CO2捕集、利用与封存是应对温室气候，实现双碳战略目标，引领全球能源体系转型升级，推进能源绿色可持续发展的主要技术。化学吸收法具有吸收效率高、处理能力大的特点，是最适合各行业大规模碳捕集的技术，其中应用最广泛最有效的是醇胺法。醇胺溶液吸收CO2后成为醇胺富液，对吸收后的醇胺富液进行解吸处理可回收醇胺溶液实现循环利用。但是在已有醇胺吸收剂捕集CO2工艺过程中存在再生能耗高、吸收剂损耗大的缺点，需要改进醇胺吸收剂使其具有高吸收效率并设计低再生能耗的可行性工艺。针对吸收剂损耗大、再生率较低的问题，设计开发新的混合醇胺吸收剂进行改进；对于再生能耗较高的问题，则对传统热解吸工艺进行改进，选择微波解吸技术。介绍了各醇胺吸收CO2的机理以及吸收CO2的特点，总结了改进混合醇胺吸收剂的依据，调研阐述了微波辅助醇胺捕集CO2的原理及特点，为工业化碳捕集与环境保护提供借鉴。
提高钻井速度不仅是提高我国油气效益开发及深地勘探等方面的重要技术手段，同时对保障国家能源安全意义重大。冲击破岩钻井技术在国内外油田现场应用并获得了良好的提速效果，持续开展此类技术攻关有望攻克当下我国深地高温高压硬岩地层进尺低、提速难的技术痛点。介绍和分析了轴向冲击、扭力冲击和轴-扭耦合冲击辅助钻头破岩钻进技术方面的实践及发展动态。结合冲击破岩钻井技术现状，阐明了冲击辅助钻头破岩力学原理是冲击破岩钻井提速技术的关键问题，综述了国内外研究学者在冲击辅助钻头破岩物理实验、理论模型和数值模拟等研究方法上取得的科学进展。针对冲击破岩钻井提速技术的发展提出了相关建议，即加强在材料结构优化设计、智能化控制、多元技术融合和井场应用优化等方面的研究力度，为我国能源高效开发做出贡献。
针对传统聚合物、表面活性剂等溶液在提高原油采收率过程中存在黏度保留率低、吸附损耗量大等问题，介绍了纳米流体提高原油采收率相关研究进展。总结了目前应用于提高原油采收率领域中纳米材料的合成方法和纳米流体稳定性的评价手段；综述了纳米流体提高原油采收率的六大主要机理，包括降低界面张力、改变润湿性、降低原油黏度、提高泡沫稳定性、结构分离压力和降压增注；调研了目前纳米流体提高原油采收率的油田现场应用进展，并提出了限制纳米流体矿场大规模应用的瓶颈问题，一是缺乏高效开发非常规油藏的纳米驱油体系；二是关于二维片状纳米流体的研发、提高采收率机理的研究及矿场先导试验三位一体的理论和技术研究尚不成系统，需要更深层次的探讨和研究。为解决纳米流体的实践推广应用指明方向。
页岩气水平井多级压裂过程中套管变形（套变）现象显著，降低了储层动用率，增加了压裂成本。综合国内外学者对该问题的研究成果，对比分析了国内外页岩气水平井套管变形现状，以长宁-威远、泸州、威荣区块的套管变形数据为基础，总结了套管变形问题在时间、空间、形态上的分布规律。讨论了套管及水泥环类型、固井质量、压裂及射孔参数、热应力等工程因素和储层非均质性、储层滑移等地质因素对套管变形的影响。调研分析结果认为，工程因素会使套管应力增加，但不易造成套管变形，而地质因素中多级压裂诱发天然裂缝和断层活化导致的储层滑移是套管产生较大变形的主控因素。针对该问题总结梳理了优选套管及水泥环参数、提升固井质量、优选压裂及射孔参数、优化井眼轨迹、控制储层滑移等多种控制方法，并提出了需提高对地层的认识和储层滑移预测精度等方面的建议。研究成果可为压裂过程中套管完整性设计及控制提供参考。
钻井液是深层超深层钻完井工程的核心技术，是决定钻井成败的关键技术之一。本文分析了深井超深井钻井液面临的井壁失稳、高温高盐条件下体系失效、摩阻高和环保等难题，综述了国内外水基钻井液和油基钻井液最新技术进展，指出国内钻井液研究水平在抗温、抗盐方面与国外先进技术还存在差距，亟需在处理剂失效机理、抗超高温钻井液处理剂及针对特殊地层配套技术等方面进行攻关。
