[01163005]致密砂岩气藏提产工作液关键技术与工业化应用

该项目属于油气田钻完井工程技术领域。 2019年我国天然气对外依存度达44%,能源安全问题突出,国家《能源发展十三五规划》要求加强致密砂岩气开发。致密砂岩气藏具有储层物性差、微裂缝发育、有效厚度大等特征,决定了其开发中存在储层易伤害、单井产量低、井控储量小、经济效益低等问题,为世界性难题。本项目研究启动前,国内外尚无致密砂岩气藏损害针对性评价方法,未见水锁损害微观、量化机理研究报道;未形成针对性保护理论与方法,缺乏致密砂岩气藏低伤害储层保护剂、钻完井液、压裂液以及配套施工工艺。因此,怎样精准评价致密砂岩气藏损害程度、揭示损害机理,研发低伤害工作流体用处理剂及体系,成为油气田钻完井工程技术领域国内外学术前沿和研究热点。 在国家科技部、自然基金委及三大石油公司支持下,经过16年持续攻关,形成了有自主产权的致密砂岩气藏提产工作流体关键技术,于2008-2017年进行了工业化应用。 一、创建了致密砂岩气储层损害评价方法,揭示了其特有损害微观机理 综合考虑初始渗透率、孔隙度、分维数、孔隙半径、液体表面张力等因素,建立了基于灰关联法的水锁损害预测模型;基于核磁测试,揭示了岩石表面性质、孔隙结构对水锁损害的微观机理;研制了高回压岩心流动仪及压力脉冲渗透率仪,建立了致密砂岩气储层高回压岩心流体敏感性与工作流体伤害评价方法,与行业标准法相比,消除毛管末端效应,提升压力传递效率,弱化贾敏效应、裂缝应力敏感性和滑脱效应,显著提高测试精度和适应性;厘清了致密砂岩气藏水锁与应力敏感性为主的损害类型。 二、发明了致密砂岩气储层保护剂和低伤害钻完井液体系 发展了“控液-成膜-解堵”协同储层保护理论,建立了拟黏附功防水锁剂评价方法;发明了保护油气藏的可解堵自适应封堵剂、微乳离子液防水锁剂、聚合物型储层保护剂和支化型水基钻井液用降滤失剂;建立了“全酸溶”储层保护方法,研发了低伤害复合盐钻井液、抗高温油基钻井液及其配套技术。 三、研发了致密砂岩气藏低伤害压裂液关键处理剂及体系 发明了复合型解水锁剂、高效降阻剂和可重复使用具有表活性特征的多效聚合物,研发了防水锁滑溜水压裂液、高性能可回收压裂液体系,形成了相应压裂液回收工艺、标准。 项目攻克了致密砂岩气藏提产工作流体关键技术难题,成果已在塔里木、四川、鄂尔多斯盆地,环渤海湾、海上油气田以及海外中东地区推广应用。近三年累计新增应用井2017口,新增气产量90.09亿立方米,新增销售额116.73亿元,新增利润、税金41亿元。 以上成果突破了致密砂岩气藏储层易损害、单井产能低的技术瓶颈。获授权发明专利35件（含美国专利1件）、实用新型专利2件,登记软件著作权1件,制订企业标准及技术规范3项,发表论文92篇。鉴定专家认为：该技术整体上达到国际先进水平,其中可解堵自适应封堵剂、微乳离子液防水锁剂、高性能可回收压裂液处于国际领先水平。