2019年国家技术发明奖公示材料
2019年国家技术发明奖公示材料
1、项目名称
基质、孔洞和裂缝三重介质复杂气藏测井定量评价技术及工业化应用
2、提名单位
中国石油天然气集团公司
3、提名单位意见
我国大型天然气藏普遍由致密基质、溶蚀孔洞和随机裂缝三重介质复杂储层构成，非均质性极强，测井定量评价是国际公认的学科难题。已有研究结果多停留在定性解释而非工业化定量应用阶段，国内外亦无成型技术体系，这已成为严重制约天然气勘探发展的瓶颈。“基质、孔洞和裂缝三重介质复杂气藏测井定量评价技术及工业化应用”成果通过原始理论方法创新，为有效解决三重介质复杂储层孔隙度、含气饱和度定量计算和产气量预测这一世界难题开辟了新路，填补了国内外空白，推动发展了测井学基本理论。美国、俄罗斯、英国、法国、荷兰和澳大利亚等6国给予的国际发明专利授权以及中国知识产权局和世界知识产权组织共同颁发的“中国专利金奖”表明，该成果使我国在这一领域的研究走在了世界前列，引领了学科发展。成果研发形成了集实验方法、测量装置、测前设计和综合评价于一体的工业化流程及处理软件，完整构建了天然气测井评价体系并成功应用1863井次，经济社会效益非常显著，实质性推动了我国测井领域的科技进步。
经认真审阅，该项目推荐书填写规范，相关材料真实有效。对照国家技术发明奖授奖条件，推荐该项目申报2019年度国家技术发明奖二等奖。
4、项目简介
天然气是国家深地战略和国家绿色能源发展战略的重要基石。我国天然气可采资源量约85万亿立方米，75%以上来自复杂岩性和非常规油气藏，其储层普遍由致密基质、溶蚀孔洞和随机裂缝三重介质构成，非均质性极强；其定量评价超越了基于分层各向均匀前提建立的经典测井解释理论范畴，是国际公认的学科难点和研究热点。由于国内外长期无成型技术，已严重制约天然气勘探发展。中国石油依托国家油气重大专项攻关，在三重介质复杂气藏储层孔隙度、含气饱和度和产气量定量评价三项关键核心技术上取得原创性突破，即：
1.发明了用井下密闭取心饱和度值和基质“电阻增大率-饱和度”通解方程最优特解作为点线约束进行裂缝含气饱和度定量计算的科学方法及测量装置，为攻克复杂三重介质条件下油气定量评价世界难题开辟了新路，获美国、俄罗斯、英国、法国、荷兰和澳大利亚等6个地球物理勘探一流强国的发明专利。
2.首次提出并完整公开了单元素俘获伽马能谱核物理实验测量和数值模拟方法，发明了“元素群逐步剥离解谱”和“单元素标准谱优化”等专利技术，将解谱元素种类由原来的7种提升到18种，计算精度提高18%。发明了基于岩石矿物组分精准最优化处理的高精度孔隙度计算方法，计算误差从原来的1.06降至0.47个孔隙度单位，解决了致密储层低孔隙度难以准确计算的难题，被业内学者高频次引用。
3.首次发现并证实70微米及以上孔隙占岩石总孔隙的百分比即“CT70孔隙度”是定量预测储层产气量的关键参数。发明了CT-核磁同比转换计算产气量的科学方法并推导出CT70孔隙度计算产气量的理论公式，实现了对产气量的量化评价。主题论文入选美国第56届国际职业测井分析家年会，并获2016年中国精品科技期刊顶尖论文奖。
研发形成集实验方法、测量装置、测前设计和综合评价于一体的工业化流程及处理软件，设计完钻我国第一口全直径取心井，对上述技术方法进行刻度标定，从而完整构建了天然气测井评价体系并成功应用1863井次。共获国内外发明专利43件，集团公司技术秘密31件；国家软件著作权22件；制定行/企标准5项；出版专著5部，发表SCI、EI论文83篇。专家鉴定指出：“该成果通过原始创新发展了测井饱和度解释理论，发明了适合复杂岩性与非常规储层含气饱和度的计算方法”，“理论技术有重大创新，为整装海相碳酸盐岩大气田的发现提供了有力的技术支撑，社会经济效益非常显著，整体达到国际领先水平”。为此，成果分获中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖和中国石油天然气集团公司技术发明一等奖，并荣获2016年中国专利金奖(我国测井行业首次)。
5、客观评价
（1）发明成果鉴定意见
1）中国石油和化学工业联合会成果鉴定意见指出：
“该成果通过原始创新发展了测井饱和度解释理论，发明了适合复杂岩性与非常规储层含气饱和度的计算方法，整体达到国际领先水平”。
2）中国石油天然气集团公司成果鉴定意见指出：
“成果对推动碳酸盐岩储层产能预测具有重要意义，理论技术有重大创新，整体达到国际领先水平”。
