[發明專利]可用于砂礫巖地層的新型刮刀式PDC鉆頭

在審

• 申請號: 202110363700.7
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113107372A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 蔣貴智;胡棚杰;國林帥;張俊成;王露;唐川富;李江;張武昌;蔣戰峰;孫雷;李玥;李丁紅
• 申請（專利權）人: 新疆貝肯能源工程股份有限公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;湯潔

本發明涉及PDC鉆頭技術領域，是可用于砂礫巖地層的新型刮刀式PDC鉆頭，第一切削刀翼、第二切削刀翼、第三切削刀翼、第四切削刀翼、第五切削刀翼、第六切削刀翼分布角度分別為0°、55°、115°、183°、245°、305°，第一切削刀翼上最靠近鉆頭本體中心的一個切削齒和緊鄰該切削齒的另一個切削齒的前傾角分別為25°和22°，第二切削刀翼、第三切削刀翼、第五切削刀翼、第六切削刀翼上的切削齒的前傾角均為21°。本發明結構合理而緊湊，使用方便，其通過切削刀翼的數目、切削刀翼的分布角度、切削齒角度、切削齒出刃高度、切削齒長度等參數的設置，使本申請不僅可以用于砂礫巖地層鉆進，而且切削效率效果好、切削效率高。

技術領域

本發明涉及PDC鉆頭技術領域，是可用于砂礫巖地層的新型刮刀式PDC鉆頭。

背景技術

瑪湖凹陷位于準葛爾盆地西北緣，瑪湖凹陷斜坡區三疊系百口泉組具備扇控大面積成藏特征，是新疆油田油氣儲量與產量新基地。三疊系百口泉組砂礫巖致密油藏位于準噶爾盆地西北緣中央坳陷瑪湖凹陷斜坡區。自下而上發育三疊系百口泉組、克拉瑪依組、白堿灘組，侏羅系八道灣組、三工河組、西山窯組、頭屯河組、齊古組及白堊系吐谷魯群地層，主要儲層百口泉組從上到下依次為百三段、百二段和百一段。縱向上分布多套砂礫巖地層，可鉆性差。八道灣組底部礫石含量較多，克拉瑪依組上段也有部分砂礫巖，百口泉組為砂礫巖地層，礫巖粒徑一般為10-50mm，PDC可鉆性級值8-9，機械鉆速僅有2.04m/h。砂礫巖儲層長水平段鉆進困難。2000m 長水平段，鉆具摩阻扭矩大，井壁穩定性差、巖屑清除困難，易發生卡鉆，且砂礫巖儲層可鉆性差，鉆進機械鉆速僅為2.06m/h，嚴重制約水平段延伸能力。總之，新疆瑪湖凹陷百口泉組致密砂礫巖儲層物性差，地層可鉆性差，機械鉆速極低，嚴重制約了瑪湖區塊致密油開發的進程。

瑪湖凹陷在鉆井過程中使用鉆頭較多，有S1655FG、S1955、MD517、MSI613LWPX、MD517、SF54VH3、SF54H3、MD517、MI516UPX、MDi513等不同型號鉆頭，鉆井過程中一開機械鉆速快，白堊系吐谷魯群平均機械鉆速15m/h以上，而淺部白堊系地層含有較多疏松泥巖地層，二開八道灣組以上平均機械鉆速在8m/h左右，機械鉆速較快，二開井段地層軟（鉆遇地層以泥巖為主）、傾角大、夾層較多，三開井段平均機械鉆速整體較低，平均機械鉆速均在3m/h左右，主要目的層百口泉組底層礫石發育，大部分井機械鉆速在2m/h以下。

白堿灘組以下，特別是克拉瑪依組和百口泉組地層巖性為礫石與泥巖的互層，井壁易坍塌且易使鉆頭磨損，造成機械鉆速低。中下部地層由于井眼直徑小，小尺寸牙輪鉆頭承壓小、地層致密堅硬，導致機械鉆速慢、鉆頭消耗多、起下鉆次數多。金剛石鉆頭價格昂貴，而且無十分明顯的提速。對降低該區塊鉆井經濟成本不顯著，因此有必要針對瑪湖凹陷致密堅砂礫巖地層設計新型鉆頭來提高機械鉆速，實現高效鉆井，節約成本。

發明內容

本發明提供了可用于砂礫巖地層的新型刮刀式PDC鉆頭，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有PDC鉆頭用于砂礫巖地層鉆進存在切削效率效果差、切削效率低的問題。