主要完成人：趙金洲，蔣廷學(xué)，任嵐，李勇明，吳雷澤，吳建發(fā)，魯紅升，劉偉，杜林麟，尹叢彬，曾斌，李武廣，毛金成，李奎東，李雙明，張固瀾，歐成華，李遠(yuǎn)照，王海濤，付永強(qiáng)，張斌，唐凱，王寶峰，肖佳林，陳鵬飛，劉通義，李嘉，胡永全，潘樹(shù)林，劉平禮

主要完成單位：西南石油大學(xué)，中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院，中國(guó)石油化工股份有限公司江漢油田分公司，中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司，中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司，中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司，東方寶麟科技發(fā)展（北京）有限公司，北京捷貝通石油技術(shù)股份有限公司，成都菲爾特技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司

獎(jiǎng)種：技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)                              等級(jí)：特等獎(jiǎng)

授獎(jiǎng)單位：中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)            年度：2019年

水平井分段分簇壓裂技術(shù)在美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中取得的巨大成功，促進(jìn)美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量的迅猛增長(zhǎng)，2008年突破500億方，成為北美頁(yè)巖氣革命成功的標(biāo)志，2018年美國(guó)頁(yè)巖氣年產(chǎn)量已高達(dá)5932.4億方。我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)起步較晚，2004年我國(guó)開(kāi)始頁(yè)巖氣資源調(diào)查研究工作，2008年中國(guó)石油開(kāi)辟了川南、昭通兩個(gè)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)示范區(qū)；2009年國(guó)家提出加快頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)，同年中國(guó)石油鉆探我國(guó)第一口頁(yè)巖氣井威201井，并于次年壓裂成功采氣；2012年“加快頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)攻關(guān)”首次出現(xiàn)在《政府工作報(bào)告》中，同年設(shè)立四川長(zhǎng)寧-威遠(yuǎn)國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)；2012年11月，焦石壩JY1-HF井獲高產(chǎn)頁(yè)巖氣，發(fā)現(xiàn)了涪陵頁(yè)巖氣田，并于2013年設(shè)立涪陵國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)，從此正式拉開(kāi)我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)序幕。

美國(guó)頁(yè)巖氣革命的成功經(jīng)驗(yàn)為我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)提供了有益借鑒，十年前我國(guó)頁(yè)巖氣壓裂技術(shù)尚屬空白，針對(duì)中美頁(yè)巖氣壓裂條件的差異，2008年項(xiàng)目組提出了水平井全井段縫網(wǎng)壓裂思想并聯(lián)合全國(guó)優(yōu)勢(shì)力量系統(tǒng)開(kāi)展研究，創(chuàng)建了我國(guó)3500m以淺頁(yè)巖氣水平井縫網(wǎng)壓裂理論方法和技術(shù)體系，研發(fā)成功具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的頁(yè)巖氣水平井縫網(wǎng)壓裂技術(shù)，使我國(guó)成為少數(shù)幾個(gè)掌握頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)核心技術(shù)的國(guó)家。

項(xiàng)目取得主要技術(shù)發(fā)明：

1、建立縫網(wǎng)壓裂基礎(chǔ)理論，發(fā)明了頁(yè)巖氣水平井縫網(wǎng)壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。國(guó)內(nèi)最早系統(tǒng)建立縫網(wǎng)隨機(jī)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、縫網(wǎng)展布下頁(yè)巖氣滲流、綜合壓裂力學(xué)和震源反演微地震解釋、縫網(wǎng)改造體積(SRV)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)理論模型，發(fā)明了產(chǎn)能預(yù)測(cè)和產(chǎn)量遞減分析方法、微地震事件解釋方法和正反演模擬方法、構(gòu)造裂縫-頁(yè)理縫-壓裂縫網(wǎng)三維建模方法、縫網(wǎng)改造體積地質(zhì)表征和理論計(jì)算方法以及縫網(wǎng)核心參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

2、建立可壓性評(píng)價(jià)理論模型，發(fā)明了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層縫網(wǎng)綜合可壓性評(píng)價(jià)方法。在頁(yè)巖氣儲(chǔ)層脆性可壓性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，首次引入復(fù)雜縫網(wǎng)概率指數(shù)和縫網(wǎng)壓裂體積概率指數(shù)建立縫網(wǎng)可壓性評(píng)價(jià)理論模型，發(fā)明了縫網(wǎng)可壓性評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)從巖石破裂難易程度到縫網(wǎng)形成難易程度評(píng)價(jià)的突破。首次建立綜合脆性因子、天然弱面發(fā)育因子、縫網(wǎng)擴(kuò)展能力因子、含氣性因子分布理論模型，創(chuàng)建了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層縫網(wǎng)壓裂綜合可壓性評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)了真正意義的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)、工程“雙甜點(diǎn)”一體化可壓性評(píng)價(jià)。

