深層、“三高”及海洋複雜條件油氣藏鑽井中井筒多相流體具有氣體組分多、相變、高壓、溫度場複雜等特點,同時還存在地層流體侵入與噴出井筒的多相流動時空瞬變現象,傳統井筒多相流型劃分及流動模型不能進行合理表征,致使井筒壓力計算誤差最大可至30%,難以滿足井筒壓力安全控製的要求。在國家和石油公司支持下,項目團隊曆經15年攻關,開展了複雜壓力體係下井筒壓力安全控製技術的係統研究,取得重大技術創新。發現了複雜地層流體侵入井筒後存在著超臨界態流、液態流、泡狀流、段塞流、攪動流、環霧流的六流型演化新機製,首次建立了考慮超臨界態相變、天然氣水合物相變、氣體組分溶解/析出的七組分多相流動模型,與國際先進水平相比,井筒壓力計算最大誤差由30%減小至8%,攻克了複雜壓力體係井筒安全高效構建的理論瓶頸,為井筒壓力精細控製提供了理論支撐。
該項目授權中國發明專利40件,美國發明專利7件;軟件著作權10件;發表學術論文100餘篇,編寫學術著作3部。中國石油和化學工業聯合會組織成果鑒定認為:“該成果整體達到國際先進水平,其中含天然氣水合物相變、超臨界態相變、氣體組分溶解/析出的多組分多相流動模型有重要創新”。
該項目在國內塔裏木、勝利、渤海等17個主力油氣田得到成功應用,同時推廣到伊拉克、西非等6個海外區塊,共計2624口井,溢流發現時間比國際通用方法提前7~9分鍾,井噴預防成功率100%,總體事故率降低90%以上,鑽井周期縮短18.4%~31.6%,近三年經濟效益達18.6億元。相關成果獲2016年中國石油和化學工業聯合會科技進步一等獎。