摘 要：PDC鉆頭發(fā)生泥包時(shí)，切削齒和鉆頭體上會(huì)黏附大量的泥頁(yè)巖切屑，影響破巖效率，弄清泥包機(jī)理是了解泥包影響因素、預(yù)防和清除泥包的前提。為此，通過(guò)調(diào)研、分析近年來(lái)國(guó)內(nèi)外PDC鉆頭泥頁(yè)巖地層鉆進(jìn)泥包發(fā)生機(jī)理、防止和清除泥包等方面的大量文獻(xiàn)，從鉆井液類型及性能、鉆頭結(jié)構(gòu)、鉆頭水力學(xué)參數(shù)和PDC鉆頭其他處理等4項(xiàng)技術(shù)方面，總結(jié)論述了預(yù)防和減少PDC鉆頭泥包的新成果、新方法和新動(dòng)態(tài)。進(jìn)而認(rèn)識(shí)到：①從微觀層面研究泥頁(yè)巖巖屑與鉆頭表面的黏附機(jī)理是研究泥包機(jī)理的未來(lái)方向；②通過(guò)向水基鉆井液中添加化學(xué)添加劑以使其具有油基鉆井液的性能的方法具有可取性；③預(yù)測(cè)泥包的鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)和水力學(xué)參數(shù)的確定需要大量的實(shí)驗(yàn)研究；④建立井底流場(chǎng)特點(diǎn)與鉆頭泥包的量化關(guān)系是今后數(shù)值模擬的研究方向。
關(guān)鍵詞：PDC鉆頭 鉆井液 泥頁(yè)巖 泥包 機(jī)理 防止和清除泥包 對(duì)策
Bit bailing mechanism and research progress in countermeasures for PDC bit drilling in mud shale formations
Abstract：Massive mud shale cuttings will adhere to cutters and bit body when PDC bit bailing occurs，which affects rock breaking rate．To clarify PDC bit balling mechanism is the prerequisite for summing up influence factors and studying the methods and measures of preventing and eliminating bailing．In view of this，from a collection of the relevant literatures at home and abroad．we summarized new achievements，methodologies and trends in the research of prevention and mitigation of PDC bit balling in four aspects．including drilling fluid type and property，bit structure，bit hydraulic parameters and other processing of PDC，on thc basis of bit balling mechanism，countermeasures and application．On this basis，the following research directions in this field were propsed．It will be a trend to research the adhesion mechanism between the shale cuttings and bit from the microscopic point of view and to establish the quantitative relationship between the downhole flow field and bit bailing．The method will be considered available ill letting the water base drilling fluid present the oil base drilling fluid¢s property by adding sonic chemical additives．Massive experinlents will be necessary to determine the bit structure parameters and bit hydraulic parameters for the prediction of bit balling．
Keywords：PDC bit，drilling mud，mud shale,balling mechanism，countermeasure
近年來(lái)，頁(yè)巖氣作為非常規(guī)能源之一在全球油氣資源領(lǐng)域異軍突起，形成勘探開(kāi)發(fā)的新亮點(diǎn)。加快頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)，已經(jīng)成為世界主要頁(yè)巖氣資源大國(guó)和地區(qū)的共同選擇。提高機(jī)械鉆速、降低鉆井成本對(duì)于成功開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣至關(guān)重要。泥頁(yè)巖的硬度足以用PDC鉆頭鉆進(jìn)，通常情況下，PDC鉆頭在泥頁(yè)巖中的機(jī)械鉆速是牙輪鉆頭的兩倍[1]。然而，由于泥頁(yè)巖黏土礦物含量較高(30％～50％)，當(dāng)使用水基鉆井液時(shí)容易與水發(fā)生反應(yīng)而膨脹，膨脹的黏土具有黏性，易于黏附于切削齒和鉆頭體上造成鉆頭泥包。而且，由于PDC鉆頭為整體式鉆頭，整個(gè)鉆頭沒(méi)有活動(dòng)零部件，其與牙輪鉆頭相比更容易發(fā)生泥包。
