Key Technologies for Drilling and Completion of Horizontal Shale Oil Wells in the Jiyang Depression
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摘要: 济阳坳陷页岩油地质条件复杂，水平井钻井完井过程中面临安全风险高、机械钻速低、井眼轨迹控制效率低、复杂时效高和固井质量差等技术难题。通过钻井工程优化设计、页岩油水平井提速提效、高性能合成基钻井液和页岩油水平井固井等技术攻关与集成应用，初步形成了济阳坳陷页岩油水平井钻井完井关键技术，并在8口页岩油水平井进行了成功应用，平均完钻井深4 402.60 m，平均机械钻速8.86 m/h，实现了济阳坳陷页岩油水平井千米水平段一趟钻完钻，复杂时效大幅降低。研究与应用结果表明，该技术能为济阳坳陷页岩油资源的有效开发提供技术支持，对我国其他页岩油区块的勘探开发也有一定的借鉴作用。Abstract: Since the geological conditions of the shale oil reservoir in the Jiyang Depression are complex, there are many technical difficulties during the drilling and completion of horizontal wells, such as high safety risk, low rate of penetration (ROP), low efficiency of wellbore trajectory control, high complex efficiency, and poor cementing quality, etc. The key technologies for the drilling and completion of horizontal shale oil wells in the Jiyang Depression were preliminarily developed, benefiting from the exploration and integrated application of optimization design of drilling engineering, ROP and efficiency enhancement for the horizontal wells, development of high-performance synthetic base drilling fluid, and cementing quality improvement of the horizontal wells. Moreover, these technologies were successfully applied to eight horizontal shale oil wells. The average drilling depth and average ROP were 4402.60 m and 8.86 m/h, respectively, indicating that one-trip drilling was realized in the kilometric horizontal section of horizontal shale oil wells in the Jiyang Depression and thus the complex efficiency was lowered significantly. This study can provide technical support for the effective development of shale oil resources in the Jiyang Depression and a reference for best practices in the exploration and development of other shale oil blocks in China.
