胡群爱 中国石化集团公司 高级专家

涂关富 石化机械 钻完井工具领域高级专家

    面对不同地区的油气资源特性，如何精准选择合适的钻头类型及参数，以确保钻井作业安全高效？

    胡群爱：钻头的选择与使用直接影响钻井速度、井身质量及施工安全。面对不同的地质条件，利用工程板块一体化优势，可开源使用钻井工程数据库、地质综合数据库和测井数据库，充分掌握井位及井身结构数据、岩性及测井数据、钻头特征及使用数据、动力钻具及提速工具数据等参数，对地层岩石可钻性进行综合分析评价，为钻头优选提供数据支撑。同时，通过大数据分析技术指导钻头的选型、设计和使用，并合理配比钻井参数，使钻头的选用从依赖经验转向依据科学的结构特征分析和大数据优选，建立PDC钻头数字化选型技术体系及配套钻井参数，有效缩短钻井周期，确保钻井作业安全高效。

    涂关富：在极端或复杂地质环境中，钻井作业面临诸多挑战，如夹层多、掉块多、地层研磨性强、可钻性差，钻头失效严重、单趟行程进尺少、机械钻速低等问题，选择合适的钻头类型和参数设计尤为重要。要提前分析所钻地层的岩石力学特性，包括岩石的抗压强度、研磨性、塑性、均质性等，同时结合钻井施工工艺参数和同区块同层位钻头的失效特征，综合考量，优化钻头选型与参数设计。

    针对硬地层与砾石层，推荐采用锥球齿、三棱齿、斧形齿等异形齿金刚石钻头，能显著提升在硬夹层钻进中的抗冲击能力。在须家河组等强研磨性地层，则应选择高耐磨、高热稳定性的复合片，配合小规格及高密度布齿结构，搭配低速钻进工具，以增强钻头稳定性与耐磨性，延长使用寿命。对于掉块多、可钻性差的地层，推荐使用“先锋”系列防卡金刚石钻头，能有效降低卡钻风险，提高切削效率。在三维定向钻井施工中，高承载定向混合钻头成为优选，不仅能满足强化、激进参数钻井工艺的需求，而且能显著提升钻井效率，确保高效安全作业。

    钻井工艺的进步是否会影响油气钻头的选择与应用？新的钻井技术是否对钻头性能提出了更高的要求？

    涂关富：钻井工艺的持续进步推动钻头技术不断创新发展。不同钻井工艺对钻头性能的需求各异，例如直井钻进强调钻头的稳定性与攻击性，定向钻进则更加注重钻头的导向性、稳定性及造斜率。此外，钻井工具与钻头的匹配也至关重要，如旋导工具需要与旋导金刚石钻头相配、扭冲工具则需匹配强化攻击性的钻头。应对不同地层特点，需要综合考虑钻井工艺、钻头钻具组合的应用效果，以最大化提升钻进效率。

    高压喷射钻井、激进参数科学钻井等新型钻井技术的出现，也对钻头性能提出了更为严苛的要求。如在高压喷射钻井中，需平衡钻头的水力破岩能力与防冲蚀性能，以提升机械钻速、延长钻头使用寿命；在激进参数科学钻井中，要充分考虑高钻压、高转速、高泵压、大排量等参数对钻头切削地层时反作用力的影响，优化切削结构、水力结构、保径结构、稳定结构等设计，并提升切削齿的抗冲击能力、耐磨能力及热稳定能力，在机械钻速与使用寿命间找到最佳平衡点。

    胡群爱：随着钻井工艺进步，为满足特殊工艺井、特殊区域、特殊层位的要求，充分发挥PDC钻头的最大效能，中原石油工程金刚石钻头厂针对不同区块、不同井型、不同地层、不同井段实施“一井一策、一段一策”的个性化钻头设计与应用方案，能有效提高机械钻速、延长钻头寿命、降低钻井成本。我们推出了诸多个性化定制的新型钻头，并形成了产品系列，如能提高水力能量利用率的脉冲高喷射钻头，用于定向井造斜的定向钻头，用于水平段施工的防卡钻头，适用于砾石层、夹层中的Stinger切削齿和抗磨损抗冲击的5D异形切削齿系列钻头，适用于通井、扫塞、套管内钻附件的锥形钻头，适用于旋转导向钻井的高速PDC钻头等，为实现石油工程“四提一降”施工目标提供了高性能高性价比的提速工具，加快推动自研提速新利器、新工艺、新理念成果转化为低成本、高质量发展的新动能。