（2）院士评价
1）油气地质学家、中国工程院邱中建院士在《中国海相碳酸盐岩测井解释概论》一书的序言中指出：
理论方法已经在四川、塔里木和长庆的碳酸盐岩油气藏评价中再次获得全面应用，为一大批此类油气藏的发现、探明及开发发挥了关键作用。……他们将
这些行之有效的理论方法都及时进行了技术有形化，在中国石油新一代测井软件CIFLog中形成了具有自主知识产权的碳酸盐岩处理解释模块，直接面向油田现场，实现了规模应用，效果极为显著。
2）油气地质学家、中国工程院胡见义院士在推荐本成果核心发明专利“裂缝储层含油气饱和度定量计算方法”申报第十八届中国发明专利金奖的推荐书中指出：
创造性实现了约束条件下的裂缝储层饱和度计算，将裂缝饱和度评价由原来的定性认识提升到定量计算，填补了行业空白。
3）油气钻井工程专家、中国工程院苏义脑院士在推荐本成果核心发明专利“裂缝储层含油气饱和度定量计算方法”申报第十八届中国发明专利金奖的推荐书中指出：
参评专利在获得中国发明专利同时还获得美国、澳大利亚和俄罗斯三个国家发明专利授权，在解决裂缝储层含气饱和度测井评价方面走在了世界前列。（3）国际同行评价
荷兰埃因霍温大学能源研究所学术主任、著名地球物理学家David教授指出：多孔介质中流体的流动及传输规律是一个重要的研究课题，其研究成果对油气勘探、地下水流动等均具有重要理论指导作用，这也是我及其课题组的研究兴趣之一。我阅读了李宁等人在2015年第56届国际职业测井分析家协会SPWLA 上发表的论文“Prediction of gas production in carbonates based on CT analysis and nuclear magnetic resonance (NMR) logging”，该研究在碳酸盐岩全直径岩心三维CT和试气结果分析基础之上，发现了CT70孔隙度（大于70 μm的孔隙占整个岩样体积的百分比）为碳酸盐岩储层产气量预测的关键参数，并利用双重介质有效介质近似和平面径向渗流理论，导出了CT70孔隙度计算产气量的公式，实现了对产气量的量化评价。我认为该成果有很强的技术有创新，不仅对油气勘探开发具有重要理论意义，对多孔介质传输相关领域研究也具有很好的理论指导作用。（4）知识产权部门评价
国家知识产权局局长、中国科学院申长雨院士在第十八届专利金奖颁奖大会上代表国家知识产权局和联合国世界知识产权组织（WIPO）对本成果核心专利“裂缝储层含油气饱和度定量计算方法”进行了评价：
以今年评选出来的几个专利金奖项目为例，它们不仅紧贴国家重大需求，具
备较高的技术创新水平，同时也通过有效的专利保护和运用实施，产生了显著的经济和社会效益。比如，中国石油天然气股份有限公司的“裂缝储层含油气饱和度定量计算方法”专利，原创性地提出了裂缝饱和度计算的科学方法，解决了我国天然气勘探开发领域长期悬而未决的技术难题。
6、推广应用情况
项目研究成果已在中石油重点探区进行了工业化应用，以四川、塔里木、大庆和长庆油田为代表的1863口井的工业化应用表明，测井平均解释符合率较项目开展前提高15.2%，经济社会效益数显著。为近期我国四川龙王庙4000亿方单体整装海相碳酸盐岩特大型气藏的发现以及塔里木油田、长庆油气田和大庆油田的储量大幅增加及产量快速增长做出了重大贡献。更重要的是，本发明的技术创新具有通用性，普遍适用于国内外其它地区同类储层的测井评价，因而使我国在这一领域具备了国际一流的市场竞争力，成果应用前景非常广阔。
7、主要知识产权证明目录
8、主要完成人情况
李宁，排名1，教授级高工，院一级专家/集团公司高级技术专家，中国石油勘探开发研究院。对项目的主要贡献是发明点1、2和3，负责项目总体设计，制定技术路线和实施方案,全程参与理论方法研究，构建了三重介质复杂气藏测井定量评价技术体系。是“裂缝储层含气饱和度定量计算”和“CT产气量预测”等国内外核心发明专利的第一完成人。旁证材料见发明专利：ZL20131060113.8和US8808661B2等；技术秘密：20070043等。
肖承文，排名2，教授级高工，集团公司高级技术专家，所长，塔里木油田研究院物探与测井所，塔里木油田分公司。对项目的主要贡献是发明点2和3，负责项目现场实施、关键井解释分析与技术把关，研发了“洞缝型储层的地质特征参数及分布的测定”和“电成像测井相识别”等核心专利技术方法，并将建立测井解释评价系列关键技术、方法及软件研究成果迅速规模化用于生产处理。旁证材料见发明专利：ZL201310170534.4和ZL201110352765.8等。
