主要完成人：趙金洲，蔣廷學，任嵐，李勇明，吳雷澤，吳建發，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，李遠照，王海濤，付永強，張斌，唐凱，王寶峰，肖佳林，陳鵬飛，劉通義，李嘉，胡永全，潘樹林，劉平禮

主要完成單位：西南石油大學，中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院，中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司，中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司，中國石油集團川慶鉆探工程有限公司，中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司，東方寶麟科技發展（北京）有限公司，北京捷貝通石油技術股份有限公司，成都菲爾特技術開發有限公司

獎種：技術發明獎                              等級：特等獎

授獎單位：中國石油和化學工業聯合會            年度：2019年

水平井分段分簇壓裂技術在美國頁巖氣開發中取得的巨大成功，促進美國頁巖氣產量的迅猛增長，2008年突破500億方，成為北美頁巖氣革命成功的標志，2018年美國頁巖氣年產量已高達5932.4億方。我國頁巖氣勘探開發起步較晚，2004年我國開始頁巖氣資源調查研究工作，2008年中國石油開辟了川南、昭通兩個頁巖氣勘探開發示范區；2009年國家提出加快頁巖氣開發，同年中國石油鉆探我國第一口頁巖氣井威201井，并于次年壓裂成功采氣；2012年“加快頁巖氣勘探開發攻關”首次出現在《政府工作報告》中，同年設立四川長寧-威遠國家級頁巖氣示范區；2012年11月，焦石壩JY1-HF井獲高產頁巖氣，發現了涪陵頁巖氣田，并于2013年設立涪陵國家級頁巖氣示范區，從此正式拉開我國頁巖氣開發序幕。

美國頁巖氣革命的成功經驗為我國頁巖氣開發提供了有益借鑒，十年前我國頁巖氣壓裂技術尚屬空白，針對中美頁巖氣壓裂條件的差異，2008年項目組提出了水平井全井段縫網壓裂思想并聯合全國優勢力量系統開展研究，創建了我國3500m以淺頁巖氣水平井縫網壓裂理論方法和技術體系，研發成功具有自主知識產權的頁巖氣水平井縫網壓裂技術，使我國成為少數幾個掌握頁巖氣開發核心技術的國家。

項目取得主要技術發明：

1、建立縫網壓裂基礎理論，發明了頁巖氣水平井縫網壓裂優化設計方法。國內最早系統建立縫網隨機動態擴展、縫網展布下頁巖氣滲流、綜合壓裂力學和震源反演微地震解釋、縫網改造體積(SRV)動態評價的基礎理論模型，發明了產能預測和產量遞減分析方法、微地震事件解釋方法和正反演模擬方法、構造裂縫-頁理縫-壓裂縫網三維建模方法、縫網改造體積地質表征和理論計算方法以及縫網核心參數優化設計方法。

2、建立可壓性評價理論模型，發明了頁巖氣儲層縫網綜合可壓性評價方法。在頁巖氣儲層脆性可壓性評價基礎上，首次引入復雜縫網概率指數和縫網壓裂體積概率指數建立縫網可壓性評價理論模型，發明了縫網可壓性評價方法，實現從巖石破裂難易程度到縫網形成難易程度評價的突破。首次建立綜合脆性因子、天然弱面發育因子、縫網擴展能力因子、含氣性因子分布理論模型，創建了頁巖氣儲層縫網壓裂綜合可壓性評價方法，實現了真正意義的頁巖氣儲層地質、工程“雙甜點”一體化可壓性評價。

3、發明了復合滑溜水和低碳烴無水壓裂液，構建了我國頁巖氣壓裂主力液體體系。針對我國頁巖氣地質地貌特征，首次研制成功黏度具有pH可調與微交聯可調的140℃滑溜水壓裂液，并首次發明高剪切速率環境滑溜水降阻率現場測試方法。研制成功超長碳鏈雙親水頭基疏水單體，發明了抗溫抗鹽抗剪切、低摩阻低傷害強攜砂活性壓裂液。發明成功交聯時間可調的丙烷基134℃無水壓裂液以及正戊烷或正己烷基150℃低碳烴壓裂液。

4、建立復雜裂縫支撐劑輸運計算模型，發明了縫網支撐劑鋪置與導流能力評價方法。突破國內外只能定性描述頁巖氣壓裂復雜縫網支撐劑運移的局限，首次建立復雜縫網壓裂液分流量和支撐劑轉向條件計算模型；首次考慮壓裂液動態濾失、縫間干擾和層理干擾影響，發明了多級數、多角度復雜縫網支撐劑運移大尺寸可視化模擬裝置；提出了縫網分支剪切位錯裂縫導流能力與變粒徑組合加砂主裂縫導流能力評價方法。

5、發明縫網壓裂工藝，構建了具有我國特色的頁巖氣水平井縫網壓裂技術方法系列。克服我國頁巖氣埋藏深、地處山區丘陵、建井成本高、水平井全井段縫網需求與縫網構建難度大的矛盾，發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壓裂工藝技術；發明成功適合我國的頁巖氣水平井“擠注暫堵增壓+縫口暫堵分流+縫內暫堵轉向”重復壓裂技術；首次發明了基于施工壓力的工況診斷識別與施工實時調整方法。

項目獲國家發明專利60件和軟件著作權16件，主持和參與制定國家標準與能源行業標準10項，出版專著5部，發表論文254篇(SCI和EI收錄86篇)，培養博士碩士90余名。技術應用累計協助探明頁巖氣儲量8681億方、累計新建產能161億方、累計生產頁巖氣277億方，已成為我國頁巖氣勘探開發的“殺手锏”技術。

本項目創建了我國3500m以淺頁巖氣水平井縫網壓裂理論方法和技術體系，實現了我國頁巖氣壓裂技術從無到有、從跟跑到并跑的重大跨越，豐富了我國壓裂理論技術體系，為我國頁巖氣年產量從2012年0.25億方增長到2018年的108.8億方并成為僅次于美國的全球第二大頁巖氣產量國做出重大貢獻，使我國成為少數幾個掌握頁巖氣開發核心技術的國家。本項目進一步推廣應用將推動我國頁巖氣加速邁入大規模商業化發展階段，對促進我國能源結構調整、保障國家油氣安全、緩解中東部地區天然氣市場供應壓力，加快節能減排和大氣污染防治具有重大意義。

圖1.涪陵國家頁巖氣示范區年產能100億方建成

圖2. 四川建成全國最大頁巖氣生產基地