關于推薦2024年度四川省科學技術獎項目的公示
按照四川省科學技術廳《關于開展2024年度四川省科學技術獎提名工作的通知》要求，現(xiàn)將堯柏特種水泥技術研發(fā)公司李明澤參與申報的項目進行公示，任何單位或個人對申報材料的真實性、知識產(chǎn)權、完成單位、完成人及排序等方面有異議的應當在公示時間內(nèi)以真實身份書面向我單位提出，并提供必要的證明材料和有效聯(lián)系方式。反映情況和問題應實事求是，不得借機誹謗和誣告。凡匿名或假冒他人反映問題的，或未提供可查證的線索的，或逾期反映的，都將不予受理。
公示期: 2024年11月28日至2024年12月4日
聯(lián)系人: 王潔
聯(lián)系電話：15309202683
2024 年度四川省科學技術發(fā)明獎提名項目公示
一、項目名稱
極端環(huán)境下油氣井固井材料關鍵技術與應用
二、提名者及提名意見
四川省教育廳， 同意推薦。
三、項目簡介
2023 年中國石油對外依存度達到 73.6%，為了保障能源安全，需加強國內(nèi)自 主供給。中國非常規(guī)、深層油氣資源豐富，達到中國油氣資源總量的 34%?！秶?/span> 家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2021-2035)》提出將“復雜地質油氣資源勘探 開發(fā)利用”，加快深層油氣勘探開發(fā)已成為國家重要的油氣發(fā)展戰(zhàn)略。
目前， 我國 8 000 m 級深井鉆井技術體系基本形成， 鉆深能力邁上 9 000 m 臺階。隨著井深的增加，面臨層位多、多壓力系統(tǒng)、壓力窗口窄、高陡構造、巨 厚礫石層、復合鹽膏層等復雜地質條件，高溫、高壓、高地應力、含強腐蝕流體 等極端井筒環(huán)境， 給深井固井帶來一系列世界級難題。
為了保持井筒穩(wěn)定和地層–套管環(huán)空長效密封，通過注水泥固井封隔油、氣、 水層。固井水泥環(huán)質量直接影響鉆井安全、工程成本、油氣井壽命甚至油氣開采 效率。一旦固井水泥環(huán)密封完整性失效， 嚴重的會導致井噴、井漏等安全事故， 造成重大經(jīng)濟損失。而當前非常規(guī)、深層油氣資源開發(fā)過程中的極端環(huán)境，使固 井水泥石面臨以下嚴峻挑戰(zhàn)：①在稠油資源開采過程中，固井水泥石需承受超過 300 ℃的高溫，極端高溫易導致水泥石力學性能劣化，層間封隔失效；②頁巖油 氣開采廣泛采用“水平井+大規(guī)模分段體積壓裂”開發(fā)方式，壓裂作業(yè)壓力高（壓 裂壓力 60~100 MPa）、次數(shù)多，壓力變化產(chǎn)生極端載荷致使固井水泥石極易發(fā)生 損傷； ③在酸性油氣藏資源開發(fā)以及 CO2 封存過程中（CO2 分壓大于 40MPa）， 酸性介質與高溫、高壓耦合形成極端腐蝕環(huán)境，致使固井水泥環(huán)完整性極易破壞； ④油氣勘探開發(fā)不斷向深部地層邁進，鉆井液在井底高溫（＞240℃) 和高壓(> 150MPa）環(huán)境下與水泥漿不相容問題嚴重危及固井施工安全。
本項目針對以上極端環(huán)境下的固井工程技術難題，揭示了核心理論與機理，發(fā)明了模擬井筒多環(huán)境因素耦合的固井水泥環(huán)力學性能評價裝置，創(chuàng)新研發(fā)了關 鍵的水泥基材和與之配套的外加劑， 形成了服役于極端環(huán)境下的固井材料體系， 并規(guī)?；瘧?。取得了多項極端環(huán)境下油氣井固井材料關鍵技術的重大突破，保 障了井筒水泥環(huán)密封完整性，對我國安全高效開發(fā)非常規(guī)、深層油氣資源提供了 重要的固井材料技術支撐， 保障了我國油氣資源增儲上產(chǎn)。
本項目取得的主要創(chuàng)新成果包括：
1.發(fā)明了稠油熱采井固井用新型耐高溫水泥體系并應用， 實現(xiàn)稠油資源高效開 發(fā)
針對稠油熱采井極端高溫環(huán)境， 發(fā)明了以鋁酸鹽水泥熟料為基礎的新型耐 高溫水泥及與之配套的外加劑， 形成了適用于稠油熱采極端高溫環(huán)境的新型耐 高溫水泥漿體系并在油田現(xiàn)場應用， 實現(xiàn)了稠油資源高效開發(fā)。
2.發(fā)明了頁巖油氣井固井用內(nèi)源型增韌水泥體系并應用， 助力頁巖油氣勘探 開發(fā)
針對深層頁巖油氣資源開采的極端載荷工況，揭示了鐵鋁酸四鈣增韌基元的 原位增強增韌機制，發(fā)明了高鐵相原位增韌水泥，形成了適用于頁巖油氣井極端 載荷工況下的原位增韌水泥漿體系，并在頁巖氣田進行了規(guī)?；瘧?，助力頁巖 油氣勘探開發(fā)。