PDC鉆頭發(fā)生泥包時(shí)，切削齒和鉆頭體上會(huì)黏附大量的泥頁(yè)巖切屑，一方面，切削齒不能直接接觸地層，影響破巖效率，導(dǎo)致機(jī)械鉆速下降；另一方面，鉆井液不能有效冷卻切削齒，導(dǎo)致切削齒壽命下降。另外，鉆頭泥包會(huì)使鉆頭像油缸內(nèi)的活塞似地工作，在起下鉆時(shí)導(dǎo)致壓力波動(dòng)和抽吸壓力，起鉆還可能誘發(fā)井涌甚至井噴。
為此，本文通過(guò)調(diào)研、分析近年來(lái)國(guó)內(nèi)外PDC鉆頭泥頁(yè)巖地層鉆進(jìn)泥包發(fā)生機(jī)理、防止和清除泥包等方面的大量文獻(xiàn)，總結(jié)出了PDC鉆頭泥包研究方面的最新進(jìn)展，并提出了研究中存在的問(wèn)題和今后的展望。
1 泥包機(jī)理及影響因素
PDC鉆頭泥頁(yè)巖地層鉆進(jìn)泥包的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)、力學(xué)耦合作用過(guò)程，弄清泥包機(jī)理是總結(jié)泥包影響因素，進(jìn)而提出防止泥包和清除泥包方法和措施的前提。
國(guó)外學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察與理論分析的方法對(duì)泥包現(xiàn)象和機(jī)理進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)方面，Zijsling[2]、Smith等[3]和Warren等[4]分別通過(guò)單齒實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)全尺寸鉆頭鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)觀察到了切削齒泥包現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，切削齒泥包是導(dǎo)致整體泥包和機(jī)械鉆速下降的潛在原因。Michael Wells等[5]利用圍壓條件下的模擬鉆進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行泥包實(shí)驗(yàn)，觀察發(fā)現(xiàn)鉆頭泥包的主要類型有：鉆頭中心泥包、排屑槽最窄點(diǎn)處泥包、排屑槽泥包和整體泥包，這幾種類型泥包發(fā)生的順序一般為：排屑槽最窄點(diǎn)處泥包®排屑槽泥包®鉆頭整體泥包。
理論分析方面，國(guó)外學(xué)者主要通過(guò)建立PDC單齒與泥頁(yè)巖地層相互作用解析模型來(lái)解釋泥包機(jī)理。Gerbaud等[6]剛假設(shè)切削齒與地層之間存在一巖屑聚集邊和一獨(dú)立于切削齒位置和摩擦力的剪切角，能量通過(guò)巖屑聚集邊傳遞到巖石。Sellami等[7]假設(shè)巖屑呈棱柱狀，根據(jù)Merchant的金屬切削模型建立了單齒作用模型。Detournay等[8]建立了存在磨損平面和不存在磨損平面情況下的單齒切削模型。Wojtanowicz等[9]建立了未磨損和已磨損切削齒的作用模型，然而在確定切削齒受力時(shí)未考慮剪切角的影響。然而以上模型但均未考慮存在圍壓情況下條帶狀泥頁(yè)巖巖屑的形成、運(yùn)移、聚集過(guò)程。Rahmani等[10]受Merchant金屬切削模型的影響，建立的理論模型考慮了圍壓產(chǎn)生的附加摩擦力和圍壓條件下的巖屑強(qiáng)度，分析了泥頁(yè)巖切屑生成、運(yùn)移、聚集，最終造成鉆頭泥包的過(guò)程。
Zijsling等[11]對(duì)PDC鉆頭泥頁(yè)巖破巖和泥包機(jī)理進(jìn)行了基本闡述。分析泥包機(jī)理發(fā)現(xiàn)，PDC鉆頭泥頁(yè)巖地層鉆進(jìn)泥包影響因素可以總結(jié)為5個(gè)方面：地層性質(zhì)、鉆井液類型及性能、鉆頭結(jié)構(gòu)、有效圍壓和鉆頭水力學(xué)參數(shù)。其中，地層性質(zhì)和有效圍壓為相對(duì)不可控因素。地層性質(zhì)方面，礦物組成、黏土含量、水含量、顆粒大小等都會(huì)影響巖屑的黏附性能[12-13]；地層陽(yáng)離子交換能力通過(guò)影響泥頁(yè)巖水化，從而影響鉆頭泥包[14]。有效圍壓方面，一般情況下，有效圍壓越大，發(fā)牛鉆頭泥包的機(jī)會(huì)越大。Ledgerwood Ⅲ[15]設(shè)計(jì)了測(cè)定泥頁(yè)巖巖屑強(qiáng)度的特殊PDC鉆頭，試驗(yàn)結(jié)果證明了以上結(jié)論。
鉆井液類型及性能、鉆頭結(jié)構(gòu)和鉆頭水力學(xué)參數(shù)為可控因素，因此可以從這3個(gè)方面入手探求防止和消除鉆頭泥包的方法和措施。