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济阳坳陷位于渤海湾盆地东南部，受多期构造作用，发育有东营、沾化、车镇和惠民等4个凹陷，预测页岩油总资源量达40.45×108 t。目前，该坳陷320余口探井在泥页岩中已发现油气显示，40余口探井获工业油气流，其中单井（Y187井）最高产油量154.0 t/d，最高累计产油量27 896 t（H54井），展现出良好的勘探开发潜力[1-7]。
济阳坳陷页岩地层为新生界陆相沉积，地层压力系统复杂，平面、纵向非均质性强，储层埋藏深、温度高、夹层多，且层理裂缝较为发育[8-14]，钻井完井过程中面临着破岩效率低、井眼轨迹调整频繁、井漏井塌多发和固井质量要求高等技术难题[15-19]。通过井身结构优化、异形齿高性能PDC钻头、旋转导向工具、高性能钻井液体系和增韧防窜水泥浆等技术研究与集成应用，形成了济阳坳陷页岩油水平井钻井完井关键技术，并在8口页岩油水平井进行了应用，平均机械钻速8.86 m/h，复杂时效同比大幅降低，为济阳坳陷页岩油资源的勘探开发提供了技术支撑，也为国内页岩油水平井安全高效钻进提供了借鉴。
1. 济阳坳陷页岩油地层特性及钻井完井技术难点
1.1 页岩油地层特性
济阳坳陷页岩油主要有基质型、夹层型和裂缝性等3种类型，不同类型页岩油的储集空间和赋存状态不同。其中，基质型页岩油储层埋深超过3 500 m，主要储集空间为页岩有机孔、粒间孔和层间缝；夹层型页岩油分布在埋深3 000 m以深的薄砂岩和碳酸盐岩夹层，富集状态受发育程度、有机质丰度和演化程度的影响；裂缝性页岩油主要赋存于构造、成岩、成烃作用形成的裂缝和微孔缝中。根据已钻井的实钻情况得知，济阳坳陷页岩油水平井钻遇地层自上而下依次为第四系，第三系的平原组、明化镇组、馆陶组、东营组和沙河街组，其中，馆陶组底部含有砾石，对钻头的冲击破坏性强；东营组和沙河街组含大段灰质泥岩，可钻性较差。与北美海相、沧东凹陷页岩油相比，济阳坳陷页岩油储层具有埋藏深（2 500～4 500 m）、成岩作用弱、非均质强、储层展布横向变化快和灰质泥岩可钻性差等特点。
1.2 钻井完井技术难点分析
根据济阳坳陷页岩油地质工程特征，结合已钻井的实钻情况，页岩油水平井钻井完井主要存在以下技术难点：
1）地层压力体系复杂、钻井安全风险高。受构造环境影响，济阳坳陷页岩油地层压力体系复杂、局部发育高压，钻井过程中易发生溢流、油气侵。储层裂缝发育加剧了井漏等问题的发生，涌漏同存、塌漏同存对井身结构设计及安全钻井要求高。
2）地层岩性复杂、可钻性差，机械钻速低。馆陶组底部砾石层对PDC钻头的冲击损坏严重，导致单只钻头进尺少；东营组及以深地层的大段硬质泥岩、灰质夹层可钻性在5级以上，钻头吃入困难，破岩效率低。
3）井眼轨迹控制难度大，影响钻井时效。滑动钻进过程中托压严重、钻压传递困难，工具面稳定性和钻头攻击性之间难以兼顾，导致井眼轨迹控制困难，机械钻速低，钻井时效较低。另外，地层温度较高，一般为150 ℃，对钻井工具及MWD仪器的使用寿命影响较大。
4）水平段泥页岩地层钻井周期长，钻井液浸泡时间长，易发生井壁剥落掉块等井壁失稳问题，严重时会导致卡钻等井下故障的发生。同时，井下高温环境也增大了钻井液性能的维护难度。
5）固井质量难以保证。页岩油水平井储层井段多使用油基钻井液钻进，易在套管表面与地层界面处形成油膜，导致水泥浆受到污染，并影响封固质量。同时，高密度水泥浆、长水平段固井存在套管居中困难、顶替效率差和固井质量难以保证等难题。
2. 钻井完井关键技术
针对济阳坳陷页岩油水平井钻井完井技术难点，开展了钻井工程优化设计、钻井提速提效、高性能钻井液和提高固井质量等技术研究，形成了页岩油水平井钻井完井关键技术，达到了钻井提速提效的目的。
2.1 钻井工程优化设计技术
2.1.1 安全密度窗口评价
为保障页岩油水平井长水平段的安全钻进，开展了不同井斜、方位条件下的安全密度窗口评价。以渤南洼陷为例，区域断层走向以东西向为主，最大水平主应力方向为近东西向。利用测井资料及室内岩心试验数据，分析了该洼陷沙三下储层井斜、方位对坍塌压力和破裂压力的影响（结果见图1），确定了安全密度窗口。研究表明：水平段（以井斜角90°为例）沿最大水平主应力方向钻进时，安全密度窗口为1.70～1.90 kg/L；沿最小水平主应力方向钻进时，安全密度窗口为1.65～2.25 kg/L。这为钻井液密度的确定和井身结构的优化设计提供了依据。
