PDC钻头是美国石油钻井界20世纪70年代末80年代初的一项重大技术成就，它给钻井技术带来划时代的进步。PDC钻头与牙轮钻头相比，具有机械钻速高、寿命长、成本低、防斜、纠斜、岩屑便于携带等特点，因而备受青睐，近几年在国内钻井中得到广泛的推广及应用。
PDC钻头的使用给甲方带来了巨大的经济效益，但也给录井行业带来了巨大的挑战。由于它是以切削作用为主要方式来破碎岩石的，导致岩屑细小，给岩性识别、油气显示的发现与评价带来了很大困难，鉴于录井行业的本质任务，录井界人士对PDC钻头下的录井方法攻关便聚焦于这两个主要方面，而对PDC钻头条件下的压力预、检测及评价技术则研究甚少。
1.PDC钻头条件下压力预测的可行性
目前应用较多的主要有3种PDC钻速模式：
⑴斯伦贝谢的钻速模式
(5.37)
⑵A.K.Wojtanowict等人提出的钻速模式
(5.38)
⑶石油大学郭学增等人提出的钻速模式
(5.39)
式中 —钻速，m/h；
—地层可钻性指数；
—钻压，KN；
—转速，r/min；
—单位换算系数
、 —零比水马力下的门限钻压，KN；
—钻头磨损方程；
—转速指数；
—钻头水功率系数；
—钻头水功率，kW;
—磨损系数；
—钻头磨损量，mm。
上述模型表明，PDC钻头的钻速与岩石强度、钻井参数等因素有关。由于PDC钻头主要以剪切方式破岩，压差对钻速影响很小；钻头耐磨性好，可忽略磨损对钻速的影响。在限定钻压、转速和钻头水功率等钻井参数不变的情况下，PDC钻头的钻速主要受岩石强度即地层可钻性的影响。这里的地层可钻性，反映的是地层抗剪切强度，根据摩尔破坏准则，岩石破坏时的剪切应力与岩层所受的正应力成正比。在正常压实的泥页岩地层，随井深的增加，岩石所受的应力增加，所以岩石破碎时的剪切应力随井深的增加而增加。Conow公司的工程技术人员曾在实验室和现场同时对PDC钻头钻页岩的情况进行了对比分析试验，结果表明，在限定其他钻井参数不变的情况下，随着井深的增加，PDC钻头的钻速下降，这表明PDC钻头实钻钻速随井深的变化规律与泥页岩连续沉积的压实规律相符合，进而说明用以监测地层孔隙压力的变化规律是可行的。
2.PDC钻头条件下的压力预测方法
根据上述三种PDC钻头钻速模式，提出了dp指数法、dcp指数法及修正的西格玛法三种压力预测模型。dp指数法是借鉴升丹和雪莉改造牙轮钻头钻压指数的方法，将PDC钻头的几种钻速模式统一成一个类似于牙轮钻头标准化钻速方程的形式，进而将PDC钻压指数发展为dp，dp是地层岩石强度的一种表现形式；dcp指数法则是将钻压指数用钻井液密度加以修正，得出dcp指数；dp和dcp指数从本质上将都是从岩石的压室规律推导出来的。而修正的西格玛法则是利用地层岩石在正常压实作用下，其强度随井深增加而相应增大的趋势，在压力过渡带，岩石强度随井深增加将偏离正常压力变化趋势线，而呈现降低的变化特征推导出来的，它是基于岩石破碎的难易程度，没有岩性上的区分。
⑴dp指数法
(5.40)
式中， —PDC钻头钻压指数
—钻速，m/h；
—转速，r/min；
—钻压，KN；
—钻头直径，mm。
该模型包含了钻压、转速及钻头尺寸等重要因素对钻速的影响，其对地层强度的反映更为准确。
利用实际钻进中获得的dp指数随井深的变化规律来反映不同地层强度随井深的变化趋势，从而以趋势的变化鉴别正常压力和异常压力过渡带压力。实钻表明，在高压过渡带，随井深的增加，地层孔隙压力梯度不断增大，岩石强度则不断减小，dp指数也相应不断减小。
⑵dcp指数法
dcp指数实质上是一种标准化的钻速法。由于PDC钻头的钻速符合连续沉积规律，那么其钻压指数也有类似钻速的变化规律，这说明PDC钻头的钻压指数可以反映出地层孔隙压力的变化，从而可建立PDC钻头条件下的地层压力随钻预监测方法。
前面述及的3个PDC钻头钻进模式所考虑的影响因素不同，单一影响因素又难以确定，故把每个模式加以简化，就可推导出一个类似标准的钻速方程模式:
(5.41)
式中 d—钻压指数
G2—单位换算系数
K—压力可钻性指数
W—钻压，kN；
D—钻头直径，mm；
—转速，r/min；
—转速指数。
经过上述变化后，钻压指数就变得容易推导了，并用钻井液密度进行修正，得到dcp指数公式：
(5.42)
式中 dcp—修正了的PDC钻头钻压指数；
R—钻速，m/min；
N—转速，r/min；
W—钻压，kN；
D—钻头直径，mm；
rn—正常地层孔隙压力下的钻井液当量密度，g/cm3；
rm—实际使用的钻井液密度，g/cm3。
dcp指数值一般较小，大约在0.8～1.4之间，其值一般小于同一地区牙轮钻头的钻压指数值，其趋势线斜率较同一压力区块牙轮钻头钻压指数正常趋势线斜率小。
