2019年度重庆市科技进步奖提名项目公示内容

2019年度重庆市科技进步奖提名项目公示内容

一、项目名称

复杂应力高陡页岩气层精准压裂关键技术

二、提名单位意见

由中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司、中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院共同完成的《复杂应力高陡页岩气层精准压裂关键技术》研究，以重庆涪陵国家级页岩气示范区建设工程为依托，针对涪陵二期产建区构造复杂、断裂发育、埋深较大等地质条件带来的挑战，以及二期压裂井施工压力高、砂堵井比例增加、改造体积和裂缝导流能力小、压后产量低且递减快等难题，创新发明了钻井压裂工程一体化甜点优选及评价技术、井工厂压裂多参数整体协同优化设计技术、多簇裂缝均衡起裂与延伸精准控制技术、压裂效果实时评估与调参以及多因素产能预测技术，在国内首次形成了针对复杂应力高陡页岩气储层条件的可复制推广的一体化精准压裂关键技术。

本项目获得国家专利授权19件（发明专利15件），软件著作权3项，出版专著7部，发表论文34篇（SCI/EI收录16篇）。成果整体达到了国际先进水平，其中页岩“甜度”评价方法、多簇裂缝均衡起裂与延伸的精准控制技术国际领先。

该项目为涪陵页岩气田在短短五年内建成了100亿方产能的国家级页岩气示范区，实现了北美之外的首个大型页岩气田的商业化开发，极大地推进了中国页岩气产业化进程做出关键性支柱支撑。近三年在涪陵页岩气田共应用161口页岩气水平井，新增江东区块、平桥区块的经济可采储量125.46亿方，新增利润9.90亿元。并在威荣、永川、平桥南、丁山-东溪等深层页岩气区块推广应用。对中国其它页岩气区块的勘探开发具有重要的借鉴和指导意义，同时也可应用到页岩油及致密气中，应用前景广阔。

对照重庆市科学技术奖授奖条件，涪陵区科技局提名该项目为重庆市技术发明奖二等奖。

三、项目简介

针对涪陵二期江东、平桥等区块所存在的构造复杂、断裂发育、埋深较大等新挑战，通过攻关形成了一套适合复杂地质条件的岩气层精准压裂关键技术。取得的重大技术发明如下：

1.发明了钻井压裂工程一体化甜点优选及评价技术

提出了页岩“甜度”的概念，建立了甜度评价模型及方法，研发了三维地质导向智能软件平台。水平段在优质页岩储层中的精准入靶率达80%、在优质页岩层穿行率达85%以上，低效/无效段簇占比从最高2/3降至最低1/8。

2.发明了多簇裂缝均衡起裂与延伸精准控制技术

构建了多簇射孔大型压裂物模试验方法，揭示了多簇射孔裂缝扩展机制；研制了复杂裂缝输砂模拟装置及软件，提出了高效充填压裂工艺，裂缝有效改造体积大限度提升，段内SRV提高9.7%~26.3%。

3.发明了井工厂压裂多参数整体协同优化设计技术

建立了基于天然裂缝、地应力、立体布缝的“三要素十一参数”页岩气“井工厂”压裂多参数整体协同优化设计模型，形成了交叉拉链式压裂设计技术及运行模式，实现了平台经济效益最大化和多井流水线批量化作业。井工厂平台应用施工周期缩短30~40%，江东、平桥区块单井产量同比提高51.6%和16.8%。

4.发明了压裂效果实时评估及产能预测技术

形成了多体系集成的压裂效果实时评估技术及单井产能计算方法，实现了对压裂单段、单井及井组改造效果的快速评估和预测，为工艺方案的持续优化提供了保障。涪陵二期复杂地层的施工成功率从70.5%提高至100%，压裂污水重复利用率100%，实现了零污染零排放。

研究成果具有完全自主创新的知识产权，获得国家专利授权19件（发明专利15件），软件著作权3项，出版专著7部，发表论文34篇（SCI/EI收录16篇）。

近三年在涪陵页岩气田共应用161口页岩气水平井，新增江东区块、平桥区块的经济可采储量125.46亿方，新增利润9.90亿元，经济社会效益显著。并在威荣、永川、平桥南、丁山-东溪等深层页岩气区块推广应用。

该技术发明为中国石化页岩气的勘探突破、产能建设提供了全面的工程技术支撑，为中国其它区块页岩气勘探开发提供了示范引领作用，应用前景广阔。

四、客观评价

1.2016年，国土资源部报道了重庆涪陵页岩气公司企地共建的共赢模式。

2.中国工程院院士康玉柱认为：“涪陵页岩气田的规模商业开发，不仅标志着我国页岩气勘探开发走在世界前列，而且其中一些理论和技术达到国际领先水平，必将在“十三五”期间助力开创我国页岩气产业大发展的新局面。”

3.中国科学院院士赵鹏大认为：“页岩气的规模开采将进一步优化我国能源结构，同时也有望缓解我国油气资源对外依存度较高的被动局面。”