2 鉆井液類型及性能方面
混合基鉆井液和油基鉆井液可有效防止泥頁(yè)巖水化，從而大大減少泥包的發(fā)生。然而，混合基鉆井液和油基鉆井液容易污染環(huán)境(尤其是海上作業(yè))，而且價(jià)格昂貴，因此水基鉆井液在泥頁(yè)巖地層鉆井(尤其是直井)過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用[13]。
水基鉆井液鉆井液性能(如抑制性、固相含量、潤(rùn)滑性等)對(duì)泥包具有重要影響。加入大分子包被劑、聚合醇等可抑制泥頁(yè)巖地層造漿、分散；加入潤(rùn)滑劑、清潔劑可在金屬表面形成一層憎水膜，降低水化黏土和鉆頭、扶正器等金屬表面的黏附性；使用ROP增速劑可以減弱或消除泥頁(yè)巖巖屑之間和巖屑與鉆頭體之間的相互黏聚，從而有效減少泥包[16-18]。
3 鉆頭結(jié)構(gòu)方面
PDC鉆頭結(jié)構(gòu)方面，鉆頭類型，冠部形狀，水力結(jié)構(gòu)，切削齒形狀、數(shù)量、角度等均會(huì)對(duì)泥包產(chǎn)生重要影響。
3．1 鉆頭類型和冠部形狀
Hemphill等[19]認(rèn)為，預(yù)防泥包鉆頭設(shè)計(jì)比水基鉆井液化學(xué)性能更加重要，趙佩華等㈨1通過(guò)泥包實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，相同鉆進(jìn)條件下，具有拋物線輪廓和刮刀水力設(shè)計(jì)的PDC鉆頭在鉆進(jìn)泥頁(yè)巖地層時(shí)不太容易產(chǎn)生泥包，而采用脊式布齒或開(kāi)放表面水力設(shè)計(jì)的PDC鉆頭、平的或圓輪廓的PDC鉆頭、淺錐形輪廓PDC鉆頭更易產(chǎn)生泥包。而且，脊柱式PDC鉆頭性能受鉆井液類型、性能影響較大，而刀翼式PDC鉆頭受其影響較小。
3．2 水力結(jié)構(gòu)
PDC鉆頭水力結(jié)構(gòu)對(duì)于鉆頭泥包有重要影響，因?yàn)?span lang="EN-US">PDC鉆頭水力學(xué)效果的好壞都是通過(guò)水力結(jié)構(gòu)來(lái)體現(xiàn)的。噴嘴形狀、位置、角度和組合方式是影響井底流場(chǎng)的重要參數(shù)，目前主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)[21]和數(shù)值模擬[22-24]。胡的方法進(jìn)行研究，但尚未與PDC鉆頭泥包建立直接關(guān)聯(lián)。黃英勇等[24]研究發(fā)現(xiàn)，定向噴嘴有利于減少鉆頭泥包，“打蛋器”式PDC鉆頭的設(shè)計(jì)著重于由定向噴嘴所起的削皮作用。盡管該鉆頭在實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)中未產(chǎn)生泥包，但其仍未被廣泛地用作抗泥包鉆頭。
排屑槽方面，使用較多的參數(shù)為排屑槽體積(JSA)和面積(FV)，一般認(rèn)為，排屑槽體積越大，發(fā)生鉆頭泥包的機(jī)會(huì)越小。而wells等[5]通過(guò)對(duì)鉆井模擬系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，FV和JSA與PDC鉆頭的清潔能力沒(méi)有相關(guān)關(guān)系，其不能作為預(yù)測(cè)泥包的指示參數(shù)；而排屑槽最窄點(diǎn)處過(guò)流截面積是影響PDC鉆頭泥包的一個(gè)重要參數(shù)。另外，Graham等[12]研究發(fā)現(xiàn)，空隙體積比VVR(定義為FV與TV之比) 與泥包機(jī)械鉆速密切正相關(guān)。排屑槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，Wells等[5]通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，條帶狀泥頁(yè)巖在鉆頭冠部附近產(chǎn)生，并沿著垂直于巖石切削齒交界面的方向運(yùn)動(dòng)，最終在排屑槽某處交匯，基于此提出了一種排屑槽輪廓設(shè)計(jì)思路。
3．3 切削齒結(jié)構(gòu)參數(shù)
與常規(guī)PDC齒相比，碳化鎢基體上設(shè)有凹槽的PDC齒在相同切削深度條件下，與地層的接觸面積較小。因此，在相同的載荷條件和土也層可鉆性條件下，即使發(fā)生輕微切削齒泥包，新型PDC齒也可以依靠較小的鉆壓獲得較高的機(jī)械鉆速[25-26]。
具有斜面聚晶金剛石層結(jié)構(gòu)的切削齒[27]齒前的無(wú)遮擋空間可以使條帶狀巖屑“盡量”延伸而不受鉆頭體的阻礙，最終在井底流場(chǎng)的影響下超過(guò)自身強(qiáng)度斷裂成小的碎屑片段，從而減小了碎屑片段之間及碎屑片段與鉆頭體之間的接觸面積，達(dá)到預(yù)防泥包的目的。
4 鉆頭水力學(xué)參數(shù)
