【新技术介绍】超深超高压复杂凝析气田开发关键技术

石油KING

项目简介  
凝析油气富含优质烃类组分，是国家军工和民生领域急需的高端石化原料，备受世界关注。我国凝析油气资源80%集中在塔里木盆地，2005年以前揭示了高含蜡凝析气三相（气-液-固）相变规律，创新了基于平衡相态理论的高压循环注气开发技术，建立了高压（5000m、60MPa）中高渗凝析气田三种高效开发模式。但新发现的凝析气藏埋藏更深（>6000m）、压力更高（＞105MPa）、储层更复杂（低渗透砂岩、缝洞型碳酸盐岩），开发理论和技术必须革新换代，关键是攻克以下世界级科学技术难题：①超高压凝析气的超临界特征导致相变渗流规律难以定量描述；②超深超高压低渗透凝析气藏裂缝活动机理复杂，自然产能差异大、开发风险极高；③超深缝洞型碳酸盐岩凝析气藏渗流规律不清、缝洞分散，难以实现效益开发。2008年以来，国家和中石油持续立项攻关，形成了超深超高压复杂凝析气田开发技术，实现了凝析气田开发理论和技术的重大跨越，年产当量超过1000万吨并稳产8年，建成了世界最大的深层凝析油气开发基地，专家评价该成果整体达到国际领先水平。  （1）创新了超临界凝析气非平衡相态渗流理论。实验明确了超高压凝析气具有气体和液体双重性质的超临界特征，建立了干气-凝析气-凝析油相间传质的非平衡理论，创建了基于非平衡相态的多相多组分重力超覆渗流模型，实现了超高压凝析油气体系扩散、渗流行为的定量描述，揭示了凝析气藏循环注气“置换-超覆-扩散”三元驱替机理，发明了注气垂直驱替提高采收率新方法。  
（2）研发了超深超高压低渗透凝析气田高效安全开发技术。通过大岩样真三轴裂缝力学活动性模拟实验，揭示了裂缝渗透率与力学活动性指数成正比的规律，创建了裂缝性低渗透凝析气藏应力控产理论，创新了基于地应力与裂缝渗流耦合的井网优化和水侵预测技术，研发了140MPa全通径射孔-完井-改造一体化工艺，实现了少井高产稳产；创建了以13Cr油管抗酸防腐、环空分级管控为核心的超高压全生命周期井完整性技术，建立了国际首套陆上高温高压井完整性指南、设计准则和管理规范，实现了所有超高压气井安全受控。  
（3）创建了超深缝洞型碳酸盐岩凝析气藏效益开发技术。发明了缝洞介质岩样制备及驱替等实验方法，揭示了洞穴储层反凝析油重力聚集机理，研发了缝洞单元重力辅助驱替提高采收率新方法；创新了以动态描述为基础、动静迭代为核心的缝洞精细描述技术；创新了沙漠区高密度三维地震采集与处理技术，建立了水平井+大斜度井三维井网开发模式。使塔中等边际气田实现了效益开发。

共获发明专利32件、软件著作权24项、标准19项（国家标准2项、行业标准2项）、专著10部、论文128篇（SCI、EI论文50篇），获省部级一等奖4项。2008年以来，累计增产凝析油气当量7709万吨，新增利税1098亿元，我国凝析油对外依存度降低了15%，推动形成乙烷制乙烯等新型产业链，确保了西气东输和南疆利民平稳供气。该成果奠定了我国在世界凝析气田开发中的领军地位，对保障国家能源安全和践行“一带一路”能源合作具有重要意义。
客观评价  
1.成果鉴定结论  
中国石油科技评估中心于2019年1月5日在北京主持召开了由中国石油塔里木油田分公司等单位共同完成的《超深超高压复杂凝析气田开发关键技术创新与工业化》成果鉴定会，孙龙德、李阳、韩大匡、康玉柱、周守为、刘合、孙金声、刘清友、刘玉章等9位院士及专家组成鉴定委员会，听取了成果汇报、查新报告及应用报告，审查了技术文件，认为该成果实现了凝析气田开发技术的重大跨越，整体达到国际领先水平。  
2.公开评价  
（1）美国两院院士、A&M大学DR.Akhil Datta-Gupta教授回忆了与中石油塔里木油田公司的合作经历，对超深超高压裂缝性凝析气藏产能主控因素与开发机理研究给予高度评价和认可，认为塔里木油田建立了天然裂缝地质力学响应与生产动态之间的关系，并实现了定量描述，显著提高了该类特殊气藏的动态预测精度，科学地指导了产能评价和井网优化设计，相关技术与认识已经走到世界前沿。  
（2）美国俄克拉荷马大学YounaneN.Abousleiman教授高度评价，认为中石油塔里木油田在深层超高压裂缝性凝析气藏开发中，关于地应力与裂缝渗流耦合研究在井网优化、天然气产量提高中的应用取得了重要进展，这些原创性的和世界前沿性的研究成果令他印象深刻。  
（3）2012年，迪那2“超深层超高压凝析气藏开发技术突破、开辟油气开发新领域”入选中国石油十大科技进展。  
3. 国内外技术对比  
教育部科技查新工作站(SH01)在国内外27个中英文主要文献库进行了全面、系统的检索，全面反映了国内外关于凝析气藏相关研究的现状，共选出密切相关文献150篇，除本项目研究成果外，在国内外均未见到与本项目关于超高压凝析油气非平衡相态渗流理论、超深超高压凝析气田高效安全开发技术及超深缝洞型碳酸盐岩凝析气藏效益开发技术相同的研究成果公开报道。  
4. 获得重要科技奖励  
（1）2017年，《塔里木凝析气田稳产千万吨关键技术与应用》，中国石油天然气集团公司科学技术进步一等奖；  
（2）2012年，《迪那2低渗透裂缝性高压凝析气田高效开发技术及应用》，中国石油天然气集团公司科技进步一等奖；  
（3）2012年，《库车山前深层高温高压气井完井改造工艺技术研究与应用》，中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖；  
（4）2014年，《特殊气藏开发基础理论与应用技术研究》，中国石油和化学工业协会科技进步一等奖。