等方面，提出了預(yù)防PDC鉆頭泥包的技術(shù)措施，有助于解決PDC鉆頭泥包的問題。
1PDC鉆頭泥包的現(xiàn)象
鉆進(jìn)過程中，PDC鉆頭使用沒到期且所鉆地層巖性沒發(fā)生變化，如果出現(xiàn)以下情況，就說明鉆頭被泥包了。
(1)鉆進(jìn)中，鉆時(shí)明顯增加，從每米幾分鐘上漲至幾十分鐘。
(2)下鉆或短起下后，鉆時(shí)較快，鉆進(jìn)幾米后，鉆時(shí)明顯變慢。
(3)鉆進(jìn)中，其它參數(shù)不變的情況下，泵壓上漲，扭矩變??；起出鉆頭后，切削齒、流道槽、保徑部分有濾餅，說明在鉆進(jìn)過程中發(fā)生了泥包。
2造成PDC鉆頭泥包的原因
造成PDC鉆頭泥包的原因主要有以下幾個方面因素。
(1)鉆井液性能方面：鉆井液性能差，如失水大、濾餅厚、抑制性差、潤滑性能差等。
(2)鉆進(jìn)地層特性方面：軟泥巖地層、易吸水膨脹的地層或軟硬交錯的地層，易形成泥包。
(3)鉆進(jìn)參數(shù)方面：鉆進(jìn)中排量較小，未能將鉆屑及時(shí)帶離井底，造成重復(fù)切削。鉆進(jìn)中鉆壓不均勻，使切削齒瞬間切入地層的深度不一致，特別是鉆時(shí)變慢后，盲目加大鉆壓，會迅速包死PDC鉆頭。
(4)PDC鉆頭選型方面：選用中心孔流道較小的PDC鉆頭，容易導(dǎo)致鉆屑堵在底部，造成泥包。
3預(yù)防PDC鉆頭泥包的技術(shù)對策
使用PDC鉆頭對鉆井液和工程措施都提出了比牙輪鉆頭更高的要求，不能將適合牙輪鉆頭的參數(shù)用到PDC鉆頭使用上。根據(jù)對PDC鉆頭泥包原因的分析，除地層原因是無法進(jìn)行人為調(diào)整控制的外，其它幾方面的因素都是人為可控的，主要采取以下措施來預(yù)防PDC鉆頭泥包。
3.1下入PDC鉆頭前維護(hù)處理好鉆井液性能
鉆井液性能是否良好是防PDC鉆頭泥包的重要因素?？梢韵胂髢煞N極端情況，一是PDC鉆頭放入泥漿罐中，一是PDC鉆頭放入淤泥罐中，前者肯定不會泥包，而后者肯定會泥包。要達(dá)到不泥包的狀態(tài)，應(yīng)調(diào)整好鉆井液性能。調(diào)整鉆井液性能又主要是控制鉆井液的失水，提高鉆井液的抑制性、潤滑性。
(1)鉆進(jìn)中，應(yīng)降低鉆井液失水，避免地層吸水后形成厚濾餅阻卡等。
(2)抑制性：加入大分子包被劑、聚合醇等，抑制泥巖地層造漿、分散。
(3)潤滑性：做到粘性泥巖的鉆屑在PDC鉆頭上粘不起，必須加足潤滑劑、清潔劑，加量與當(dāng)時(shí)鉆井液密度等有關(guān)系。清潔劑加足是以鉆井液不起泡為準(zhǔn)，潤滑劑加量一般為1%～3%。
(4)鉆進(jìn)中，應(yīng)加強(qiáng)固相控制，只有盡量清除劣質(zhì)固相，才能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的鉆井液性能。
3.2工程措施
工程措施也是防PDC鉆頭泥包的重要因素。PDC鉆頭鉆速快、鉆屑多，必須要有足夠的排量，迅速帶出鉆屑；否則重復(fù)切削會形成淤泥而泥包鉆頭。同時(shí)，對其它措施也有較高要求。
(1)排量：Φ216井眼中應(yīng)盡量提高排量，應(yīng)保持在30～35L/s之間，而現(xiàn)場實(shí)際排量一般在25～28L/s之間，低排量只適于牙輪鉆頭，而不適應(yīng)鉆井速度較快的PDC鉆頭。