鉆頭水力學(xué)參數(shù)對(duì)鉆頭泥包具有重要影響。鉆頭每平方英寸水力功率(HSI)、噴嘴射流速度(Vj)、噴嘴總過(guò)流面積(TFA)和鉆頭流量(Q)等鉆頭水力參數(shù)可用于經(jīng)驗(yàn)性地預(yù)測(cè)鉆頭泥包。Wells等[5]對(duì)3種硬度不同的泥頁(yè)巖進(jìn)行了泥包實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：對(duì)于較硬的Mancos泥頁(yè)巖和Carthage泥頁(yè)巖，HSI和Q對(duì)機(jī)械鉆速都沒(méi)有較大的影響；對(duì)于較軟的Catoosa泥頁(yè)巖，HSl對(duì)機(jī)械鉆速有顯著影響，但影響幅度隨著HSI的減小而減小。而Holster等[28]利用Mancos泥頁(yè)巖進(jìn)行了類似的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相悖，ROP隨HSI增大而增大。Speer[29]研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)增大泥漿泵水功率可提高鉆頭清潔效果，提高機(jī)械鉆速，然而泥漿泵水功率超過(guò)一定范圍將不能進(jìn)一步提高機(jī)械鉆速，而鉆頭水功率對(duì)鉆頭的清潔效果有更直接的相關(guān)性。Eckel[30]通過(guò)微鉆頭實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鉆頭清潔效果與鉆頭最大射流沖擊力和井底鉆井液流速密切相關(guān)，井底鉆井液流速增大有助于減少鉆頭泥包。
近年來(lái)，隨著計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的快速發(fā)展，CFD方法被廣泛用于井底流場(chǎng)模擬，研究井底鉆井液流速、壓力分布，發(fā)現(xiàn)滯留區(qū)、渦流區(qū)和回流區(qū)，為有效防止鉆頭泥包提供廠支持[22-24]。
Wojtanowicz等[9]通過(guò)建立試驗(yàn)用PDC鉆頭的物理模型，利用CFD方法模擬井底流場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，流經(jīng)切削齒附近的鉆井液流速與泥包機(jī)械鉆速密切相關(guān)。但是，目前的井底流場(chǎng)模擬研究并未與鉆頭泥包狀況建立聯(lián)系，因此尚無(wú)法應(yīng)用于鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
5 PDC鉆頭其他方面的處理
l)AB負(fù)離子防泥包處理[31]。由于經(jīng)過(guò)處理后的鉆頭表面上帶有負(fù)離子層，可使帶有負(fù)電荷的泥巖鉆屑與帶有負(fù)電荷的鉆頭體之間產(chǎn)生相斥，從而達(dá)到防泥包的效果。
2)切削齒拋光處理[31]。PDC拋光切削齒較標(biāo)準(zhǔn)PDC切削齒具有更好的鋒利度，與ROP增速劑結(jié)合使用能減少鉆頭泥包，顯著提高機(jī)械鉆速。
3)PDC鉆頭氮化處理[32]。氮化處理后鉆頭的鋼材表面，相對(duì)于鉆井液體系呈電負(fù)性，鉆井液中的電負(fù)性離子被鉆頭表面排斥，水分子遷移到帶電金屬表面，形成潤(rùn)滑層，達(dá)到防止鉆屑吸附，產(chǎn)生抗泥包的效果。
4)PDC表面涂層處理[33]。這些涂層系統(tǒng)主要有環(huán)氧樹(shù)脂噴漆、鎳鍍層、稀有金屬鍍層和氮化處理。
6 存在的問(wèn)題和今后的展望
1)現(xiàn)有的PDC鉆頭泥包機(jī)理研究中均未研究泥頁(yè)巖巖屑與切削齒或鉆頭體之間的黏附作用，未來(lái)的研究過(guò)程中可以從微觀層面研究泥頁(yè)巖巖屑與鉆頭表面的黏附機(jī)理，以期建立黏附力的計(jì)算模型。
2)油基鉆井液預(yù)防泥包的效果較好，但未能廣泛使用。通過(guò)向水慕鉆井液中添加化學(xué)添加劑以使其具有油基鉆井液性能的方法是未來(lái)的研究方向之一。
3)使用哪些PDC鉆頭水力結(jié)構(gòu)參數(shù)及水力學(xué)參數(shù)作為預(yù)防泥包的指示參數(shù)尚未形成一致，預(yù)測(cè)參數(shù)的確定及經(jīng)驗(yàn)關(guān)系模型的建立仍需要大量的實(shí)驗(yàn)研究。
4)CFD數(shù)值模擬是研究PDC鉆頭井底流場(chǎng)的重要方法，但流場(chǎng)特點(diǎn)尚未與鉆頭泥包建立直接關(guān)系。數(shù)值模擬應(yīng)與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合，以期建立流場(chǎng)特點(diǎn)與鉆頭泥包的量化關(guān)系。
5)影響PDC鉆頭泥包的因素眾多，且因素之間存在相互影響。因此應(yīng)該從影響因素的各個(gè)方面聯(lián)合入手以達(dá)到預(yù)防和減少泥包的目的。
參考文獻(xiàn)
[1]ISBELLM，FREEMAN M．Application specific hit technology leads to improved performance in unconventional gas shale plays[C]//paper l-28950 presented at the IADC/SPE Drilling Conference and Exhibition，2-4 February 2010，New Orleans．Louisiana，USA．New York：SPE，2010．
