[00701899]致密气藏水平井多裂缝渗流与精细分段压裂关键技术及推广应用

四川盆地天然气资源丰富，水平井分段改造是致密气藏水平井高效开发的关键技术。水平井精细分段改造面临多裂缝渗流机理复杂，非连续透镜体水平井分段设计方法缺乏、优化设计针对性差，分段工具技术国产化程度不高及致密储层孔喉小，大规模、大排量施工导致储层伤害严重等问题。该项目以机理研究为基础，新工具新材料研发为核心，新技术为突破、推广应用不断完善为原则，经历6年的产学研用协同攻关，形成致密气藏水平井精细分段压裂关键技术，取得了四个方面的创新，成为致密气藏勘探开发的主要技术保障。建立考虑水平井负表皮特征的多裂缝多重介质不稳定渗流模型和压后产能模型，形成了非均质储层考虑产能最优和工程风险最低的双目标压裂水平井精细化分段压裂优化设计技术。依靠这一技术使得川西蓬莱镇组水平井产量较前期水平井产量提高了41%，是直井和斜井产量的1.64倍。自主研发压缩式双密封裸眼封隔器、液压开关滑套和自封式坐封球座等分段工具，形成水平井裸眼分段压裂增产改造技术，能够实现不动管柱分压25段，成本较国外同类技术降低30%。这一技术确保了四川气田、苏里格气田的增产稳产，使得单井测试日产量平均提高了3至5倍。研发了连续油管底部封隔器、精准定位器，形成了连续油管底部封隔分段压裂技术，可实现无限级分段压裂，能对2M内的薄互层进行精准定位压裂；研发了全通径滑套式分段压裂工具，将限流压裂、极限缝宽理论与分段压裂相结合，形成了快捷、高效的套管水平井不动管柱封隔器多级多缝分段压裂技术，可实现不动管柱分压12级36段；这些技术推进了四川气田合川须家河储层和苏里格气田苏5桃7区块的增储上产，促进了中石化川西5480.5亿方天然气探明储量的提交。首创干法酶降解制备小分子瓜胶压裂液技术，研发了压裂液残渣只是常规瓜胶压裂液的25%，对地层伤害率小于18%的低伤害小分子瓜胶压裂液体系；制定了压后放喷排液工作制度设计方法，形成了致密气藏压后压裂液高效返排技术。这些技术降低了储层伤害，保证了水平井分段改造效果。该项目共取得授权发明专利16项，受理发明专利7项，授权实用新型专利19项，受理实用新型专利4项；登记软件著作权2项；形成企业标准6项；发表ScI、EI收录论文37篇；出版专著3部。项目研究成果工业化应用493井次，累计增产天然气46.1×108M<'3>。近三年，累计增产天然气42.9亿方，直接经济效益达56.135亿元，实现利润11.227亿元。成果推广应用到川西气田、川东气田、川中气田和苏里格气田，见产率高，促进了四川盆地天然气地质储量的动用和升级，成为致密气藏勘探开发的技术保障。经鉴定，成果整体上达到国际先进水平，其中非均质储层水平井精细分段优化技术国际领先。