[00920865]非常规油气藏水平井分簇射孔关键技术研究及应用

中国非常规油气资源已探明可采储量达490亿吨原油当量，2019年非常规石油产量（5000万吨）约占全国总产量的1/5，页岩气产量（540亿方）约占全国天然气总产量的1/3，中国已成为全球第二大非常规油气资源开发利用区。 水平井分簇射孔是非常规油气藏最重要的完井方式（约占80%），分簇射孔与分段压裂交替作业是国内外实现水平井大规模体积改造、提升单井产能的主要途径。国外油服巨头（贝克休斯、哈里伯顿和斯伦贝谢）早在2004年就开始了分簇射孔关键技术研究，取得突破后对中国实施了严格技术封锁，高昂的技术服务费极大地制约了中国非常规油气产业规模化、效益化开发。攻克分簇射孔关键技术并有效降低完井成本是中国油气产业发展和国家能源安全的重大技术需求，项目组围绕分簇射孔关键技术难题，经多年攻关，获得以下创新成果： 1、建立了以水平井精细分段、段内精准分簇和促进簇裂缝均衡扩展为核心的分簇射孔优化理论和设计方法，研发了商业化水平井分簇射孔优化设计软件，极大提升了水平井分簇射孔方案设计水平和设计效率，现场应用表明簇裂缝同时起裂延伸有效率达到90%以上，体积改造后单井产量获得了显著提升。 2、针对分簇射孔多次爆轰冲击导致的管柱安全评价难题，建立了考虑井筒密闭空间及反射作用的射孔爆轰压力场预测模型和曲井射孔管串冲击振动动态分析模型，开展了射孔弹井下爆轰当量能量测试试验研究,形成了基于FEM动态模拟和实验研究的水平井分簇射孔管柱安全评价方法，为成果在现场的成功应用提供了工艺安全保障。 3、针对单芯电缆水平井多次遥控分簇点火射孔难题，开展了压控选发、电子选发、隔板延时起爆、慢燃火药和聚能3D（定面、定向和等孔径）射孔等关键技术攻关，研发了一整套具有完整自主知识产权的分簇射孔系列化产品。 该成果获得授权发明专利6件（含美国发明专利1件），实用新型专利8件，软件著作权授权2件。发表了论文18篇（其中SPE会议论文1篇、全国天然气学术年会论文2篇），SCI收录9篇，EI收录3篇。 经第三方科技成果鉴定，该成果整体达到国际先进水平，其中精细分段精准分簇射孔优化理论、多次爆轰安全评价方法、分簇选发技术及产品性能和安全性能达到国际领先水平。 该成果已应用于中石油和中石化的非常规油气区，桥塞慢燃火药、高安全电雷管和电子选发等关键产品市场占有率达90%，实现了关键技术产品全面替代进口。2018～2019年，研发的分簇射孔产品累计应用1000余口井约2.5万段，实现销售收入2.2亿元，利税7280万元，为国内油田服务公司创造效益超过25亿元，为油田公司节省射孔完井作业费用约97亿元。该成果有力地支撑了国内非常规油气产业的高速高效发展，经济和社会效益显著。