[2]ZIJSLING D H．Single cutter testing a key for PDC bit development[C]//paper l6529 presented at the Offshore Europe，8-11 September l987，Aberdeen，UK．New York：SPE,1987．
[3]SMITH R H，LUND J B，ANDERSON M，et al．Drilling plastic formations using highly polished PDC cutters[C]// paper 30476 presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition,22-25 Octorber l995，Dallas，Texas, USA．New York：SPE，1995．
[4]WARREN T M．Drag bit performance modeling[J]．SPE Drilling Engineering，1989，4(2)：119-127．
[5]WFLLS M，MARVEL～T，BEUERSHAUSEN C．Bit balling railigation in PDC bit design[C]//paper ll4673 presented at the IADC／SPE Asia Pacific Drilling Technology Conference and Exhibition，25-27 August 2008，Jakarta，Indoncsia．New York：SPE，2008．
[6]GERBAUDL，MENAND S，SELLAMI H．PDC bits：All comes from the culler rock interaction[C]//paper 98988 presented fit the IADC／SPE Drilling Conference．21-23 February 2006，Miami，Florida，USA．New York：SPE，2006．
[7]SELLAMI H，FAIRHURST C，DELIAC E,et al．The role of in-situ rock stresses and mud pressure on the penetration rates of PDC bits[C]//paper IS-1989-099 presented at the ISRM International Symposium，30 August-2 September，1989,Pau，France．Lisboa：International Society for Rock Mechanics，1989．
[8]DETOURNAY E，DEFOURNY P．A phenomcnological model of the drilling action of drag bits[J]．International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences&Geomechanics Abstracts，1992，29(1)：l3-23．
[9]WOJTANOWICZ A K，KURU E．Mathematical modeling of PDC bit drilling process based on a single-cutter mechanics[J]．Journal uf Energy Resources Technology，1993，115(4)：247-256．
[10]RAHMANI R，SMITH J R，DAHl T A．Analytical modcling of PDC single cutter-rock interaction under confining pressure[C]//46th U．S．Rock Mechanics／Geomechanics Symposium，24-27 June 2012，Chicago，Illinois．Alexandria：American Rock Mechanics Association，2012．
[11]ZIJSLLING D H，ILLERHAUS R．Eggbeater PDC drillbit design eliminates bailing in water-based drilling fluids[J]．SPE Drilling＆Cornpletion，l993，8(4)：246-252．
[12]GRAHAM M W，MARTYN F．Innovative technology improves penetration rates of PDC bits in shales drilled at great depth with weighted water based mud systems[C]//paper 74526 presented at IADC／SPE Drilling Conferonce，26-28 February 2002，Dallas，Texas，USA．New York：SPE，2002．
[13]STEFANO G D，YOUNG S．The prevention and bit balling in water based drilling fluids[C]// Offshore Mediterranean Conference and Exhibition．25-27 March 2009，Ravenna，Italy．
