钻头的合理选型在钻井施工过程中起着非常重要的作用，是提高钻进速度的重要手段之一。在以往钻头选型时，大多数采用分析邻井资料或通过室内地层岩石可钻性实验，对地层岩石可钻性进行分级、对比。这种室内测定方法存在着许多不足：1.难以反映岩石在地下所处的真实条件；2.受到岩心资料的限制；3.建立地区岩石可钻性剖面需要进行大量岩石性质测定实验，需花费大量的人力和物力。因此，对新探区和岩心资料少的探区，就有必要开展钻头合理选型的新方法研究。本文就是利用随钻录测井资料，来开展钻头选型的研究。现场随钻录井数据，能够真实反映井下岩石的特性。根据录井资料可以获得地下岩石的可钻性、地层研磨性系数等性质。

 

　　2、录井参数与岩石可钻性关系

 

　　1.地层微可钻性系数模型建立

 

　　①利用五点钻速法的实钻数据，求取门限钻压和转速指数。

 

　　②建立钻头数据库，求水力转换系数和压差影响系数等区域常数。可利用进尺加权法对相应层段进行处理得到。

 

　　③录井数据处理：

 

　　(i)逐米计算标准化钻时：

 

　　(1)

 

　　式中－钻时，min/m；－标准化钻时，min/m；－门限钻压，kN；－水力转换系数；－钻头比水马力，kw/cm2；－钻压，kN；－转速，rpm；，，－分别是加权平均钻压，转速和比水马力；λ为系数。

 

　　(ii)微可钻性系数与标准化钻时关系

 

　　(2)

 

　　式中－岩石微可钻性系数；为系数。

 

　　(iii)钻时录井曲线的分段处理及非均质地层的校正，包括恒变换和恒变换。

 

　　(3)

 

　　式中－地层研磨性系数；－钻头纯钻进时间，h；为计算系数；－牙齿磨损系数；－牙齿最终磨损量，为系数。

 

　　(iv)根据不同钻头类型，分别计算地层参数。对于铣齿钻头，计算地层研磨性系数、牙齿磨损系数和地层可钻性系数；对于镶齿钻头，计算牙齿最终磨损量〖2〗、地层研磨性系数和地层可钻性系数；

 

　　根据同一构造上每口井的录井资料处理，建立区域可钻性变化规律及钻头最优选型图版，对应不同的地层，可得到综合钻井成本最低的钻头类型。根据上述算法，最后可建立区域地层可钻性级值与钻头选型实用模式。

 

 

　　利用录井资料进行钻头选型，在试验井上进行了现场应用试验。

 

　　该井的下部井段（4600以下）钻头尺寸为215.9毫米，钻头类型为ATJ11镶齿钻头，IADC编号是437，连续使用三只同样的钻头，仅喷嘴尺寸稍有差别，钻井参数基本相同。

 

　　该段从4649至4713米共64米，地层研磨性系数由高渐降低。由于钻头牙齿的钝化，在钻完这段地层后，钻速逐渐下降，可钻性系数基本不变，反映了牙齿的自然钝化趋势。这只钻头起出后，牙齿和轴承的实际磨损也基本反映了这种情况。钻头B从4819米开始钻进，钻速得到提高，接近整段平均钻速，地层研磨性系数和可钻性系数值都基本保持不变，反映这段地层比较均匀，钻头的磨损变化较正常。钻头C从4955米钻进，钻速没有太大变化，但地层研磨性系数逐渐增大，可钻性系数值基本不变，表明地层进入了高研磨性硬地层，此时应选择合适的钻井参数和水力参数。起出后的钻头表明磨损很严重，这与钻头选型不当有关。

 

　　从上述结果可知，钻头A基本适应地层，钻头B未充分使用，钻头C的选型和钻井操作参数是不合适的。因此，对这三段地层，可考虑重新设计钻头选型如下：

 

　　在钻头A前面的那只钻头应尽可能钻进至4713米，由于夹层段不很厚，这是有可能做到的。钻头类型可选用中或中软型ATJ11钻头（IADC编号为437或517）；从4713米处起钻换新钻头，改用较硬钻头，中或中硬（IADC编号为537或617）都可以，采用合适的钻井参数，一只钻头钻完剩余的井段，这样可以节约大量的时间和钻井费用。在末段，要注意防止由于钻头的过渡磨损产生的缩径等问题。

 

　　根据研究得出的试验地区钻头选型结果，在两口试验井上进行了应用，其应用结果是：本井钻头使用数量比本区块同类型井相比节约20％，钻井周期缩短近两个月，整口井节约钻井成本一千多万元。

 

 

　　利用录井资料来合理的选择钻头，在理论和实际上是可行的，它给钻头选型又开辟了一条新途径，通过对该方法的初步研究探索，可得出如下结论：

 

　　1.随钻录井参数能够反映地下岩石的可钻性，这一点已在室内实验中得到验证。利用回归分析方法得出的微可钻性与岩石可钻性关系模型，可用于钻头选型和钻井设计，这对于一个新探区钻井工作来说具有很大的指导意义。

 

　　2.根据试验地区已钻探井的录井资料得出的钻头选型结果，可作为该区以后钻井设计时参考。