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摘要
文章以四川盆地蓬莱气区沙溪庙底、自流井组、须家河组地层为例，开展了原位温度、压力下的抗压强度和可钻性研究。探索了原位参数对岩石特性的影响规律：原位条件下，地层强度呈非线性增长，岩石塑性增强，切削过程由体积破岩转化为研磨性破岩；揭示了原位可钻性变化规律：沙溪庙底、自流井组和须家河组在地表和原位条件下的可钻性级值分别为5～6、7～8、6～7,原位条件下上述地层平均钻速分别降低50.6%、61.2%和43.8%,破岩效率显著降低。基于离散元法建立了原位温度压力下的自流井组地层-异形齿互作用模型并开展了破岩模拟研究，获得了针对自流井组的最佳切削齿齿形和钻头结构参数，即最佳齿形三棱齿、后倾角20°、齿径16 mm。基于理论研究成果研发的PDC钻头在四川盆地蓬深X井自流井组地层开展现场试验，平均机械钻速同比邻井提高27.2%。现场试验表明文章研究成果能够有效指导蓬莱气区自流井组地层钻头设计。
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单位四川川庆石油钻采科技有限公司
