朱维耀教授带领的课题组在国家 973 和重大专项的支持下,历经 10 余年的产学研一体化联合攻关,突破了多项重大关键理论和技术,构建了适合我国地质条件的开发理论和开发方法,提升了体积压裂控制及配套工艺技术,成功应用于我国非常规气田的大规模高效开发。主要创新如下:
1. 首次建立了反映多流态的全过程多尺度流动统一运动方程、多区耦合非线性渗流模型,创立了非常规气开发非线性渗流理论。发明了以多流态(解吸-扩散-滑移-渗流)、多尺度(纳米级孔隙-微米级微裂缝-人工缝网)流动、多场耦合、含水渗吸、多层合采为核心的 5 大类 23 种实验方法及装置,揭示了非常规气输运机理和多尺度渗流规律,解决了非常规气藏开发长期缺少理论认识的难题。
2. 创建了非常规储层复杂缝扩展理论和压裂优化设计方法,搞清了复杂缝网形成的主控因素,揭示了复杂裂缝三维起裂-扩展规律。发明了水平井分段压裂和井组同步压裂、复杂缝网铺砂和压裂液返排模拟方法,形成了压裂优化设计技术,解决了压裂缝扩展描述、预测和判识难题,实现了“物理模拟-压裂设计-监测评价”全过程控制优化。
3. 创新发展了非常规气藏工程方法,建立了开发区定量评价方法和三维地质精细建模技术。发明了静动态数据系统分析、储量动用程度快速评价和消除围岩干扰的水平井测井等方法,建立了抑制产量快速递减的台阶梯度降压、控制井底积液开发方法,形成了开发方案设计和评价技术,解决了评价无标准和缺少针对性高效开发方法的难题。产量比放压开采方法提高 3 倍以上,EUR 提高 1.5 倍。
4. 构建了“评价(静动态定量)-设计(压裂、开发方案)-施工(压裂)-调整(方案、措施)”的一体化高效开发技术,研发了相应的评价设计预测平台;提出了水平井单井-井组设计、“双甜点”(地质、应力)压裂选段的智能化方法;提升了压裂工艺技术,发明了大排量实时混配车、液力远程控制高压管汇等配套设备。成本降幅达 50%,气田产量提升 1.5~6 倍。