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图 1 渤南洼陷沙三下储层井斜、方位对坍塌压力和破裂压力的影响Figure 1. Influence of inclination and azimuth on collapse pressure and fracturing pressure in a reservoir in the lower 3rd member of Shahejie Formation of the Bonan Subsag2.1.2 井身结构优化设计
济阳坳陷页岩油储层主要分布在沙三下和沙四上，多为高温高压地层，其中牛庄洼陷页岩油地层压力系数为1.40～1.68，渤南洼陷页岩油地层压力系数为1.50～1.80，由于新生界沙三中及以浅地层承压能力有限，使用高密度钻井液钻进储层时易压漏上部地层。为此，基于地层压力特征分析，为避免钻进储层过程中出现涌漏同存，对于钻井液密度超过1.60 kg/L的页岩油水平井采用三开井身结构：一开，采用ϕ444.5 mm钻头钻至井深300～800 m，下入ϕ339.7 mm套管；二开，采用ϕ311.1 mm钻头钻至沙三下，下入ϕ244.5 mm技术套管，封隔上部承压能力低的地层；三开，采用ϕ215.9 mm钻头钻至完钻井深，下入ϕ139.7 mm套管，为满足压裂需要，水泥浆返至井口。以渤南洼陷某井为例，利用室内岩心试验结果、测井资料和地层破裂压力试验结果等数据建立区块地层三压力剖面，根据不发生井涌、井漏、压差卡钻的力学平衡关系，采用自下而上的井身结构设计方法，计算出技术套管下入深度3 160 m（垂深），并最终确定合适的三开井身结构。
2.1.3 地质工程协同优化井眼轨道
为实现页岩油的经济有效动用，页岩油水平井对储层钻遇率、机械钻速和钻进安全都有很高的要求。为此，采取地质工程一体化协同优化设计井眼轨道，控制靶点的数量和位置，达到既能提高储层钻遇率，又能减少井眼轨迹调整的幅度和频次，从而达到提高钻速的目的。同时，油藏地质部门精细识别断层位置，指导优化井眼轨道，以避开断层，降低井漏风险。以NY1-1HF井为例，将A靶点北移200 m，设置控制靶点K1和K2，井眼轨道与断层距离增大至450 m，不但降低了钻井过程中井下故障的发生概率，而且井眼轨迹较为平滑，有利于快速钻进。地质工程协同井眼轨道优化技术在济阳坳陷4口页岩油水平井进行了应用，储层钻遇率均达到100%，促进了页岩油水平井钻井提速提效。
2.2 页岩油钻井提速提效技术
2.2.1 异形齿PDC钻头研制与应用
1）穿砾石层的异形齿PDC钻头。济阳坳陷页岩油水平井二开井段的馆陶组底部—东营组上部有厚200 m的砾石层，钻进过程中钻头的冲击损坏较为严重，且单只钻头进尺少。为实现“一趟钻”钻穿砾石层的目标，在分析PDC切削齿冲击性能和强度特性基础上，研制了穿砾石层的异形齿PDC钻头。该钻头采用三棱齿+锥齿的抗冲击稳定切削结构（见图2），与平面齿相比，三棱齿的抗冲击性能更好，能够承受更高的冲击载荷而不失效；后排锥齿可以劈碎砾石，减小砾石对钻头的冲击作用，同时起到稳定钻头切削状态的作用，进一步降低钻头冲击损坏的可能性。该钻头在3口井进行了现场应用，均实现了单只PDC钻头钻穿巨厚砾石层的目的，单只钻头进尺增加至2 516 m，平均机械钻速提高至20.89 m/h。
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图 2 穿砾石层的异形齿PDC钻头切削齿形状及分布Figure 2. Shape and distribution of cutting teeth of a special-shaped-tooth PDC bit able to penetrate gravel layers2）适用于灰质泥岩的脊形齿PDC钻头。沙三下—沙四段灰质泥岩地层可钻性在5级以上，钻头吃入困难、破岩效率低、钻井周期长。为提高灰质泥岩井段PDC钻头的钻进效率，通过模拟分析和室内试验，对切削齿的形状和破岩方式进行优化研究，结果表明，切削齿后倾角为15°时，与平面齿相比，ϕ16 mm脊形齿压入岩石的垂直力降低25%，剪切破碎岩石需要的水平力降低24%，证明在同等条件下脊形齿比平面齿具有更高的破岩效率。在此基础上，研制了适用于灰质泥岩的脊形齿PDC钻头（见图3）。该钻头采用四刀翼中低布齿密度，优选抗冲击性高的ϕ16 mm脊形齿作为主切削齿，采用犁削、剪切和挤压的混合破岩模式，可有效提高钻头的破岩效率；以ϕ13 mm平面齿和锥齿作为辅助切削齿，以增加钻头的稳定性，延长钻头使用寿命。以BYP5井为例，该型PDC钻头一趟钻进尺497 m，平均机械钻速5.98 m/h，与邻井相同地层相比，单只钻头进尺提高了47%，机械钻速提高了140%。