[14]陳勝，余可芝，邱文發(fā)，等．預(yù)防PDC鉆頭泥包的鉆井液工藝技術(shù)[J]．鉆井液與完井液，2013，30(1)：38-40．
CHEN Sheng，YU Kezhi，QIU Wenfa，et al．Drilling fluid technology of preventing PDC bit bailing[J]．Drilling Fluid＆Completion Fluid，2013，30(1)：38-40．
[15]LEDGERWOOD Ⅲ L W．PFC modeling of rock cutting under high pressure conditions[C]//Rock Mechanics：Meeting Society’s Challenges and Demands，Proceedings of the 1st Canada US Rock Mechanics Symposium．Vancouver，Canada，2007．
[16]楊寧平，孫金生，楊枝，等．快速鉆井劑穩(wěn)定井壁快速鉆進(jìn)作用機(jī)理研究[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版．2010．32(1)：165-169．
YANG Yuping，SUN Jinsheng，YANG Zhi，ct al．Study on the mechanism of increasing ROP&borehole stability of fast penetration drilling fluid[J]．Journal of Southwest Petroleum University：Science＆Technology Edition，2010，32(1)：165-169．
[17]金潮蘇．KRH-1快鉆劑的研究與應(yīng)用[J]．石油鉆探技術(shù)，2009，37(2)：57-59．
JIN Chaosu．Research and application of KRH-1 fast drilling agent[J]．Petroleum Drilling Techniques，2009，37(2)：57-59．
[18]張偉，楊洪，蔣學(xué)光，等．快速鉆井液技術(shù)的研究與應(yīng)用——以準(zhǔn)噶爾盆地車排子 中拐地區(qū)為例[J]．天然氣工業(yè)，2012，32(2)：60-62．
ZHANG Wei，YANG Hong，JIANG Xueguang，et al．Research and application of fast drilling fluids：A case study of Chepaizi Zhongguai area in the Junggar Basin[J]．Natural Gas Industry，2012，32(2)：60-62．
[19]HEMPHILL T，Cl．ARK R K．Effects of PDC-bit selection and mud chemistry on drilling rates in shale[J]．SPE Drilling&Completion，1994，9(3)：l76-184．
[20]趙佩華，HARIHARAN P R．PDC鉆頭的水力設(shè)計(jì)和輪廓是減少泥包的關(guān)鍵[J]．國(guó)外石油機(jī)械，l997，7(5)：8-14．
ZHAO Peihua，HARIHARAN P R．The hydraulic design and profile of PDC hit is the key to mitigate balling[J]．Foreign Petroleum Machinery，1997，7(5)：8-14．
[21]謝翠麗，蔣旭平，陳康民．PDC鉆頭井下流動(dòng)可視化實(shí)驗(yàn)研究與沖蝕分析[J]．石油機(jī)械，2005，33(6)：1-5．
XIE Cuili，JIANG Xuping，CHEN Kangmin．Visualization experiments of flow field of PDC bit and its erosion analysis[J]．China Petroleum Machinery，2005，33(6)：1-5．
[22]徐義，劉永旺，徐依吉，等．不同噴嘴組合超高壓射流破巖鉆進(jìn)特性分析[J]．計(jì)算物理，2011，28(5)：686-692．
XU Yi，LIU Yongwang，XU Yiji，et al．Rock breaking characteristics of ultra-high pressure jet with nozzle cornbinations[J]．Chinese Journal of Computational Physics，2011，28(5)：686-692．
[23]于小龍，祝效華，賈彥杰，等．中心分區(qū)式PDC鉆頭流場(chǎng)數(shù)值模擬[J]．石油鉆探技術(shù)，2011，39(4)：107-110．
YU Xiaolong，ZHU Xiaohua，JIA Yaniie，et al．Numerical simulation of flow field of center partition type PDC bit[J]．Petroleum Drilling Techniques，2011，39(4)：107-110．
