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随着PDC钻头设计及制造工艺技术水平的发展,PDC钻头已然成为当前运用最广的钻头品种之一。PDC钻头在钻软到中等硬度地层时具有机械钻速高,寿命长,起下钻次数少等特点,经济效益十分显著。对于一些特殊地层,常规的PDC钻头不能满足高效钻井要求,需要针对不同地层特点有针对性地设计个性化的钻头。比如破碎性地层,井下掉块常常导致常规设计的PDC钻头出现卡钻现象,严重的甚至会造成钻头掉齿、断刀翼等井下事故。再如含砾石夹层的地层,用常规PDC钻头钻进时会出现钻头不平稳、跳动,PDC复合片崩裂、磨损消耗快,机械钻速低,寿命短等问题。因此针对特定地层和使用条件进行个性化PDC钻头设计对提高机械钻速有重大理论及应用价值。本文首先根据QK18-1油田测井资料,通过建立地层抗压强度、抗剪强度、硬度、可钻性、研磨性与测井参数(声波时差、密度、电阻率)之间关系模型,求取QK18-1油田地层岩石力学参数、岩石可钻性、研磨性剖面,为其后钻头优先和个性化钻头设计提供基础参数。利用灰色关联理论,建立了钻头型号和岩石力学参数、岩石可钻性、岩石研磨性之间关联关系,优选了QK18-1有不同层位不同井眼尺寸的钻头类型。根据QK18-1油田地层岩石力学参数特征,优化了适合于QK18-1油田的PDC钻头的冠部结构、布齿方案,通过PDC钻头井底流场特征,优化了PDC钻头水力结构,减少了钻头泥包。在QK18-1油田钻头优选和个性化钻头设计之上,对新设计出的PDC钻头进行了现场试验,对比分析了QK18-1油田2013年及2013年前钻头使用情况,根据试验结果,推荐了QK18-1油田不同层位的钻头类型及钻井参数。QK18-1油田在Φ311.15mm井眼,推荐采用BEST TS1951SS的PDC钻头,相应的钻井参数为：钻压60-80kN,转速70r/min～90r/min,排量60L/s,泵压15～18MPa。在Φ215.9mm井眼,推荐采用川克CKS605PDC钻头,相应的钻井参数为：钻压60-80kN,转速40r/min～60r/min,排量30L/s,泵压16-19MPa。