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图 3 适用于灰质泥岩的脊形齿PDC钻头切削齿形状及分布Figure 3. Shape and distribution of cutting teeth of a ridge-shaped-tooth PDC bit applicable to calcareous mudstone2.2.2 基于水力振荡器的钻井提速技术
针对页岩油水平井滑动钻进过程中摩阻扭矩高、工具面稳定性差、钻进时效低等问题，研制了水力振荡器，并形成了基于水力振荡器的钻井提速技术。钻井液流过水力振荡器时会产生规律性压降变化，将水力能量转换为轴向振动的机械能，从而有效减小钻具与井壁之间的摩擦力，减少滑动钻进中的“托压”现象，提高钻压传递效率，同时可以降低钻具压差卡钻风险，提高钻进安全性和机械钻速。水力振荡器在3口井累计应用5趟钻（见表1），平均机械钻速达到5.27 m/h，滑动钻进时效提高了66.26%，且提高了井眼轨迹控制效率。
表 1 水力振荡器在3口页岩油水平井钻井中的应用效果统计Table 1. Application effect of hydraulic oscillators in the drilling of three horizontal shale oil wells井号 进尺/m 纯钻时间/h 机械钻速/（m·h–1） 纯钻时效，% YYP1 676 117.0 5.78 39.87 FYP1 744 169.5 4.39 38.62 BYP5 573 92.0 6.23 41.26 2.2.3 旋转导向钻井技术
济阳坳陷页岩油水平井多采用“直—增—稳—微降—稳—增—稳”的多段式井眼轨道，为高效控制井眼轨迹，应用了旋转导向钻井技术。 4口井的现场应用效果（其中3口井的应用效果见表2）显示，平均机械钻速达到7.22 m/h，是常规导向工具的4～10倍，提速效果显著。其中，FYP1井水平段钻进时应用旋转导向系统，单趟钻进尺1 287 m，实现了济阳坳陷页岩油水平井千米水平段一趟钻完成的目标；BYP5井水平段平均机械钻速11.81 m/h，创济阳坳陷页岩油水平井水平段机械钻速最高纪录。
表 2 济阳坳陷3口页岩油水平井旋转导向系统应用效果Table 2. Application effect of a rotary steering system in three horizontal shale oil wells in Jiyang Depression井号 钻进井段/m 进尺/m 机械钻速/（m·h–1） 最大井斜角/（°） YYP1 3729～4591 862 10.64 91.30 FYP1 3327～4614 1287 5.70 87.08 BYP5 4048～5379 1331 11.81 82.13 2.3 页岩油水平井合成基钻井液技术
济阳坳陷泥页岩地层微孔隙、微裂缝发育，钻井过程中易出现水化剥蚀垮塌、硬脆性地层垮塌等井眼失稳问题[20-22]，为此，研究应用了具有良好抑制性、抗温能力和润滑性能的柴油基、白油基钻井液体系，并在BYP1井、BYP2井、LY1HF井和BY1-2井成功应用，基本满足了页岩油水平井安全钻进及建井的需求。但是，随着人们对环保的不断重视及环保法规的日益严苛，油基钻井液的应用受到越来越多的限制。为此，研制了增黏提切剂SDRM、降滤失剂SGJ-1、有机土SGT和抗高温乳化剂等关键处理剂，研发了具有良好环保性能的合成基钻井液体系，基础配方为：合成基液+抗高温乳化剂+润湿剂+有机土SGT+碱度调节剂+降滤失剂SGJ-1+增黏提切剂SDRM+封堵剂+加重剂+水。
2.3.1 环保性能
合成基钻井液以气制油合成基液为连续相，与柴油、白油基相比，其闪点较高、苯胺点高、几乎不含芳香烃（见表3），EC50大于3.0×104 mg/L，具有更好的环保性能和更低的毒性。此外，合成基液的运动黏度低，受温度变化影响较小，有利于高温条件下钻井液性能的调控。
表 3 3种基础油主要物化性能对比Table 3. Comparison of physicochemical properties among three base oils基础油 闪点/
℃密度/
（kg·L–1）运动黏度/
（mm2·s–1）芳烃含
量，%苯胺点/
℃倾点/
℃柴油 57～63 0.86 3.4 30.00～60.00 54～60 –17.8 白油 113 0.83 3.8～8.2 3.90 92 –30.0 气制油 125 0.80 2.8 <0.01 >85 –40.0 2.3.2 封堵性能
