[01923457]页岩气藏渗流机理与高效开发关键技术

随着国民经济快速发展，我国对天然气资源需求不断增加，2022年我国天然气对外依存度超过40%，能源供给安全问题日益突出，加快页岩气资源勘探开发力度，对于缓解我国天然气供需和保障国家能源安全具有重要的战略意义。我国海相页岩气储量巨大，可采储量8.82万亿方，位居世界第一。与国外页岩储层相比，我国储层致密、埋藏深、地质及地表条件复杂，国外现有理论和技术不适用，诸多开发难题亟待解决。页岩气储层渗透率极低，微纳米孔隙发育，在页岩气开发中，存在吸附-解吸、扩散、孔隙-微裂缝渗流、压裂缝流-固体变形耦合渗流等多重运移机制，需对这种多尺度流动行为特征进行描述。不同尺度渗流特征，有何规律，流动机制是什么？如何在地下数千米深处形成密集裂缝网络？产出不均匀，压裂如何优化保证协同产出？本项目经多年产学研一体化联合攻关，取得关键开发理论和技术突破，攻克了极具挑战的难题，成效显著。（1）发明了页岩多尺度渗流实验装置、实验方法和技术。创新解决了页岩关键物性和微纳米孔隙介质渗流参数难以测量难题，发明了页岩气藏渗流关键参数和纳微米孔隙介质渗流实验方法和技术，揭示了微纳米孔隙气水输运机理和多尺度流动规律，形成了页岩气多运移机制微观流动模拟方法，为页岩气藏的高效开发和产能评价奠定理论基础。（2）创建了页岩储层压裂开发关键参数优化方法和技术。发明了页岩储层压裂液渗吸和复杂缝网支撑剂输运实验装置和技术，提出了页岩储层压裂液渗吸表征方法，揭示了页岩气井压后焖井渗吸机理和复杂缝网支撑剂的流动规律，建立了页岩气藏压裂开发多尺度多运移模拟优化方法，为页岩气藏压裂工艺设计制定提供了技术支撑。（3）形成了页岩气地质-工程-产能一体化开发政策优化技术。针对长宁、威远、泸州地区页岩优质储层厚度变化大、水平应力差大和井间产能变化大等难题，建立了页岩优质储层评价标准和高产井模式，形成了基于精细三维地质-工程-产能一体化的布井模式、水平巷道间距、水平段长度等关键开发参数优化方法，为页岩气井效益开发建立了评价标准和依据。项目成果发表论文52篇，授权发明专利10项，培养了一批创新科技人才队伍，支撑了我国页岩气的高效和效益开发。在长宁-威远等国家级页岩气示范区规模化应用，近3年累计推广应用206井次，累计页岩气增产15.95亿立方米，新增利润6.78亿方，实现了页岩气单井高产、气藏规模和效益化开发，经济和社会效益显著，应用前景广阔。