[01207196]致密油气藏爆燃诱导缝网复合压裂关键技术及应用

该项目属油气田开发与开采工程领域。 致密油气是储集在覆压基质渗透率小于或等于0.1mD的砂岩或碳酸盐岩中油气资源。根据中国石油第4 次资源评价,致密油气地质资源量约为344亿吨油气当量,是接替常规油气资源、保障国家能源安全的重要力量。缝网改造是实现致密油气高效开采的重要手段。但泥浆侵入严重、水平应力差异很大、天然裂缝欠发育或不发育以及油气水关系复杂等导致缝网改造中经常出现多缝发育不均衡、井周附近复杂缝形成困难、油气流动不畅通以及压后含水上升快等现象。传统的限流压裂与缝口暂堵平衡应力差异受地应力影响大,而爆燃压裂诱导裂缝不受地应力控制但规模偏小（3-5m）且设计凭经验;单一缝网压裂主裂缝导流能力偏小,而高导流压裂通道沟通远端油气资源能力较弱;出水位置难判断、控水措施有效率偏低等,导致初期产量低、产量递减快,有效动用难度大,亟需研发针对性的压裂新技术与新材料成为其高效开发的重大需求。 针对上述关键工程技术难题,经过10余年的技术攻关,形成了致密油气藏爆燃诱导缝网复合压裂关键技术,在多级脉冲爆燃诱导多缝均衡扩展技术、“爆燃压裂-暂堵转向-高导流支撑”复合缝网改造技术以及爆燃诱导缝网复合压裂关键新材料方面取得重大突破,专家鉴定整体达到国际先进水平。主要科技创新有： 1.创建了多级脉冲爆燃诱导多缝均衡扩展技术,促进了储层改造体积大幅度提升。建立了爆燃诱导促流降阻裂缝同步扩展模型,构建了考虑组合脉冲下爆燃裂缝接力扩展和井周附近应力场变化的多级脉冲爆燃火药组合设计及诱导复杂缝网裂缝参数优化方法,明晰了热致裂诱导复杂缝的作用机制,突破了地应力高、水平应力差异大以及天然裂缝不发育或欠发育储层多缝均衡扩展技术界限。爆燃压裂使水平应力在15-20m范围内得到平衡或反转,实现了多裂缝均衡扩展。（发明专利5件,软件著作权2件,专著1部,论文 13篇） 2. 集成创新了“爆燃压裂-暂堵转向-高导流支撑”复合缝网改造技术,实现了致密储层油气畅流入井,延缓了产量递减速度。发明了脉冲加砂与纤维高效输送装置及低密度高强度支撑材料,建立了随时间与空间双重变导流缝网压裂工艺参数优化方法,提出了多尺度裂缝“点面结合”的支撑模式,突破了难动用致密储层缝网压裂工程参数的技术界限,破裂压力降低20%以上,有效改造体积提高15%以上。（发明专利12件,专著 1部,论文25篇） 3. 发明了爆燃诱导缝网复合压裂关键新材料及工作方法,拓宽了滑溜水压裂液及液体火药适用范围,降低了压裂施工与环境污染风险。发明了环境友好可重复使用滑溜水降阻剂及液体火药胶囊串联固态火药多级燃速药剂,构建了耐温耐盐可回收低吸附纳米磁性示踪剂,发明了基质相渗改善协同裂缝疏水支撑剂充填的复合控水方法。爆燃诱导裂缝规模延长15m以上,压裂液回用次数≥9次,水相相对渗透率降幅60%以上。（发明专利8件,论文16 篇） 该成果申请发明专利25件,授权发明专利22件,软件著作权2件,出版专著2部,发表论文54篇,培养研究生50余人,培训专业人才400余人;2015年以来,该成果在长庆、胜利、吉林等油田现场应用790井次,累计增产油气当量60余万吨,近三年创经济利润3.9亿元,为推动致密油气藏压裂改造技术进步与油田绿色矿山建设做出了重要贡献。