研发的多尺寸微纳米、可变形封堵剂能够提高合成基钻井液封堵页岩微孔/微裂缝的能力，阻缓压力传递及滤液侵入，保障页岩地层井壁稳定。选取页岩岩样，通过钻井液压力传递试验，评价分析了不同封堵剂对合成基钻井液性能的影响，结果见图4。从图4可以看出，加入多尺寸致密封堵剂后，随着封堵剂颗粒对岩石孔、缝的封堵及滤饼的形成，压力传递时间增长，传递速度增加相对均匀，表明合成基钻井液具有良好的封堵性能。
2.3.3 抗温性能
济阳坳陷沙三下、沙四上页岩油储层温度可达150 ℃，为保证高温条件下钻井液流变性和悬浮性能的稳定，研发了抗高温乳化剂。加入该抗高温乳化剂的合成基钻井液抗温性能试验结果见表4。从表4可以看出，合成基钻井液在200 ℃下老化16 h后，破乳电压为800 V，动切力、静切力、塑性黏度和API滤失量均变化不大，表明其具有较强的抗温能力，能够满足济阳坳陷页岩油高温储层安全快速钻进的需要。
表 4 合成基钻井液抗温性能试验结果Table 4. Temperature resistance of synthetic base drilling fluid试验条件 破乳电压/
V静切力/
Pa塑性黏度/
（mPa·s）动切力/
PaAPI滤失量/
mL室温 1160 5.0/9.0 42 10.0 0.8 120 ℃/16 h >2000 5.0/12.0 40 11.0 0 150 ℃/16 h 1600 6.0/14.0 37 14.0 0.2 180 ℃/16 h 1000 6.5/15.0 45 15.5 0.4 200 ℃/16 h 800 5.0/8.0 58 8.0 0.8 205 ℃/16 h 750 4.0/7.0 59 7.5 1.0 合成基钻井液在济阳坳陷YYP1井、FYP1井、BYP5井和NY1-1HF井进行了应用，钻井液密度1.45～2.05 kg/L，破乳电压大于600 V，高温高压滤失量小于4 mL，保证了泥页岩层段的井壁稳定，确保了水平段钻进顺利。4口井水平段钻进期间岩屑上返及时且棱角分明，起下钻摩阻小、无阻卡现象，电测结果显示水平段井径规则。其中，BYP5井完钻井深5 379.59 m，合成基钻井液在174 ℃温度下、静止120 h性能保持稳定，保证了电测、套管下入和固井等作业的顺利完成。
2.4 页岩油水平井固井技术
济阳坳陷页岩油水平井水平段泥页岩地层井壁易失稳，且部分井采用油基钻井液钻进，导致滤饼难以清除而影响固井质量，为此，研发了高效冲洗型隔离液和增韧防窜水泥浆体系，并优化了固井工艺，顺利完成8口页岩油水平井固井施工，其中5口井固井质量合格率100%。
2.4.1 高效冲洗型隔离液
针对页岩油水平井采用油基钻井液钻进时形成的滤饼清除难度大、常规隔离液相容性差等问题，研发了具有协同增效作用的冲洗型隔离液，基本配方为水+冲洗剂BCS-010L+复配多棱刚性材料+加重剂BCW-600S+悬浮稳定剂BCS-020S+微硅+消泡剂。冲洗剂BCS-010L中含有硼酸阴离子-羟乙基纤维素双表面活性剂，利用弱酸对地层的溶解、表面活性剂的吸附及润湿反转作用，将吸附于井壁的油膜剥离；复配多棱刚性材料能够在紊流状态下对井壁进行高强度冲刷，协同实现合成基钻井液滤饼的高效清除。以密度1.80和1.85 kg/L的高效冲洗型隔离液为例，150 ℃温度下上下密度差≤0.02 kg/L，稳定性良好，冲洗效率可达90%以上。同时，室内试验结果表明，高效冲洗型隔离液与水泥浆、钻井液具有良好的相容性。
2.4.2 增韧防窜水泥浆体系
济阳坳陷页岩油地层压力高，在大型分段压裂作业时施工压力高、时间长，对固井质量以及水泥环耐久性提出较高要求。为此，研发了增韧防窜剂BCE-300S，它由AMPS、AM等材料聚合而成，具有微交联结构，通过增大水泥颗粒间内聚力，达到增韧、防窜的目的。以增韧防窜剂BCE-300S为关键处理剂，研究形成了增韧防窜水泥浆体系，其配方为水泥+硅粉+增韧防窜剂BCE-300S+微硅+降滤失剂+分散剂+膨胀剂+消泡剂。在120 ℃温度下，该体系（密度1.93 kg/L）水泥石抗压强度可达35.7 MPa，抗折强度8.1 MPa（较常规水泥石提高30%以上），弹性模量6.1 GPa，稠度从40 Bc至70 Bc的过渡时间仅4 min，静胶凝强度由48 Pa至240 Pa的过渡时间仅7 min，防气窜能力较强。
2.4.3 固井技术措施