3.發(fā)明了固井用抗腐蝕與自修復水泥體系并應用，保障了酸性油氣藏的安全開 發(fā)和 CO2 封存井的長期安全封存
針對極端酸性腐蝕環(huán)境，揭示了酸性氣體對水泥石的腐蝕機理，發(fā)明了酸性 氣體腐蝕-應力耦合作用下水泥環(huán)力學完整性與裂縫自修復評價裝置， 發(fā)明了適 用于高含酸性介質極端腐蝕環(huán)境下的抗腐蝕與自修復水泥漿體系并在現(xiàn)場應用， 保障了酸性油氣資源勘探開發(fā)與 CO2 地質封存利用。
4.發(fā)明了適用于高溫高壓深井的高效隔離液體系并應用， 保障了固井安全施工
在深井高溫、高壓、高腐蝕極端環(huán)境下，固井水泥漿與鉆井液化學不相容性 是一個世界級難題。本項目揭示了深井水泥漿與鉆井液化學不相容機理，發(fā)明了 高效隔離液懸浮穩(wěn)定劑、抗污染劑等核心外加劑，建立了高效隔離液體系，有效解決了極端環(huán)境下深井固井水泥漿與鉆井液化學不相容性問題，保障了固井安全 施工。
項目獲授權發(fā)明專利 65 件， 專著 1 件， 發(fā)表高水平論文 81 篇。項目成果 已在國內(nèi)外油氣田規(guī)模應用，共計 209 井次。該成果應用后累計新增利潤15457 萬元， 為我國非常規(guī)、深層油氣資源的安全高效開采做出了巨大貢獻， 經(jīng)濟、社會效益顯著。
四、主要知識產(chǎn)權目錄
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類 別 |
知識產(chǎn)權具體名 稱 |
國 家 |
授權號 |
授權日期 |
權利人 |
發(fā)明人 |
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堯柏特種 |
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發(fā) |
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水泥技術 |
李明澤, 程小偉, 呂 |
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明 專 |
一種油氣井水泥 及其制備方法 |
中 國 |
ZL20211035 3109.3 |
20220830 |
研發(fā)有限 公司，西 |
寶玉, 張高寅, 徐 萍, 李盼盼, 張春 |
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利 |
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南石油大 學 |
梅, 劉開強 |
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發(fā)明專利 |
一種內(nèi)源型增韌 耐蝕水泥漿體系 |
中 國 |
ZL20161035 200.7 |
20180216 |
西南石油 大學 |
程小偉, 楊永勝, 郭 小陽, 李早元, 劉開 強, 梅開元, 吳清 梅, 時宇, 曹艷 |
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發(fā)明專利 |
一種利用赤泥、 礦渣和廢棄鉆井 液制備的固井工 作液 |
美 國 |
US10975284 B2 |
20210413 |
西南石油 大學，中 國建筑材 料科學研 究總院有 限公司， 中國石油 集團工程 技術研究 院有限公 司 |
程小偉, 龍丹, 梅開 元, 劉開強, 張高 寅, 秦丹, 高顯束, 靳建州, 文寨軍, 于 永金, 張春梅, 李早 元, 張興國, 郭小陽 |
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發(fā)明專利 |
用于水泥石微裂 縫自修復的 CO2 響應性凝膠材料 的制備方法 |
俄羅斯 |
RU20231100 08 |
20240102 |
西南石油 大學，中 國石油天 然氣股份 有限公司 西南油氣 田分公司 |
程小偉, 謝婷, 李成 全, 張曄, 馬勇, 任 強, 鄭友志, 梅開 元, 張春梅, 龔鵬, 蔡靖軒, 張高寅 |
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發(fā)明專利 |
一種油井水泥膨 脹劑的制備方法 |
中 國 |
ZL20221120 3119.X |