4.中国工程院院士胡文瑞认为：“《页岩气压裂技术》探讨了中国自己的页岩气发展道路，为中国的页岩气发展指明了方向，是中国页岩气工作者不可多得的工作指南，是相关企业管理层制定页岩气投资决策的依据，也是政府部门制定相关法律法规的重要参考。”

5.中国科学院院士金之钧认为：“该丛书及整个页岩气产业链，介绍了中国页岩气产业的发展现状，分析了未来的发展潜力，集成了勘探开发相关技术，总

结了管理模式的创新。该丛书的出版将会为我国页岩气产业链的快速成熟和健康发展带来积极的推动作用。”

6.中国工程院院士李阳认为：“以涪陵页岩气快速规模产建为标志，我国页岩气体积压裂技术快速开创了新局面，多项指标达到了国际先进，甚至领先水平，丰富了页岩气压裂理论与认识。”

7.教育部科技查新工作站认为：针对查新点“页岩甜度评价方法、井工厂压裂多参数整体协同优化设计、多簇射孔大型压裂物理模拟试验方法、多尺度裂缝内支撑剂输送模拟实验装置、基于现场施工数据的裂缝复杂度反演模型”，在国内外公开发表的中外文文献中，未见其他与本委托课题技术特点相符的中外文献报道。

8.重庆科技成果转化促进会专家组认为：成果整体达到了国际先进水平，其中页岩“甜度”评价方法、多簇裂缝均衡起裂与延伸的精准控制技术国际领先。

9.2018年，涪陵页岩气田十九次上央视报道，成为我国首个累计产量突破208亿立方米的页岩气田。

五、应用情况

研究成果在涪陵页岩气田现场大规模应用取得了显著效果。近三年，共应用161口页岩气水平井（其中2016年应用66口井、2017年应用14口井、2018年应用81口井），措施有效率100%，施工成功率100%。多口井压裂后实现了高产：焦页81-5HF井最高测试产量62.92万方/天，单井最高无阻流量120.9万方/天；焦页189-8HF井获得了64.59万方/天高产工业气流，无阻流量达117.57万方/天。同时还创造了多项国内压裂施工记录，其中单井最多压裂段数29段、“井工厂”单平台单日最多压裂8段、“井工厂”单平台最多压裂165段。新增江东区块、平桥区块的经济可采储量125.46亿方，累计新增天然气25.47亿方、新增产值32.11亿元、新增利润9.90亿元、新增税收4.55亿元，节支总额4.16亿元，为气田100亿方产能建设提供了技术支撑。

此外，研究成果先后在中国石化威荣、永川、平桥南、丁山-东溪等复杂深层页岩气区块指导压裂设计及施工6口井，累计压裂段数达125段，工艺成功率达100%。其中，丁山-东溪区块部署的丁页4、5井，在4000米深的优质页岩气层相继试获日产20万方/天和16万方/天中高产页岩气流，证实了丁山构造五峰组-龙马溪组页岩气层具有高压、富气特征，商业开发潜力大，是继涪陵、威荣页岩气田发现之后又一个千亿方级增储上产阵地；该区国内首口埋深大于4200米的高产页岩气井东页深1井，试获日产31万方/天工业气流，突破了埋深超4000米页岩气井压裂工艺技术，为深层页岩气大规模商业开发奠定了技术基础。

形成了可复制推广的复杂页岩气高效压裂关键技术，在重庆武隆和四川威远、长宁等区块得到推广，对国内页岩气开发具有引领和示范作用，同时也可应用到页岩油及致密油气中，应用前景广阔。

六、主要知识产权和标准规范等目录

七、主要完成人情况

八、完成人合作关系说明

1.《复杂应力高陡页岩气层精准压裂关键技术》由中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司和中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院共同完成。

2.中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司和中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院合作时间为2016年1月-2018年12月，合作方式为联合合作攻关，包括国家科技重大专项“涪陵页岩气开发示范工程”（2016ZX05060）、中国石化十条龙“近断层页岩气非对称体积压裂关键技术研究”（P18052-6）等项目及技术支持合作。

中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司为本项目第一完成单位，同时也是涪陵页岩气田开发的建设单位。开展了“多簇密切割+投球转向+连续加砂”二代压裂技术研究，整体实现了具有涪陵特色的山地“井工厂”高效运行组织模式。对主要技术发明第1、2、3、4项做出了创造性贡献。主要完成人包括胡德高、刘尧文、廖如刚。

中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院为本项目第二完成单位，全面负责该项目研究工作的总体研究方案设计及项目实施运行。创新发明了页岩“甜度”评价技术、井工厂压裂多参数整体协同优化设计技术、多簇多尺度裂缝均衡延伸及高效充填压裂技术等。对主要技术发明第1、2、3、4项做出了创造性贡献。主要完成人包括蒋廷学、王海涛、卞晓冰。