1）为了提高固井质量、避免套管外环空窜流，需要提高套管的居中度，确保良好的顶替效率，为此，选用了65 Mn钢冲压成型的整体式弹性扶正器。
2）固井施工前调整钻井液漏斗黏度小于60 s，优化水泥浆排量及注替参数，确保紊流顶替及紊流接触时间超过10 min。
3）采用清水替浆、利用管内外压差，辅助提高套管居中度，达到提高界面胶结质量的目的。
3. 现场应用
济阳坳陷页岩油水平井钻井完井关键技术已在8口井进行了应用，平均完钻井深4 402.60 m（见表5），其中第1轮次4口井，第2轮次4口井。与第1轮次4口井相比，第2轮次4口井的平均完钻井深4 932.00 m，增加了27.3%；平均完钻垂深3 759.00 m，增加了27.1%；平均水平段长1 060.00 m，增加了35.1%；平均机械钻速10.29 m/h，提高了65.7%；固井质量合格率达到100%。其中，FYP1井水平段长1716.00 m，创济阳坳陷页岩油水平井水平段最长纪录。BYP5井完钻井深5 379.00 m，垂深4 309.30 m，为济阳坳陷垂深最深的页岩油水平井。NY1-1HF井和FYP1井初期产量分别达到102.6和181.8 t/d，证明了济阳坳陷页岩油资源的勘探潜力。
表 5 济阳坳陷8口页岩油水平井钻井情况统计Table 5. Drilling results of eight horizontal shale oil wells in the Jiyang Depression井号 井深/
m垂深/
m钻井周期/
d钻速/
（m·h–1）水平段长/
m备注 BYP1 4336.00 2969.75 75.50 8.13 1147.00 第一
轮次BYP 2 3645.00 2568.29 85.88 10.53 716.00 LY1HF 3970.00 3206.57 132.50 3.84 633.00 BYP 1-2 3542.00 2989.91 50.83 6.08 373.00 YYP1 4902.00 3540.52 88.05 12.16 942.00 第二
轮次FYP1 5364.00 3564.57 108.87 8.18 1716.00 NY1-1HF 4083.00 3619.87 80.92 9.81 158.00 BYP5 5379.00 4309.30 131.00 12.17 1059.59 4. 结论与建议
1）针对济阳坳陷页岩油水平井钻井完井技术难点，开展了钻井工程优化设计、异形齿PDC钻头、旋转导向钻井系统、合成基钻井液和增韧防窜水泥浆等技术攻关研究，形成了页岩油水平井钻井完井关键技术。
2）8口井的现场应用效果表明，页岩油水平井钻完井关键技术能够有效提高钻速、降低复杂时效和保证井筒的完整性，可为济阳坳陷页岩油的有效勘探开发提供技术支撑。
3）受济阳坳陷复杂地质条件影响，目前水平井钻井完井关键技术的针对性和适用性还存在诸多不足，需进一步开展钻井提速技术、控压钻井提效、合成基钻井液减量化、提高二界面固井质量等技术研究，以形成完善的济阳坳陷页岩油水平井钻井完井技术体系，实现页岩油水平井钻井提速提效，推动页岩油资源的有效开发。
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图 1 渤南洼陷沙三下储层井斜、方位对坍塌压力和破裂压力的影响
Figure 1. Influence of inclination and azimuth on collapse pressure and fracturing pressure in a reservoir in the lower 3rd member of Shahejie Formation of the Bonan Subsag
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图 2 穿砾石层的异形齿PDC钻头切削齿形状及分布
Figure 2. Shape and distribution of cutting teeth of a special-shaped-tooth PDC bit able to penetrate gravel layers
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图 3 适用于灰质泥岩的脊形齿PDC钻头切削齿形状及分布
