[01590570]水力喷砂射孔与分段压裂联作技术及工业化应用

该项目属于油气开采技术领域。低渗透油气储量占剩余储量的50％左右，新发现油气储量中低渗特低渗油气减更是占到70％以上。高效开采低渗透油气藏、向“磨刀石”里要油气，被国际石油界公认为是21世纪的重要发展方向和世界性难题，其技术水平成为衡量一个国家油气歼采技术水平的重要标志。水力喷砂射孔与分段压裂联作技术是集喷砂射孔、水力压裂、分段封隔一体化的软、硬件系统，是中国迫切需要的大幅度提高低渗透油气藏产能的关键技术。此前仅美国Hal-liburton能源服务公司拥有需拖动管柱喷射压裂的基本型产品，且只提供昂贵的技术服务而不出售产品，技术高度封锁。该项完全自主知识产权技术的研发成功，使中国成为世界上第二个掌握该项高端技术的国家，极大促进中国该领域的技术进步，显著提高核心竞争力，同时也为页岩气等非常规油气开发储备了关键技术，应用前景广阔。经过10年攻关，该系统突破了多项重大关键技术。主要技术发明点包括：1.不动管柱水力喷砂射孔与分段压裂联作的原理方法：在揭示水力喷射压裂孔内射流增压机理、环空“密封环”封隔机理和孔端裂缝起裂与扩展机理的基础上，创造性地将投球控制多级滑套与喷砂射孔压裂相结合，发明了先进的不动管柱水力喷砂射孔分段压裂联作的原理方法。2.水力喷砂射孔与分段压裂联作的水力参数及工艺设计方法：通过系统实验揭示了对水力喷砂(磨料射流)射孔效率影响的关键参数(压力、排量、磨料浓度粒度、喷距、岩性等)及其影响规律，发明并创立了水力喷砂射孔与压裂联作的水力参数及工艺设计方法，编制了相应的参数和工艺设计软件。3.不动管柱滑套式水力喷砂射孔与分段压裂联作井下核心装置：发明并研制成功了可多级投球控制开启的精细滑套及其密封连接装置、耐磨料磨损的高喷砂量喷嘴系统、高抗返溅冲蚀的喷枪本体和喷嘴保护装置等具有特殊功能的工具系统，有效地保证了复杂井况下的施工安全和效率。4.耐剪切、低伤害、低摩阻压裂液体系：发明并研发出了能满足130℃、400S-1条件下连续剪切180min、粘度恢复率达到100％、管柱流动摩阻仅为常规压裂液50％的耐剪切、低伤害、低摩阻阴离子压裂液体系，为现场推广应用提供了关键的液体支撑。该技术已向国内多家单位转让和授权推广应用，在中国大庆、胜利、四川、中原、华北、吐哈等18个油气田工业化应用349井次，占中国低渗油气田总数的75％以上，使大量不可采储量转化为可采储量。压裂改造后单井平均增产1-4倍。直接经济效益9.62亿元。技术核心发明点均取得授权知识产权，已获授权发明专利4项，计算机软件著作权4项，已申请待授权发明专利7项，出版专著2部，发表论文105篇，被SCI、EI收录56篇次，国际水射流技术大会等特邀报告2次。形成有国际影响的技术团队，培养国家杰出青年基金获得者1名、“973”项目首席科学家1名、孙越琦能源大奖获得者1名。专家鉴定：该成果总体达到国际领先水平。美国SPE完井委员会主席Shah教授等国际著名专家评价：开展了原创性和系统性研究，在射流射孔压裂技术研发和应用方面处于领先地位。