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安棚油田位于河南省桐柏县境内南襄盆地泌阳凹陷中部的赵凹—安棚鼻状构造带南部,构造含油面积5.2km2。1990年开始勘探,并在下第三系核桃园组发现安棚油田,油藏埋深2000~3500m,累计探明油气储量1363万吨。同时还发现了我国最大的天然碱矿,探明含碱叠合面积10.74km2,探明固体碱工业储量4849万吨,液体碱储量136.5万吨,含碱井段长1190米,埋深1310~2500m。
由于该区块地质构造和油气藏类型复杂、岩石可钻性差以及高含碱地层对钻井液和水泥浆的严重影响,没有形成适合该区块特点的配套钻井技术等原因,导致在该地区钻井存在钻井速度慢、井下复杂情况多以及井身质量和固井质量差等技术难题。早期完成的3000m以上的16口井,平均井深3428m,平均机械钻速3.48m/h,平均钻井周期129.56天,复杂及事故时效10.33%,固井质量一次合格率43.6%。
针对以上存在的技术难题,需要开展以下五个方面的配套技术研究:①地层可钻性评价与钻头优选;②钻井参数和水力参数优选;③地层自然造斜规律应用;④抗碱钻井液体系研究;⑤抗碱固井技术研究。
通过在安棚高含碱油田47口井的应用,优选出了一套适合安棚地区特点的钻井参数和水力参数方案、钻头选型方案、井眼轨迹设计方案、抗碱钻井液体系和抗碱水泥浆体系与固井配套技术。与项目开展前相比,取得明显效果:(1)提高机械钻速70.98%,缩短建井周期65.21%;(2)井下复杂及事故时效减少78.80%,实现了安棚高含碱油井不下技术套管裸眼安全钻井的目标;(3)固井质量合格率由原来的43.6%提高到97.87%。
通过研究和攻关,形成了一套适合安棚高含碱油田的钻井工艺配套技术,将多项钻井技术成功地运用在同一个区块的钻井施工中,大大提高了钻井速度,缩短了建井周期,提高了工程质量,使整体开发方案得以体现,为其它区块钻井工艺及技术优化提供了宝贵的经验。