Figure 3. Shape and distribution of cutting teeth of a ridge-shaped-tooth PDC bit applicable to calcareous mudstone
表 1 水力振荡器在3口页岩油水平井钻井中的应用效果统计
Table 1 Application effect of hydraulic oscillators in the drilling of three horizontal shale oil wells
井号 进尺/m 纯钻时间/h 机械钻速/（m·h–1） 纯钻时效，% YYP1 676 117.0 5.78 39.87 FYP1 744 169.5 4.39 38.62 BYP5 573 92.0 6.23 41.26 
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表 2 济阳坳陷3口页岩油水平井旋转导向系统应用效果
Table 2 Application effect of a rotary steering system in three horizontal shale oil wells in Jiyang Depression
井号 钻进井段/m 进尺/m 机械钻速/（m·h–1） 最大井斜角/（°） YYP1 3729～4591 862 10.64 91.30 FYP1 3327～4614 1287 5.70 87.08 BYP5 4048～5379 1331 11.81 82.13
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表 3 3种基础油主要物化性能对比
Table 3 Comparison of physicochemical properties among three base oils
基础油 闪点/
℃密度/
（kg·L–1）运动黏度/
（mm2·s–1）芳烃含
量，%苯胺点/
℃倾点/
℃柴油 57～63 0.86 3.4 30.00～60.00 54～60 –17.8 白油 113 0.83 3.8～8.2 3.90 92 –30.0 气制油 125 0.80 2.8 <0.01 >85 –40.0
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表 4 合成基钻井液抗温性能试验结果
Table 4 Temperature resistance of synthetic base drilling fluid
试验条件 破乳电压/
V静切力/
Pa塑性黏度/
（mPa·s）动切力/
PaAPI滤失量/
mL室温 1160 5.0/9.0 42 10.0 0.8 120 ℃/16 h >2000 5.0/12.0 40 11.0 0 150 ℃/16 h 1600 6.0/14.0 37 14.0 0.2 180 ℃/16 h 1000 6.5/15.0 45 15.5 0.4 200 ℃/16 h 800 5.0/8.0 58 8.0 0.8 205 ℃/16 h 750 4.0/7.0 59 7.5 1.0
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表 5 济阳坳陷8口页岩油水平井钻井情况统计
Table 5 Drilling results of eight horizontal shale oil wells in the Jiyang Depression
井号 井深/
m垂深/
m钻井周期/
d钻速/
（m·h–1）水平段长/
m备注 BYP1 4336.00 2969.75 75.50 8.13 1147.00 第一
轮次BYP 2 3645.00 2568.29 85.88 10.53 716.00 LY1HF 3970.00 3206.57 132.50 3.84 633.00 BYP 1-2 3542.00 2989.91 50.83 6.08 373.00 YYP1 4902.00 3540.52 88.05 12.16 942.00 第二
轮次FYP1 5364.00 3564.57 108.87 8.18 1716.00 NY1-1HF 4083.00 3619.87 80.92 9.81 158.00 BYP5 5379.00 4309.30 131.00 12.17 1059.59
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