2015年中石化胜利石油工程有限公司拟申报国家科技进步奖项目 公示
一、项目名称
二、推荐单位
中国石油和化学工业联合会
三、项目简介
钻完井工程是产出与增产油气实现国家能源重大需求的重要手段，而我国新发现的油气资源主要处于高温高压、低渗透及微细孔道的深层与复杂储层，环境严酷恶劣，钻完井液与处理剂高温降解、损害储层孔道、井壁失稳及产量递减问题更突出，钻完井工程面临更艰难条件下增产油气的新技术挑战。 本项目基于深层纳-微米孔道及纳米高活性多功能渗透效应，率先系统创制深层钻完井工程用纳-微米复合钻完井液体系，历经12年持续攻关，取得深层高温无解堵保护、渗透率恢复值> 97%及承压能力提高98%等重要突破与创新：1.发明了可控分散性纳-微米中间体及新型纳-微米复合处理剂与钻完井液体系
基于层状结构原料，首创具有1~4纳米单元与微米尺度复合结构的纳-微米中间体；基于该中间体发明6种系列纳-微米复合处理剂，可在钻完井地层纳-微米孔道或介质中可控分散为纳米单元及30~650nm粒子。这种分散方式，解决了现有纳米“直接分散”造成失活及应用失效重大难题，这种纳-微米复合处理剂抗高温、抑制与润滑多功能性，成为深层钻探自主知识产权新体系与主体技术。
2.率先发现纳米可控成核效应，建立超深井耐高温钻完井液体系应用方法
基于可控分散高活性纳米粒子吸附有机分子的成核效应，设计耐高温390 ~459︒C纳-微米复合处理剂，经悬浮分散创制多功能耐高温220~235︒C纳-微米复合钻完井液体系，高效用于新疆、四川等油气田超高温深井，解决了8400米超深
井等的抗高温、润滑与井壁坍塌重大难题。
3.首次提出储层纳-微米孔道模型，建立纳-微米复合体系保护储层方法
建立储层纳-微米孔道模型及封堵系数设计方法，优化纳-微米复合处理剂吸附封堵功能，在纳-微米孔道快速形成封堵的超薄阻隔层及二次纳米分散高活性孔道，解决现有钻完井液在储层孔道形成滤饼慢、滤液侵入深度难控制及解堵难题，储层渗透率恢复值 97%(国外同类技术90%)，实现胜利、新疆等油田低渗区块稳产高产及亚洲最深井的高效完井。
4.率先建立纳米渗透粘连稳定井壁模型及纳-微米复合体系稳定井壁方法
基于储层纳-微米微细孔道纳米渗透及调控岩石表面与弹塑性机理，建立储层纳米可控渗透粘连孔缝的稳定井壁模型，设计可控渗透、高效乳化与抑制性纳-微米复合体系，作为首选技术解决了胜利、新疆等油田复杂深层井壁失稳与缩径难题，深层承压能力同比提高98%、钻完井周期最高缩减1年。
本项目已建成1.5万吨/年纳-微米原料及系列纳-微米复合处理剂生产线，创建纳-微米复合钻完井液深层钻探与增产主体技术，在胜利、新疆等油田25个区块推广应用5227口井。近三年生产各类复合处理剂2.45万吨，在1582口井推广应用，直接经济效益50.3615亿元、增收节支等3.1159亿元；获授权发明专利12项(其中美国专利2项)、实用新型专利4项，建立企业标准2项，出版专著4部(包括英文专著1部)、论文209篇及SCI/EI收录147篇，经济社会效益显著。鉴定会评价：整体达到国际先进水平，其中纳-微米中间体处于国际领先水平。新技术推动我国油气工程整体行业进步，应用前景广阔。
四、主要完成人及技术贡献
1、柯扬船：项目创新点1-4主要贡献者，项目总负责人，制定总体路线、发明可控分散性纳-微米中间体；设计生产纳-微米复合处理剂与钻完井液体系，
开展深层钻完井储层保护、稳定井壁及油气增产推广应用。
2、韩来聚：项目创新点2-4重要贡献者；组织制定项目立项、研究、计划、现场试验与应用；指导生产纳-微米复合原料与处理剂、纳-微米复合非渗透剂、乳液钻完井技术现场试验；组织纳-微米复合钻完井液在胜利、新疆、川东北等油气田应用。 3、苏长明：项目创新点1、2、4主要贡献者，主持研制纳米正电材料、纳米稳定乳液、抗高温复合乳液与抗高温滤失剂研制与应用工艺研究；组织纳-微米复合体系在胜利、新疆、川东北、华北等油田推广应用。