3、發(fā)明了復(fù)合滑溜水和低碳烴無(wú)水壓裂液，構(gòu)建了我國(guó)頁(yè)巖氣壓裂主力液體體系。針對(duì)我國(guó)頁(yè)巖氣地質(zhì)地貌特征，首次研制成功黏度具有pH可調(diào)與微交聯(lián)可調(diào)的140℃滑溜水壓裂液，并首次發(fā)明高剪切速率環(huán)境滑溜水降阻率現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法。研制成功超長(zhǎng)碳鏈雙親水頭基疏水單體，發(fā)明了抗溫抗鹽抗剪切、低摩阻低傷害強(qiáng)攜砂活性壓裂液。發(fā)明成功交聯(lián)時(shí)間可調(diào)的丙烷基134℃無(wú)水壓裂液以及正戊烷或正己烷基150℃低碳烴壓裂液。

4、建立復(fù)雜裂縫支撐劑輸運(yùn)計(jì)算模型，發(fā)明了縫網(wǎng)支撐劑鋪置與導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)方法。突破國(guó)內(nèi)外只能定性描述頁(yè)巖氣壓裂復(fù)雜縫網(wǎng)支撐劑運(yùn)移的局限，首次建立復(fù)雜縫網(wǎng)壓裂液分流量和支撐劑轉(zhuǎn)向條件計(jì)算模型；首次考慮壓裂液動(dòng)態(tài)濾失、縫間干擾和層理干擾影響，發(fā)明了多級(jí)數(shù)、多角度復(fù)雜縫網(wǎng)支撐劑運(yùn)移大尺寸可視化模擬裝置；提出了縫網(wǎng)分支剪切位錯(cuò)裂縫導(dǎo)流能力與變粒徑組合加砂主裂縫導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)方法。

5、發(fā)明縫網(wǎng)壓裂工藝，構(gòu)建了具有我國(guó)特色的頁(yè)巖氣水平井縫網(wǎng)壓裂技術(shù)方法系列?？朔覈?guó)頁(yè)巖氣埋藏深、地處山區(qū)丘陵、建井成本高、水平井全井段縫網(wǎng)需求與縫網(wǎng)構(gòu)建難度大的矛盾，發(fā)明了高粘液增壓低粘液溝通天然裂縫的高-低粘壓裂液交替注入等多種縫網(wǎng)壓裂工藝技術(shù)；發(fā)明成功適合我國(guó)的頁(yè)巖氣水平井“擠注暫堵增壓+縫口暫堵分流+縫內(nèi)暫堵轉(zhuǎn)向”重復(fù)壓裂技術(shù)；首次發(fā)明了基于施工壓力的工況診斷識(shí)別與施工實(shí)時(shí)調(diào)整方法。

項(xiàng)目獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利60件和軟件著作權(quán)16件，主持和參與制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng)，出版專(zhuān)著5部，發(fā)表論文254篇(SCI和EI收錄86篇)，培養(yǎng)博士碩士90余名。技術(shù)應(yīng)用累計(jì)協(xié)助探明頁(yè)巖氣儲(chǔ)量8681億方、累計(jì)新建產(chǎn)能161億方、累計(jì)生產(chǎn)頁(yè)巖氣277億方，已成為我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的“殺手锏”技術(shù)。

本項(xiàng)目創(chuàng)建了我國(guó)3500m以淺頁(yè)巖氣水平井縫網(wǎng)壓裂理論方法和技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)頁(yè)巖氣壓裂技術(shù)從無(wú)到有、從跟跑到并跑的重大跨越，豐富了我國(guó)壓裂理論技術(shù)體系，為我國(guó)頁(yè)巖氣年產(chǎn)量從2012年0.25億方增長(zhǎng)到2018年的108.8億方并成為僅次于美國(guó)的全球第二大頁(yè)巖氣產(chǎn)量國(guó)做出重大貢獻(xiàn)，使我國(guó)成為少數(shù)幾個(gè)掌握頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)核心技術(shù)的國(guó)家。本項(xiàng)目進(jìn)一步推廣應(yīng)用將推動(dòng)我國(guó)頁(yè)巖氣加速邁入大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展階段，對(duì)促進(jìn)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、保障國(guó)家油氣安全、緩解中東部地區(qū)天然氣市場(chǎng)供應(yīng)壓力，加快節(jié)能減排和大氣污染防治具有重大意義。

圖1.涪陵國(guó)家頁(yè)巖氣示范區(qū)年產(chǎn)能100億方建成

圖2. 四川建成全國(guó)最大頁(yè)巖氣生產(chǎn)基地