鄂尔多斯盆地作为中国第二大盆地,拥有中国最大产量的油气田,具有极其重要的战略意义。鄂尔多斯盆地地质条件复杂,地层砾岩、软硬交错、多岩屑地层,其储层的非均质性、致密性、低渗透性所导致钻进过程中机械效率低,并且容易发生卡钻等井下复杂事故,使得油气的开采面临巨大的障碍,如何能够实现高效快速钻进是我们迫切需要解决的问题。为此针对鄂尔多斯盆地南缘地区的地层特征和钻井过程中可能出现的难点,本文提出了通过井史资料建立钻头数据库分析各个层系的钻头的适用性,并且基于现场的钻井难点对现有的PDC钻头进行改进,使得改进后的钻头配合冲击振动钻具钻井等工况下的安全钻进,降低钻头磨损和提高钻头的使用寿命,进而提高钻头的机械钻速和工作效率,实现高效破岩。论文的主要研究内容和研究成果如下:1、针对鄂尔多斯盆地南缘地区的地质特点,通过采集岩心进行抗钻特性实验(岩石硬度与塑性系数的测定、岩石可钻性的测定、岩石研磨性的测定、岩石动态力学参数的测定)的测定,根据实验数据获取本地区的地质数据。2、通过基础测井数据的收集和计算、泥质含量的计算以及横波的声波时差计算对测井数据进行预处理,建立地层抗钻特性参数与测井资料的解释模型;并通过对渭北进行参数抽样测定,并借助现有的钻井资料(包括测井资料、录井资料、井史资料和岩心资料等),研究了硬度、塑性系数、可钻性及研磨性等抗钻特性参数沿横向与纵向的分布规律。3、针对鄂尔多斯盆地复杂的地质条件:地层中分布砾岩、软硬交错、多岩屑地层,提出PDC钻头的个性化设计,改进后的PDC钻头具有抗冲击、抗锥铣、高效清屑的特性。实现了在砾岩、软硬交错、多岩屑地层配合冲击振动钻具完成安全钻进,降低钻头磨损并提高钻头的使用寿命。4、通过对井史资料进行分析、整理,建立了钻头的数据库,可以清晰准确的描述不同层位的岩性,并对设计井所在地区已使用的钻头资料进行详细的分析、评价,作为钻头的选型的比较标准以及合理选择和使用好钻头的重要依据。