非常規油氣藏(頁岩油氣、致密油氣、超低滲油藏)等均具有滲透率超低、孔隙度低的儲層特點,水平井技術具有泄油麵積大的優點,已成為非常規油氣藏高效開發的必要手段。但由於地層非均質性嚴重,驅替不平衡,導致注入水、邊水、底水入侵水平段,使大部分水平井快速水淹,含水高達90%以上,成為低產井或者躺井。經過十餘年的攻關,以非常規油氣藏水平井出水模式診斷為基礎,重點研發非常規油氣藏條件下化學控水功能材料及控水工藝,逐步形成了獨具特色的非常規油氣藏水平井化學控水增油技術,取得了三項創新成果:
(1)緊密結合非常規油氣藏的儲層特點,研發了基於吸水剖麵的優勢通道分類圖版,發明了優勢通道識別與描述的不穩定試井技術、無因次PI值方法以及優勢通道形成與演化的流固耦合模擬方法,形成了以優勢通道定量描述和預測為基礎的水平井出水模式識別技術,解決了水平井化學控水盲目性難題。
(2)發明了適合非常規油氣藏的水平井化學控水用的有機/無機交聯凍膠、耐高溫耐高鹽凍膠、熱觸變凝膠、凍膠分散體、超低密度無機固化體係等係列功能材料,自主研發了適合不同水侵類型的化學控水係列新工藝,創建了水平井控水與化學劑吞吐結合的特色控水技術,解決了不同複雜油藏條件水平井控水的化學堵劑難題,克服了傳統“萬能藥”弊端,實現了根據不同非常規油氣藏條件“按需所取”,堵水率達到90%以上。
(3)設計了具有可視功能的非常規油氣藏水平井物理模型,揭示了非常規油氣藏水平井的控水作用機製,創建了水平井化學控水的前置和後置工作液及選擇性注入等配套技術,實現了現場施工有效率由通常不足50%提高到70%以上。
通過發明新方法、新材料,實現了多項技術的原始創新與集成創新。研究成果自2008年來在三大石油公司的7個油田和海外3個油田實現規模化應用,累計增產原油22萬餘噸,創直接經濟效益7.6億元。所形成的集成技術引領了國內非常規油氣藏水平井化學控水技術發展,對控水提高采收率及節水減排有示範意義。本項目獲授權發明專利11項,發表論文近80篇,其中SCI、EI收錄50篇,出版專著1部;培養博士、碩士50餘人,為企業培訓技術人員3000餘人。相關成果獲2013年中國石油和化學工業聯合會科技進步一等獎。