王明国

（大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江大庆163413）

1 无固相聚合物体系泥浆使用前提

当前采用的磺化聚合物钻井液体系已经考虑过储层保护问题，而且在之前已经完钻的各井中，四开泥浆已经从以下几个方面解决：①控制钻井液体系低滤失量，储层钻进时瞬时失水小，形成泥饼时间短；②采用屏蔽暂堵技术措施，使用超级碳酸钙作为加重材料，该暂堵材料加入钻井液中可以降低钻井液失水，有利于形成致密坚韧的泥饼，并且该暂堵材料可以在酸化作业时被酸化溶解，解除暂堵；③近平衡钻井，降低钻井液密度，合理控制压差，在保证井下安全的情况下，尽可能降低钻井液密度；④清洁降低固相，充分利用固控设备降低固相含量，降低固相对孔喉通道的堵塞几率等。

然而，随着储层开采，压力随之下降，以上措施已经无法满足要求，需要寻找更加有利于保护储层的泥浆体系，因此我们选择使用无固相聚合物体系泥浆。选择该泥浆体系主要出于以下几点考虑：①减少体系中离子型处理剂的使用，采用中小分子的聚合物类处理剂，降低体系的矿化度，避免由于高矿化度与地层水矿化度不配伍而造成的化学沉淀伤害；②采用中小分子的聚合物处理剂，即可以保证对地层岩屑的包被、抑制，又可以降低失水，同时还能减少由于大分子聚合物产生的交联胶团造成的储层伤害；③不使用土粉配浆，降低了体系中的固相含量，避免固相颗粒堵塞孔喉造成的伤害；④采用暂堵性材料控制钻井液的密度，降低失水，屏蔽有害固相侵入储层。

2 ADRu3-3-2H井地质情况及工程简介

ADRu3-3-2H井位于伊拉克艾哈代布油田AD1区块，该井设计井深4269.74m，井身结构为四开井，三开为定向造斜井段，四开为目的层水平井段。该井水平段设计长度为997.74m，在艾哈代布油田内属于大位移水平井。该井的目的层位为Rumaila2b-L2，垂深2620m左右，主要岩性以灰岩为主。

3 无固相聚合物体系实验室配方及数据

艾哈代布油田目前使用的钻井体系主要是磺化聚合物钻井液体系，因此，无固相聚合物体系钻井液主要还是保持现有体系主聚物不变，取消使用土粉配浆、减少或不使用磺化处理剂材料，增加使用小分子或中分子的处理剂产品。

（1）增粘剂（流型调节剂）：高聚物、生物聚合物；通过使用增粘剂或流型调节剂来调整钻井液体系的流变性，使钻井液体系具有良好地悬浮能力和携岩能力，保证井眼清洁，避免形成岩屑床。

（2）防塌降滤失剂：聚阴离子纤维素（低粘）（白色粉末）、聚合铝防塌降滤失剂（黑褐色粉末）、聚合物降滤失剂（白色粉末）等；无固相钻井液体系由于不使用膨润土，配浆时钻井液的滤失控制存在一定的难度，因此选用中小分子的聚合物降滤失剂并辅以一定量的超细碳酸钙来降低泥浆体系的滤失量，也就是减少滤液侵入储层深部，减少了对储层的伤害。

（3）加重剂：在钻井液密度达不到设计要求时、出现井控风险或发生井壁失稳时，采用超细碳酸钙进行加重；使用超细碳酸钙加重是由于超细碳酸钙可溶于酸，国内外多将超细碳酸钙作为储层暂堵剂使用，由超细碳酸钙暂时堵塞储层孔喉阻止滤液及有害固相进一步浸入储层深部从而起到保护储层的目的，在后期进行酸化压裂时将超细碳酸钙溶解，打开通道实现解堵。

根据以上材料使用原则要求，实验室进行试验，最后确定钻井液体系配方如下：

H2O+0.05%～0.15%氢氧化钾+0.1%～0.3%聚合物包被剂+1.0%～2.0%聚合物降滤失剂+1.0%～2.0%聚阴离子纤维素（低粘）+3.0%～6.0%聚合铝防塌降滤失剂+0.2%～0.5%生物聚合物+3.0%～6.0%润滑剂(润滑)+碳酸钙(加重)。

