张海忠，吕晓平，李 军，李清磊，宋宏伟

1中国石油西部钻探国际工程公司2中国石油大学（北京）石油工程学院

0 引言

油气钻探中，钻头是钻进地层的破岩工具，其性能优良对钻井机械钻速的提高起着决定性的作用，随着钻头技术的飞速发展，钻井速度也不断提高［1］。特别是近年来，钻头的设计理念由过去的地层适应钻头转变为钻头适应地层，各钻头生产商根据实际钻井需要，推出满足不同地区、不同地层的个性化钻头，其中个性化高效破岩PDC钻头在攻击性、抗冲击、抗研磨性及导向性等方面具有显著优势，对于提高机械钻速、缩短作业周期发挥着无可比拟的优势［2］。在东海平湖油气田大位移定向井采用定制设计的两只PDC钻头后，同比邻井机械钻速提高了27.29%和65.97%，同时减少了井下复杂情况发生率［3］。

但砾岩地层是PDC钻头的破岩禁区，目前绝大部分地区依然选择牙轮钻头进行破岩。而个性化切削齿、破岩齿的出现，使PDC钻头在砾岩地层钻进破岩成为了可能［4-5］。针对不同区块的砾岩地层，众多研究人员开展针对性的研究，研制了与地层相匹配的个性化PDC钻头，大港油田采用新型PDC钻头顺利钻穿30～120 m的砾岩层，实现了多套地层单只钻头“一趟钻”工艺［6］；针对塔里木油田库车山前致密砂岩油气藏巨厚砾石层，个性化PDC钻头设计采用创新研发的多棱齿，显著提高了抗冲击性能，与同井段同岩性邻井相比，单只钻头进尺提高150%，平均机械钻速提高1倍［7］。因此，有针对性设计的个性化PDC钻头实现了砾岩破岩和一趟钻技术，大大节约钻井周期和降低钻井成本。……