[01396533]不同类型油气储层高效长效固体控制关键技术与装备

油气资源高效开发关乎国家能源安全。我国陆地、海洋等不同地域,疏松砂岩、碳酸盐岩、天然气水合物等不同类型易出砂油气井占比高达约占40%以上,生产过程中的出砂是困扰此类油气资源开发的世界级难题,严重影响油气井产能提升并威胁生产安全,长期以来是束缚疏松砂岩油气藏及天然气水合物藏正常开采的瓶颈难题,严重制约国家油气增产上产能源战略实施。以稳产增产为目的的固体（出砂）控制及流固管理,是易出砂油气藏高效开采的关键技术需求。中高渗疏松砂岩、非常规/低渗储层压裂、深层碳酸盐岩、煤层气、天然气水合物、地热井、注水井、储气库等不同类型油气水储层物性、生产模式不同,固体失稳与砂粒产出机理、固体控制与增产机理、方法、装备差异巨大,造成固体控制效果差。 本成果针对我国出砂防控原创理论方法和自主产权高端装备缺乏的关键问题,依托国家重点研发计划、自然科学基金、油气重大专项、企业合作等40余项目,开展出砂防控基础理论、技术装备及软件系统研发,形成了如下创新成果： （1） 不同类型储层固体（砂粒）产出与控制机理、预测方法与设计技术 创新构建了弱胶结储层颗粒级尺度出砂过程模拟和精细预测理论方法,实现出砂预测从宏观到微观、从静态到动态的关键突破,准确性提高10%以上。研究形成了非均质储层砂液产出剖面动态演化模拟理论、方法与技术,以及不同类型储层挡砂介质堵塞机理及控砂优化设计方法。 （2）不同类型储层固体控制与增产一体化关键装备与配套工具研发 创新研发等离子割缝、复合缝腔等10余种系列系列高流通抗堵塞核心筛管装备,为复杂条件储层高效防砂提供了核心装备。研发了长井段砾石充填完井管柱、分层挡砂同采管柱、分层挤压充填防砂管柱、热采井分层压裂防砂管柱等10余套配套管柱,为核心装备应用提供管柱系统。研发了系列防砂、控水、增产配套工具,工艺实施保障。 （3） 不同类型复杂条件储层高效控砂增产方法、工艺技术及管理体系 创新研究形成管外出砂亏空剖面预测及高饱和砾石充填、疏松砂岩油气储层的防砂增产方法、外包裹膨胀充填防砂方法、小井眼侧钻井塞式防砂方法等系列固体控制及防砂增产方法。创新发展分级分段、多段塞充填等系列新型防砂技术及优化设计理论方法,自主研发Sandcontrol Office防砂综合决策软件系统,技术及软件实现规模化应用,成为主导软件产品推广应用500余套,打破了防砂设计长期依赖国外软件的局面。 系列成果获得授权发明专利35项,软件著作权15项,出版专著5部,发表高层次学术论文100余篇。成果为油气及天然气水合物储层出砂防控提供核心技术与装备,实现理论方法与工艺技术升级换代,解决了不同类型复杂条件储层防砂有效期短、综合效果差的瓶颈难题;有力提升防砂核心技术自主创新能力,推动工业设计软件国产化。创新成果应用于中石油、中石化和中海油等30多个出砂油气田,以及印度、伊拉克等14个海外油气田,并为我国天然气水合物两次试采防砂设计提供关键技术支撑。应用5000余井次,平均防砂有效期从约500天提高到约900天,综合防砂效果提升20%以上,产生经济效益近20亿元。主持和参与制定行业标准2项,企业标准10余项,促进了防砂实施规范化及行业总体技术进步。技术培训受众达3000 余人,为防砂完井行业培养了大批专业技术人才。