(2)鉆壓：在不井斜的情況下，加大鉆壓有利于提高鉆速，但在軟泥巖地層加大鉆壓易形成泥包，送鉆均勻，避免送不均勻造成PDC鉆頭泥包。
(3)下PDC前進(jìn)行短起下，消除厚濾餅、阻卡，有利于防泥包。
(4)適當(dāng)?shù)貙酉翽DC，防止因地層原因造成的泥包。加強(qiáng)PDC鉆頭選型，以適應(yīng)新鉆地層。
(5)鉆進(jìn)中，鉆時(shí)變慢，懷疑PDC鉆頭泥包，應(yīng)將PDC鉆頭上提，離井底1m～2m，增大排量，提高轉(zhuǎn)速，爭取將部分泥包的鉆屑甩掉，便于繼續(xù)鉆進(jìn)。
(6)下PDC鉆頭前應(yīng)測量起出的牙輪鉆頭外徑，防止PDC鉆頭下入小井眼遇卡，同時(shí)預(yù)防PDC鉆頭下入井徑變小的井眼段，減少鉆頭泥包。
(7)下入PDC鉆頭，由于有保徑部位接觸井周，相當(dāng)于一個小扶正器，改變了鉆具的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致剛性增強(qiáng)。因此，在厚濾餅段、井斜率變化大的井段要用牙輪鉆頭通井，應(yīng)有耐心堅(jiān)持劃眼，待井眼暢通后再下PDC鉆頭。
(8)優(yōu)選PDC鉆頭，在易泥包地層選用排水槽大的PDC，使鉆屑能容易及時(shí)地排出，減少發(fā)生泥包。
3.3現(xiàn)場實(shí)例
(1)某井Φ216井眼因溢流導(dǎo)致井下垮塌，埋鉆具，被迫側(cè)鉆。井深2635.00m～5050.34m為側(cè)鉆段，其中2660m為井斜最大點(diǎn)，5.54，后逐步降斜。井深4631.08m下入PDC鉆頭，鉆時(shí)慢，9h鉆進(jìn)3.37m至4634.45m。起鉆發(fā)現(xiàn)鉆頭底部形成墊層狀泥包，水眼堵3個。分析原因?yàn)镻DC鉆頭在下鉆中刮劃造斜段井壁，在未下到井底前已形成泥包，即先期泥包。后通過遇阻劃眼，分段循環(huán)，下入PDC鉆頭正常鉆進(jìn)，日進(jìn)尺40m～60m。
(2)某井Φ311.15井眼，鉆井液密度1.82g/cm。井深4164.55m下入PDC鉆頭，鉆時(shí)慢，1∶30鉆進(jìn)0.7m，鉆頭發(fā)生泥包現(xiàn)象。多次采用鉆頭提離井底0.2m～0.4m循環(huán)，鉆井液沖洗PDC鉆頭后逐漸恢復(fù)正常，平均鉆速1.5m/h。該井由于使用Φ127鉆桿，排量受機(jī)泵條件限制，只有30～32L/s；后在同構(gòu)造上使用Φ127鉆桿，排量達(dá)40～42L/s，同井段使用同型號鉆頭，無泥包現(xiàn)象，并且機(jī)械鉆速高，可見排量小也是造成PDC鉆頭泥包主要因素。
4結(jié)語
(1)維護(hù)處理好鉆井液性能是預(yù)防PDC鉆頭泥包的主要技術(shù)措施之一。
(2)優(yōu)化鉆井參數(shù)，特別是采用大排量及時(shí)清除鉆屑和下入PDC鉆頭前使井眼暢通，也是有效預(yù)防PDC鉆頭泥包的主要措施。
(3)使用PDC鉆頭有利于快速鉆進(jìn)，但是必須考慮到使用PDC鉆頭特殊性，克服按使用牙輪鉆頭操作PDC鉆頭的慣性思維，認(rèn)真解決各種不利的影響因素，才能真正將這一先進(jìn)工具轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。
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