日常维护处理胶液配方：

降滤失胶液：H2O+0.05%氢氧化钾+5%聚合物降滤失剂+5%聚阴离子纤维素（低粘）+10.0%聚合铝防塌降滤失剂。

调节流型胶液：H2O+0.05%氢氧化钾+15.0%聚合铝防塌降滤失剂

实验室内主要性能参数如表1所示。

表1中试验数据可以看出，新配的无固相泥浆，在加入一定量润滑剂后，摩阻系数明显降低，其他性能没有明显变化；在进行100℃高温老化20h后，粘度、切力稍微有所降低，但是不会对携岩能力造成影响，同时HTHP失水复合要求。

表1 室内主要性能参数

4 无固相聚合物在ADRu3-3-2H井使用情况

4.1 配浆情况

按照实验室配方，结合现场泥浆配制后性能，对部分泥浆材料用量进行微调，最终得出现场具体配方以及现场测试性能如下：

200m3H2O+0.15%氢氧化钾+0.1%聚合物包被剂+0.7%聚合物降滤失剂+0.5%聚阴离子纤维素（低粘）+6.0%聚合铝防塌降滤失剂。

密度1.03g/cm3；粘度51s；失水3.6mL；pH=9；含砂0.05%；MBT=0g/L；六速：72/46，34/21,3/2;Gel∶0.5/L；PV=26，YP=10；Kf=0.0437。

4.2 日常维护情况

该井为四开井眼段，正常钻进过程中，日消耗泥浆大约在20～30m3左右。基本配方为H2O+0.05%氢氧化钾+5%聚合物降滤失剂+5%聚阴离子纤维素（低粘）+10.0%聚合铝防塌降滤失剂，根据基本配方，现场主要维护以聚合物降滤失剂、聚阴离子纤维素（低粘）胶液配合聚合铝防塌降滤失剂胶液搭配使用。含量以基本配方为基础，根据泥浆具体性能进行适当调整。泥浆粘度过高时，适当减少聚合物降滤失剂、聚阴离子纤维素（低粘）胶液浓度，增大聚合铝防塌降滤失剂胶液使用量；如果泥浆失水增大，可以根据泥浆粘度情况，适当增加聚合物降滤失剂、聚阴离子纤维素（低粘）胶液浓度。同时根据实验室测得泥浆性能判断泥浆切力是否足够，不足时可以使用少量生物聚合物调整泥浆，控制泥浆良好的悬浮携砂能力。

4.3 使用效果

该井四开期间振动筛使用了230目振动筛布，从振动筛面观察，岩屑返出正常，且岩屑颗粒均匀。为了能够更好地对比钻进期间该无固相泥浆体系的携砂能力，我们前后观察对比了不同井深振动筛面的返砂情况。在3500m井深段（水平段已经完成300m左右）和4000m井深段（水平段已经完成800m左右），振动筛面的返砂情况基本一致，录井捞取的砂样，观察岩屑颗粒大小几乎一致。众所周知，随着水平段逐渐加长，如果泥浆携砂性不好，岩屑被钻具研磨的几率也就增加，这样岩屑可能会被研磨的越来越细，进而进入泥浆中，导致泥浆固相含量增加，密度增高。然而，该井四开水平段3500m和4000m返出的岩屑的形状基本保持一致，这说明了该泥浆体系的携屑能力良好，可以及时将钻头新钻的岩屑带出井眼，降低了岩屑被钻具多次研磨的几率，从而降低了泥浆有害固相的增加，同时也降低了泥浆固相含量的增加对摩擦阻力的影响。

图1为ADRu3-3-2H井四开测井数据，根据数据显示，该井眼井径比较规则，平均井径大小基本在6.2～6.3inc周围，根据测井数据最终计算平均井径扩大率为4.67%。

表2 ADRu3-3-2H井四开泥浆性能

4.4 钻进期间泥浆性能

表2中数据为ADRu3-3-2H井四开钻进期间不同井深时泥浆性能。

从表2中的数据可以看出，该泥浆在四开钻进期间，性能稳定，各项达标，均在设计要求范围内。虽然为无固相泥浆体系，没有膨润土在泥浆体系中形成基本骨架，但是在日常实验中测得泥浆形成的泥饼，致密坚韧，滤失量达标，完全满足现场要求。

5 结论

艾哈代布区块，大位移水平井已经成功完成多口井，但是由于使用的磺化体系泥浆导致油层污染，因此不得不重新寻找可代替磺化泥浆的新泥浆体系。无固相聚合物体系泥浆在ADRu3-3-2H井从应用的情况来看，该体系泥浆性能稳定、润滑性好，携砂能力强，能够满足钻井施工要求。对于油层保护方面来讲，虽然从钻井方面无法得知，但是理论上无固相聚合物体系泥浆与磺化泥浆体系相比还是具有一定的优势的。