4、徐健：项目创新点1、3、4重要贡献者，参与项目立项、计划制定；指导纳-微米稳定乳液机理研究，参与纳-微米复合乳液研制及生产工艺研究，参与纳-微米复合钻完井液推广应用及评价。
5、李公让：项目创新点1、3、4的贡献者，参与项目立项、研究及纳-微米复合非渗透剂研制与室内评价；参与纳-微米复合钻完井液体系研制、生产、现场应用与效果评价。
6、李作会：项目创新点2、3、4的贡献者，负责项目立项、研究与应用目标制定；组织制定项目整体运行计划、成果推广、现场应用与效益统计；负责油气储层岩性、裂缝的密度法测试。
7、张敬辉：项目创新点1-3贡献者，参与项目的纳-微米复合非渗透剂、非渗透膜研制；参与纳-微米复合处理剂生产线建设及产品生产；参与纳-微米复合钻完井液技术研究与现场应用。
8、蓝强：项目创新点3、4的贡献者，研究纳米稳定乳液机理、合成表征纳米复合乳液，参与制定纳-微米复合钻完井液室内研究、现场应用与效果评价。
9、乔军：项目创新点2-4的贡献者，参与指导纳-微米复合钻完井液体系研制、性能表征及现场应用；参与本技术在胜利、新疆等油田应用推广及效益评估工作。
10、周倩：项目创新点1-3的贡献者，参加指导纳米颗粒、磁性纳米颗粒及纳-微米复合微球体系研制，参与制定并开展纳-微米复合微球封堵机理及其优化调堵的实验研究。
11、邱维清：项目创新点3、4贡献者，参加纳-微米处理剂钻完井液的配制、调控、推广应用、现场管理及效益统计等工作。
12、何兴华：项目创新点3、4的贡献者，负责纳-微米复合处理剂研制及评价、理论与技术研究、现场指导。
13、刘宝峰：项目创新点3、4的贡献者，参与纳-微米复合非渗透性钻完井液研究、现场施工、应用及效益统计。
14、王传富：项目创新点3、4贡献者，参与纳米复合泡沫钻井流体、合成基密闭液及其生产工艺，参与钻井液用蒙脱土-聚合物纳米复合材料研究与应用。
15、武学琴：项目创新点1、2、3、4的贡献者，负责纳-微米复合乳液、蒙脱土-聚合物纳米复合处理剂及纳-微米复合钻完井液室内研究，主持有关检测、质量标准制定。
五、主要完成单位及创新推广贡献
1、中石化胜利石油工程有限公司：
作为“纳-微米复合钻完井液体系创制及工业应用”项目的第一完成单位，负责组织项目的总体设计、申报立项、技术体系研制、合作生产、现场试验、应用与评价、报告编写及实施过程中的管理等工作。
该公司自2003年开始，组织开展了纳-微米复合非渗透剂、纳米乳液等钻井完井液体系研制工作，开展该体系在多个油气田复杂储层钻完井工程的应用，揭示该体系抑制与封堵机理，产生抗高温与抗盐性的综合应用效果，发明了复杂储层用纳-微米非渗透剂，形成了非渗透剂企业通用技术标准，组织开展了非渗透体系在胜利油田15个区块的大位移延伸井、大斜度定向井、深定向井及探井钻井施工应用。发现了纳米分散稳定乳液机理，研制出纳-微米复合钻井完井液体系，形成了纳米乳液通用技术标准，在胜利油田8个区块的复杂水平井、大斜度井应用，取得高平1井钻探应用国内水平段最长3462.07 m，位垂比最大4.02的两项纪录。在老168井组完钻58口井应用，投产后产能稳定，与相邻老163井组相比，平均单井日产油提高40%(4.8 t)，每天增产油192t。
还开展多项国际先进水平的储层与孔缝密度和地震探测技术等创新，取得了重大经济社会效益，在国内外深井纳-微米钻井液技术领域已产生重要影响。
2、中国石油大学（北京）：
作为项目的主要参加单位，负责项目的总体方案设计，制定研究路线、方案和计划、技术体系研制、现场试验评价、报告编写与汇报等工作。是本项目纳-微米原料、纳-微米复合处理剂的发明专利权人及纳-微米复合钻完井液主要创制单位。
本单位自2003年开始，依托国家重大专项、国家973、国家自然基金创新体及中石油和中石化重点攻关等项目，与中石化胜利石油工程有限公司等，组成“产学研”创新团队，基于层状结构原料设计纳-微米结构中间体，产生可控纳米分散性、形成纳-微米复合处理剂及其自主知识产权的抗高温体系与钻完井液体系规模生产工艺。
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