周庄区块PDC钻头泥包的原因分析及对策研究

卜志丹，徐旭东 （中石化江苏油田分公司石油工程技术研究院，江苏 扬州225009）

目前高效的PDC钻头被广泛应用，有效地提高了机械钻速。但PDC钻头的泥包问题使得PDC的复合片不能有效的切削岩石，导致钻井速度变慢，被迫起钻，制约了PDC钻头效益的发挥。在周庄区块连续钻的3口井都出现了PDC钻头泥包现象，拖长了建井周期，因此有必要对该区块的PDC钻头泥包现象加以分析，指导接下来的钻井生产。

1 周庄区块PDC钻头泥包的特征

表1为周庄区块部分井钻头泥包情况统计。周庄区块PDC钻头泥包的特征主要有：在钻进过程中，钻时增大幅度比较大时，钻压增大或减小对钻速无明显影响；其他参数不变的情况下，泵压上涨或无明显变化，扭矩变小或扭矩变化范围变小；起下钻过程中有“拔活塞”现象，短起下后钻时较快，钻进几米后，钻时明显变慢；PDC被起出钻头后，发现钻头的流道槽、切削齿等部分存在泥饼。

表1 周庄区块部分井PDC钻头泥包情况统计

2 周庄区块PDC钻头泥包原因分析

2.1 地质条件

从表1统计情况看，在周庄区块的盐城组 （Ny）、三垛组 （Es）和戴南组 （Ed）都有PDC钻头泥包现象，笔者认为主要是由于：盐城组的不成岩的软泥易粘附于钻头表面，钻进过程中被压实后易导致泥包；三垛组泥岩水化分散，使固相含量增加，吸附于钻头表面造成泥包；戴南组渗透率比较高，在压差作用下，有害固相及未携带出的岩屑形成虚厚泥饼，起下钻过程中在PDC钻头下方堆积造成泥包。

2.2 泥浆性能

泥浆的性能直接影响着PDC钻头效益的发挥。周庄区块使用的泥浆抑制性差，无法控制泥页岩的水化分散，固相含量吸附在钻头表面；比重大，失水多，形成过厚的粗糙泥饼；润滑性差，有害固相极易吸附在钻头上。

2.3 钻井施工技术

司钻的操作水平也是周庄区块PDC钻头泥包的重要原因之一。在下钻过程中，下钻速度、下钻遇阻的处理方式、下钻到底的操作及中途循环与否都影响着PDC钻头泥包。

周庄泥包现象的发生可能与排量和钻压有关。钻进中排量小，返速度低，不能有效清洗井眼及钻头，有害固相粘附于井壁形成厚泥饼，尤其是中上部钻速高时更为严重；钻进中钻压不均匀，使切削齿瞬间切入地层的深度不一致，特别是钻时变慢后，盲目加大钻压，会迅速包死PDC钻头［1］。

3 PDC钻头泥包的预防措施

针对周庄区块PDC钻头泥包的原因，由于地层条件是客观存在的，无法改变，因此在泥浆、钻井参数及操作水平方面提出如下预防措施。

3.1 泥浆性能方面

泥浆性能是预防PDC钻头泥包的重要因素，影响周庄区块PDC钻头泥包的泥浆因素主要是泥浆的抑制性、失水性、润滑性及固相含量，为此制定如下措施：

1）确保泥浆的抑制性 泥岩、泥砂岩井段加足抑制剂，抑制地层分散、造浆，降低泥浆的粘度和固相含量。

2）降低泥浆的失水性 加大泥浆中聚合物含量，控制失水；在渗透性地层，利用屏蔽暂堵技术，减少渗透性漏失，提高泥饼质量。

3）保证泥浆的润滑性 加入适量的润滑剂，提高钻井液的润滑程度，使粘性泥岩在PDC钻头上粘不上，泥岩井段钻进时加入适量防泥包剂RH4，防钻头泥包。

4）加强固相含量的控制 保证排量和一定的上返速度，大小分子合理搭配，是泥浆有一定的剪切稀释能力，岩屑被成功返出井里，同时使用好四级固控设备，尤其要充分使用好离心机，振动筛筛布目数应不小于80目，同时配合人工清砂，及时清除泥浆中的无用固相。

3.2 钻井施工方面

1）司钻操作 在钻头入井前认真涂抹润滑油；下入PDC钻头前做好循环、短起下工作［2］；下钻过程中还应适当控制速度［3］，保证中途循环；下钻到底时必须先开泵。

2）钻井施工参数 在钻井过程中尽量采取大排量钻进，保证PDC钻头的充分清洗，提高泥浆的清洗返砂能力；在软泥岩中钻进，应尽量采用低钻压、高转速、大排量，不要使用高钻压去追求略高一点的钻速；加钻加压一定要均匀，严防溜钻。

经过分析周庄地区使用PDC钻头出现泥包的特征及原因，应用以上预防措施，在接下来钻进的周60－2B和周X63施工过程中均未发生PDC钻头泥包现象，而且相同井段的机械钻速高于该区块前面施工的邻井。

4 结论及建议

现在钻井施工中PDC钻头的使用大大提高了机械钻速，降低了钻井周期，但由于PDC钻头易泥包的缺点，所以对泥浆的性能、司钻的操作及钻井参数的优化提出了更高的要求。在分析过程中得到如下结论及建议：①维护好泥浆性能是预防PDC钻头泥包的关键技术之一，特别是钻井液的抑制性、失水性、润滑性及固相含量的控制。②下钻工程是易发PDC钻头泥包的重要环节，因此，在钻头入井前认真涂抹润滑油，下钻前做好循环短起下工作，下钻过程中要控制好下钻速度，中途要循环，到底前必须提前开泵。③钻井参数的优化，特别是大排量及时清除岩屑和均匀施加钻压也是预防PDC钻头泥包的重要措施。

［1］邓传光，朱明玉，黄焰，等.PDC钻头泥包原因分析及对策 ［J］.钻采工艺，2006，29（6）：127－128.

［2］高明亮 .鄂北工区PDC钻头泥包特征分析及预防措施 ［J］.探矿工程，2009，36（9）：21－27.

［3］白龙 .塔河油田PDC钻头泥包原因分析及对策 ［J］.西部探矿工程，2001 （5）：75－76.