深层、超深层是油气增储上产的重要接替领域，经过持续技术攻关，深井、超深井固井技术取得显著进步，尤其在抗高温固井外加剂、高温大温差水泥浆、超高温水泥浆等特色体系、抗高温前置液技术以及固井关键工具、精细控压固井、井口逐级憋压、预应力固井等配套新工艺方面均取得重要进展。国内自主研发的特色固井水泥浆体系及配套工艺技术，在四川、塔里木、渤海湾等盆地深井超深井固井中得到推广应用，在亚洲最深直井蓬深6井、国内首口“八开八完”红星1井、大港油田最高温度井千探1井上的应用效果显著。由于油气勘探开发目标日趋复杂，深井、超深井固井仍面临新的系列挑战，需持续加强深井、超深井固井基础理论、抗高温固井关键材料、工作液体系、功能性固井工具以及配套工艺等方面的研究，为深层、超深层油气勘探开发提供强有力的技术支撑。
大规模加砂压裂管柱冲蚀研究进展
长庆油田米绥新区易漏地层漏失机理
米绥新区天然气资源丰富，是长庆油田快速上产的重要战略接替区，但近几年井漏问题的频繁出现已经严重制约效益开发的进程。为了遏制井漏的发生，通过多尺度定量岩石物性实验、微电极成像测井观测和单井四压力剖面分析对该区域的漏失机理展开了研究。结果发现米绥新区的漏层主要在刘家沟组和石千峰组，漏层存在大量微纳米级裂缝，岩心平均动态杨氏模量分别为17.94 GPa、8.47 GPa，平均动态泊松比分别为0.394、0.064；刘家沟组地层的黏土矿物含量超过一半，石千峰组的脆性矿物含量高达72%，成像测井图显示该区域含有张性缝；单井四压力剖面揭示漏层存在低压区，而钻井液密度为1.18 g/cm3。最终分析得出高含量的黏土矿物与脆性矿物造成地层内部容易形成水化裂缝和构造裂缝，同时地层压力较低，导致钻井液流向地层中的天然裂缝，最终发生漏失。研究成果不仅揭示了米绥新区的漏失机理，也为后续选择堵漏方法及减少米绥新区井漏事故提供技术指导。
玛湖凹陷风城组碱盐地层压裂后排采过程中存在井筒结盐的问题，但结盐规律尚不明确。通过静态和动态结盐评价实验研究了结盐率的油藏条件影响因素以及生产过程中流速和产气量对井筒结盐的影响，明确了井筒结盐规律。结果表明：温度对三种典型盐溶解度影响程度由强至弱依次为碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠；明确了不同组成复合盐溶液析出盐晶的边界条件（总盐度、离子配比）及对应盐晶类型；在相同盐度下，不同组成复合盐析出程度介于单独盐之间，析出盐优先顺序依次为碳酸氢钠、碳酸钠、氯化钠，与各种盐溶解度随温度变化规律一致；随着流速、产气量的增加，结盐量均先增加后减少，当日产液量为40 m3/d、气液比为200 m3/L时，结盐量最大。对碱盐井筒结盐规律的研究可指导生产过程排采参数的合理设置，在一定程度上延缓返排阶段井筒结盐问题，保障压后顺利试油，为后期生产过程中风城组碱盐地层防盐措施的制定提供理论依据。
碳捕集、利用与埋存技术（CCUS）是目前能源领域在双碳目标下实现油气高效开采的重要手段。将CO2注入油藏中可提高采收率，但其流度与原油差异大且与油水存在明显的分异作用，导致波及效率有限。急需研发高效的CO2封窜材料及相应的控窜技术，以提高油藏采收率和CO2封存效率。介绍了CO2驱过程中的窜逸特征，综述了目前常用的CO2封窜材料与方法。展示了各项CO2封窜技术在国内外油田的应用现状，并展望了在新疆油田CO2提高采收率与储存过程中可能的应用前景。本研究对当前国内外油田CO2驱过程中的封窜材料研发有一定的启示，指出了新疆油田CO2封窜技术的发展方向。
摘要：针对吉木萨尔页岩油储层，围绕提升缝控储量目标，从缝网设计、缝网构建、有效支撑和提升基质内原油动用能力四个方面开展了理论研究与技术实践，完成了三代技术革新，攻克了薄互层裂缝有效扩展等基础理论和段内多簇工艺、低成本材料等关键技术，集成了以缝藏匹配、精准改造、多尺度支撑、CO2前置为核心的水平井体积压裂技术体系，压裂关键技术指标达到国内先进水平，支撑了吉木萨尔页岩油的规模效益开发。2023年吉木萨尔页岩油产油量突破60×104 t，连续三年区块年产量增幅超过10×104 t，为2025年我国首个国家级陆相页岩油示范区的高效建成提供了坚实的技术支撑，也为我国其它页岩油开发技术优化提供借鉴。