范宜仁，排名3，教授，中国石油大学（华东）。对项目的主要贡献是发明点1和3，是“岩石物理基础实验方法及装置”、“孔洞储层双侧向正演数值模拟”和“核磁共振成像的岩石非均质性定量评价”等核心方法的主要研究者。旁证材料见发明专利：ZL201310088247.9和ZL201310238779.6等。
王克文，排名4，高级工程师，测井与遥感技术研究所，中国石油勘探开发
研究院，项目主要完成人。对项目的主要贡献是发明点1和3，是“裂缝储层含油气饱和度定量计算”、“岩心测量新方法”和“孔洞储层饱和度计算模型”等核心方法的主要研究者。旁证材料见发明专利：ZL201310088247.9和US8808661B2等。
武宏亮，排名5，高级工程师，所副总工程师，测井与遥感技术研究所，中国石油勘探开发研究院，项目主要完成人。对项目的主要贡献是发明点2和3。负责塔里木和长庆油田重点井跟踪评价与技术方法油田现场验证，是“元素群逐步剥离解谱”、“CT-核磁产气量预测等核心”等方法的主要完成人。旁证材料见发明专利：ZL200910238565.2等；国家软件著作权登记：2013SR061543等。
冯庆付，排名6，高级工程师，四川盆地中心，中国石油勘探开发研究院，项目主要完成人。对项目的主要贡献是发明点1和3。负责西南和大庆油田勘探区块重点井跟踪评价和技术发明的油田现场验证，是“裂缝储层含油气饱和度定量计算”、“孔洞储层饱和度计算模型”等核心方法的主要研究者。旁证材料见发明专利：ZL200910238565.2等。
9、完成人合作关系说明
在“基质、孔洞和裂缝三重介质复杂气藏测井定量评价技术及工业化应用”项目的研究和现场应用过程中，由中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院牵头，组织中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司和中国石油大学（华东）等单位，按照“产学研用”一体化科研模式联合攻关，突破多项重大技术难题，解决了三重介质条件下油气勘探开发中的测井技术瓶颈。
李宁教授级高工来自中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院，项目长，自2008年起参与研究。对项目的主要贡献是创新点1、2和3，负责项目总体设计，制定技术路线和实施方案。是裂缝储层含油气饱和度定量计算等多项国内外核心授权发明专利的第一完成人。
肖承文教授级高工来自中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司，项目第二负责人，自2008年起参与研究。对项目的主要贡献是创新点2和创新点3。全面负责项目整体技术方法的油田现场实施和和协调。
范宜仁教授来自中国石油大学（华东），项目第三负责人，自2008年起参与研究。对项目的主要贡献是创新点1和创新点3，负责岩石物理基础实验方法及装置、孔洞储层双侧向正演数值模拟、核磁共振成像的岩石非均质性定量评价等核心方法研究。
王克文高级工程师来自中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院，项目核心技术骨干，自2008年起参与研究，对项目的主要贡献是发明点1和3，是裂缝储层含油气饱和度定量计算、孔洞储层饱和度计算模型等核心方法的主要研究者和多项授权发明专利的主要完成人。
武宏亮高级工程师来自中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院，项目核心技术骨干，自2008年起参与研究，对项目的主要贡献是发明点2和3，是元素群逐步剥离解谱、CT-核磁产气量预测等核心方法的主要研究者和多项授权发明专利的主要完成人。
冯庆付高级工程师来自中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院，项目核心技术骨干，自2008年起参与研究，对项目的主要贡献是发明点1和3，是裂缝储层含油气饱和度定量计算、孔洞储层饱和度计算模型等核心方法的主要研究者和多项授权发明专利的主要完成人。