PDC鉆頭是20世紀(jì)80年代研制出的一種以人造聚晶金剛石為切削齒的聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭。由于其顯著的高鉆井效率和較長的使用壽命得到了廣泛的應(yīng)用。PDC鉆頭、井下馬達(dá)、隨鉆測(cè)試以及計(jì)算機(jī)在鉆井上的應(yīng)用稱為80年代四大鉆井技術(shù)。
鉆井在油田開發(fā)中的作用是非常重要的。據(jù)估計(jì)，在某些油田開發(fā)中，鉆井投資占35%-40%。隨著石油資源的不斷減少和世界能源供應(yīng)相對(duì)緊張的局面日漸突出，這就要求鉆井公司更經(jīng)濟(jì)，更有效的進(jìn)行石油開發(fā)。鉆頭做為鉆井作業(yè)中重要的工具，其工作性能直接影響到鉆井作業(yè)的質(zhì)量、成本和效率。
在上世紀(jì)80年代初期，我國自主研發(fā)的PDC尚未成功之前，Ф6X6mm聚晶體曾大量用于石油、天然氣鉆井的取芯鉆頭和西瓜皮式的全面鉆進(jìn)鉆頭.自90年代國產(chǎn)PDC大規(guī)模生產(chǎn)之后，聚晶人造金剛石逐漸退出了鉆井市場，被PDC全面取代。
在我國,PDC鉆頭的開發(fā)因?yàn)槭艿絇DC國產(chǎn)化的影響,相對(duì)美國要晚15年左右,在上世紀(jì)80年代中期,江漢鉆頭廠、大港總機(jī)廠鉆井研究所及北京石油大學(xué)等單位開始著手研發(fā)PDC鉆頭,1985年川石-克里斯坦森金剛石鉆頭公司與1990年新疆—帝陛艾斯鉆頭工具公司成立后分別引進(jìn)了國外成熟的PDC鉆頭技術(shù)及后續(xù)新技術(shù),并采用GE、DeBeers、USS公司生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定可靠的PDC,它們制造的鉆頭在52鉆井中均有卓越的表現(xiàn),為我國PDC鉆頭的開發(fā)與應(yīng)用迅速鋪平了道路,展現(xiàn)了PDC鉆頭在石油、天然氣鉆井市場的光明前景。但因鉆頭成本過高及售價(jià)昂貴,其應(yīng)用主要在新疆地區(qū)油田及海洋油田鉆井中推廣。
1988年鄭州三磨所自主研制的價(jià)格十分低廉的PDC投放市場后,加速了我國PDC鉆頭國產(chǎn)化的步伐,先后出現(xiàn)了江漢鉆頭廠鉆井研究所、大港石油總機(jī)廠、勝利油田鉆井院、大慶石油管理局鉆頭廠等一批PDC鉆頭制造廠,完全國產(chǎn)化的PDC鉆頭在大慶油田、中原油田、大港油田、勝利油田、遼河油田、吉林油田等地區(qū)得到了推廣和普及。
由于20世紀(jì)90年代初國產(chǎn)PDC的性能還不令人滿意以及部分鉆頭廠家鉆頭設(shè)計(jì)與制造水平相對(duì)較低,鉆井效果尚不太理想,直到鄭州新亞復(fù)合超硬材料有限公司投產(chǎn)后,在PDC制造技術(shù)上堅(jiān)持不懈地進(jìn)行研究和創(chuàng)新,產(chǎn)品的規(guī)格與國外產(chǎn)品一致,產(chǎn)品的質(zhì)量及可靠性提高,才基本上滿足國內(nèi)外鉆頭客戶用于鉆進(jìn)軟—中硬地層鉆頭的技術(shù)要求,目前該公司主要致力于開發(fā)適合于硬地層、夾層、深井等難攻地層鉆頭用的PDC。
另外,在鉆頭制造方面,除川石—克里斯坦森金剛石鉆頭公司、新疆帝陛艾斯鉆頭工具公司外,又涌現(xiàn)了一批具有高質(zhì)量水平的鉆頭制造公司:如成都百施特金剛石鉆頭公司、武漢億斯達(dá)工具公司、成都迪普金剛石鉆頭公司及四川川石金剛石鉆頭公司等。
2012年5月9日上午9時(shí)38分，我國首座自主設(shè)計(jì)、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺(tái)“海洋石油981”的鉆頭在南海荔灣6－1區(qū)域約1500米深的水下探入地層，標(biāo)志著我國海洋石油工業(yè)的“深水戰(zhàn)略”由此邁出了實(shí)質(zhì)性的一步。近年來，在全球獲得的重大勘探發(fā)現(xiàn)中，有５０％來自海洋，主要是深水海域。深水海域已經(jīng)成為國際上油氣勘探開發(fā)的重要接替區(qū)域。中國南海油氣資源極為豐富，整個(gè)南海盆地群石油地質(zhì)資源量約在２３０億至３００億噸之間，天然氣總地質(zhì)資源量約為１６萬億立方米，占中國油氣總資源量的三分之一，其中７０％蘊(yùn)藏于１５３．７萬平方公里的深海區(qū)域。
經(jīng)過長期的自主創(chuàng)新，中國石油鉆井水平明顯提高，例如中國海油在流花11-1油田創(chuàng)造了單只PDC鉆頭（聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭）一次入進(jìn)尺4380米的海洋石油鉆井記錄；此外還有抗高溫高壓的防氣竄水泥漿體系的研發(fā)、優(yōu)化井網(wǎng)油藏開發(fā)技術(shù)、儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)、海上壓裂工具及裝備技術(shù)的使用等。