20230627 |
西南石油 大學，中 國石油天 然氣股份 有限公司 西南油氣 田分公司 |
程小偉, 王英, 馬 勇, 王銳, 周井紅, 肖振華, 趙健, 白永 泰, 郭偉, 梅開元, 張春梅 |
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發(fā)明專利 |
一種耐高溫增韌 緩凝劑 |
中 國 |
ZL20131030 7297.1 |
20131120 |
西南石油 大學 |
程小偉, 王巖, 李早 元, 李明, 郭小陽, 伍鵬, 童杰, 龍丹 |
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發(fā)明專利 |
一種鋁酸鹽水泥 漿體系降失水劑 及其制備方法 |
中 國 |
ZL20141009 7891.7 |
20160224 |
西南石油 大學 |
程小偉, 李早元, 郭 小陽, 王巖, 龍丹, 劉開強 |
|
發(fā)明專利 |
固井水泥石外源 性自修復材料修 復能力評價裝置 及評價方法 |
中 國 |
ZL20191006 1434.5 |
20210928 |
西南石油 大學，中 國建筑材 料科學研 究總院有 限公司， 中國石油 集團工程 技術研究 院有限公 司 |
程小偉, 秦丹, 陳祖 偉, 高顯束, 靳建 洲, 于永金, 王晶, 張弛, 文寨軍, 齊奉 中, 劉慧婷, 劉開 強, 梅開元, 張春 梅, 李早元 |
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發(fā)明專利 |
一種利用油基頁 巖鉆屑制備的油 井水泥漿高溫懸 浮穩(wěn)定劑 |
美 國 |
US11345844 B2 |
20220531 |
西南石油 大學 |
程小偉, 張高寅, 羅 順祥, 陳祖?zhèn)?/span>, 黃 盛, 劉開強, 張春 梅, 梅開元, 劉健, 李早元, 郭小陽 |
|
發(fā)明專利 |
一種廢棄鉆井液 與鉆屑制備的固 井工作液體系 |
中 國 |
ZL20161045 4959.1 |
20180928 |
西南石油 大學 |
程小偉, 梅開元, 郭 小陽, 張興國, 李早 元, 莊稼, 宋玉龍, 周彪, 金也, 劉健 |
五、主要論文目錄
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序 號 |
論文（專著）名稱/刊名/作者 |
年卷頁碼 （xx 年 xx 卷 xx 頁） |
檢索 數(shù)據(jù) 庫 |
是否含 國外單 位 |
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1 |
稠油熱采條件下礦渣對磷鋁酸鹽水泥石耐高溫 性影響研究/硅酸鹽通報/程小偉, 王巖, 李早 元, 童杰, 劉萌, 郭小陽 |
2018 年 157-165 頁 |
中國 知網(wǎng) |
否 |
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2 |
火燒井工況用鋁酸鹽水泥基固井水泥漿研究 /2018 年固井技術研討會 論文集/梁艷麗, 程小 偉, 盧甲晗, 董慶廣, 穆鶯, 郭小陽 |
2016 年 37(10) 卷 1287-1292 頁 |
超星 發(fā)現(xiàn) 系統(tǒng) |
否 |
|
3 |
頁巖氣水平井油井水泥的原位增韌技術研究/ 西南石油大學學報（自然科學版）/程小偉, 張 高寅, 馬志超, 李斌, 辜濤 |
2019 年 41(6)卷 68-74 頁 |
中國 知網(wǎng) |
否 |
|
4 |
碳酸鈣晶須對 CO2 誘導固井水泥石裂縫自愈合 的影響研究/材料導報/龔鵬, 程小偉, 武治強, 張高寅, 張春梅 |
2023 年 37(7)卷 21100107 |
中國 知網(wǎng) |
否 |
|
5 |
油氣井水泥生產(chǎn)與應用/石油工業(yè)出版社/程小 偉, 郭小陽, 張春梅 |
2024 年 6 月第 2 版 |
超星 發(fā)現(xiàn) 系統(tǒng) |
否 |
六、主要完成人
程小偉、馬勇、張春梅、李成全、梅開元、李明澤、盧甲晗
七、完成單位
西南石油大學、中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司、堯柏特 種水泥集團有限公司、衛(wèi)輝市化工有限公司
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