[24]黃英勇，李根生，田守增，等．定向噴嘴布置對(duì)PDC鉆頭井底流場(chǎng)影響研究[J]．流體機(jī)械，2012，40(1)：46-49．
HUANG Yingyong，LI Gensheng,TIAN Shouceng．et al．Directional nozzle layout of PDC bit bottom hole flow field impact study[J]．Fluid Machinery，2012，40(1)：46-49．
[25]張紹和，謝曉紅，王佳亮．復(fù)合片斜鑲角對(duì)鉆頭鉆進(jìn)性能的影響[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，34(1)：171-175．
ZHANG Shaohe，XIE Xiaohong，WANG Jialiang．Research of bit's performance affected by the cutting angle of PDC[J]．Journal of Southwest Petroleum University：Science＆Technology Edition，2012，34(1)：171-175．
[26]劉志鵬，曾恒，周學(xué)軍．適用于特定地層的PDC鉆頭個(gè)性化設(shè)計(jì)[J]．天然氣工業(yè)，2013，33(3)：59-63．
LIU Zhipeng，ZENG Heng，ZHOU Xuejun．An individualized PDC bit design for specific formations[J]．Natural Gas Industry，2013，33(3)：59-63．
[27]SMITH J R．Addressing the problem of PDC bit performance in deep shales[C]//paper 47814 presented at the IADC／SPE Asia Pacific Drilling Technology，7-9 September l998，Jakarta，Indonesia．New York：SPE，l998．
[28]HOLSTER J L，KIPP R J．Effect of bit hydraulic horsepower on the drilling rate of a polycrystalline diamond compact bit[J]．Journal of Petroleum Technology，l984，36(12)：2110-2118．
[29]SPEER J W．A method for determining optimum drilling techniques[C]//paper l242-G presented at the Coast Drilling and Production Meeting，24 April 1959，Lafa yette，Louisiana，USA．New York：SPE，1959．
[30]ECKEL J R．Microbit studies of the effect of fluid properties and hydraulics on drilling rate[J]．Journal of Petroleurn Technology，1967，19(4)：541-546．
[31]韓斅，彭芳芳，徐同臺(tái)，等．削減PDC鉆頭泥包提高機(jī)械鉆速的技術(shù)途徑[J]．天然氣工業(yè)，2012，32(8)：88-91．
HAN Xiao，PENG Fangfang，XU Tongtai，et al．Teehnical methods for mitigating PDC bit balling and improving the rate of penetration[J]．Natural Gas Industry，2012，32(8)：88-91．
[32]SMITH L，MODY F K，HALE A，et al．Successful field application of an electro-negative‘coating’to reduce bit balling tendencies in water based mud[C]//paper 35110-MS presented at the SPE／IADC Drilling Conference．12-15 March l996，New Orleans，Louisiana，USA．New York：SPE，1996．
[33]MAT M R，ZULKIFI B M，STEVE R，et al．Innovative low friction coating reduces PDC balling and doubles ROP drilling shales with WBM[C]//paper 74514 presented at the IADC／SPE Drilling Conference，26-28 February 2002，Dallas,Texas，USA．New York：SPE，2002．
本文作者：陳修平 鄒德永
作者單位：中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院
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