玛湖风城组地层含盐量高，导致压裂施工压力高、水力裂缝穿透盐层扩展难度大、加砂难度大等问题。基于相似准则制备等效含盐岩样开展真三轴压裂实验，并基于有限元法和内聚力单元法开展含盐储层裂缝扩展数值模拟研究，探索了含盐量、黏度、排量等因素对裂缝扩展行为的影响。研究结果表明，与常规砂岩相比，含盐储层破裂压力更高，塑性更强，纯盐隔层的存在会阻碍裂缝纵向扩展；压裂液黏度越小，对含盐储层的溶蚀越强，施工压力就越低；排量越高，压裂摩阻越高，施工压力越高。现场应采用清水配置高黏（120 mPa·s）压裂液和大排量（单簇排量5 m3/min）施工，实现水力裂缝有效穿透纯盐隔层并形成较大缝宽。研究成果对玛湖地区含盐储层的改造具有重要指导意义。
摘要：中-高成熟度页岩油是中国页岩油战略突破的重点领域，加强陆相页岩油勘探开发是保障国家能源供应安全的重要途径。详细介绍了中国石油天然气集团有限公司（简称中国石油）在鄂尔多斯、准噶尔和松辽等盆地页岩油钻井工程技术进展。包括大平台工厂化布井、水平井井身结构优化、分井段“一趟钻”、水平井高性能钻井液、一体化地质导向等关键技术。对标北美先进页岩油钻井技术，分析了国内页岩油钻井在布井方式与井身结构、地质工程一体化及导向技术、钻井提速配套技术、钻井液及固井配套技术等方面的差距和发展趋势。提出了持续推进大平台工厂化作业和优化井身结构、集成配套提速技术、加强地质工程一体化研究和加快新一代导向工具研发攻关等发展建议，以促进陆相页岩油钻井提速、降本、增效，引领页岩油革命工程目标实现。
压裂支撑剂研究与应用进展
支撑剂作为支撑水力裂缝的关键材料，其相关性能与压裂改造效果密切相关，关于压裂支撑剂的研究受到了持续而广泛的关注。本文分类概述了压裂用支撑剂及相关技术的研究与应用情况，包括石英砂、陶粒、覆膜支撑剂等常规支撑剂及近年来报道的自悬浮支撑剂、气悬浮支撑剂、原位生成支撑剂等新型支撑剂及相关技术等共计10个类别。最后对压裂支撑剂及相关技术的发展方向进行了展望，以期为相关领域的研究者提供参考，促进压裂支撑剂技术的进步。
针对延长油田注水开发中存在的高压注不进、难见效、含水上升快等问题，创新性地提出了蓄能增渗注水技术。运用油藏数值模拟方法研究了蓄能增渗注入和焖井期间裂缝、基质压力演变及井底压力传播规律，同时分析了注入量对蓄能增渗效果的影响。研究发现，在注入阶段中，随着水的快速注入，裂缝内压力升高，注入水由主裂缝向裂缝尖端传递，压力升高区域主要分布在裂缝周围，基质压力变化不大。在焖井阶段中，随焖井时间延长，裂缝及近裂缝带基质压力表现为先迅速下降，超过一定焖井时间后趋于稳定；距离裂缝大于30 m的基质压力随焖井时间延长出现先上升后下降的趋势。井底压力同样表现为焖井初期迅速下降，后期趋势变缓。注入量越高，地层能量提升越高。进一步剖析了低渗透油藏蓄能增渗作用机理。矿场应用证明该技术提压增油效果显著，可为类似油藏蓄能增渗开发提供经验借鉴。
扩眼尺寸参数的确定是国内外扩眼研究的难点。为了保障在扩眼段顺利钻井和固井，以准噶尔盆地南缘H101井为例，深入研究扩眼尺寸在钻进、起下钻以及固井工况下的影响规律。从钻具弯曲变形、排量优化、底部钻具组合振动、起下钻抽吸激动压力与密度窗口、下尾管激动压力、注水泥当量循环密度（ECD）、以及考虑井眼曲率的井筒完整性角度分析其对扩眼尺寸的要求，并讨论下入套管尺寸变更对扩眼段固井的影响，最后结合数理统计分析综合考虑确定扩眼尺寸参数值。准噶尔盆地南缘H101井及同类井应用扩眼尺寸参数进行扩眼均顺利完钻，并且H101井扩眼段实现单日进尺101 m。提出的优选扩眼尺寸的方法和思路考虑因素更全面、更有说服力，对扩眼井确定扩眼尺寸具有重要借鉴意义。
摘要：水平井多簇射孔分段压裂已成为非常规油气藏完井改造的关键技术，然而各压裂段中部射孔簇裂缝受跟端趾端射孔簇裂缝的应力干扰作用显著、扩展阻力较大，是导致多簇裂缝非均衡扩展的主要原因之一。通过优化设计簇间非均匀布孔方式，调节各簇射孔参数，均衡簇间液量分配，削弱缝间应力干扰，促进裂缝均衡扩展。为此建立了考虑压裂段/簇间应力叠加的分段多簇裂缝扩展模型，对比分析了纺锤形布孔、坡度布孔、均匀布孔等三类布孔方式的裂缝扩展规律及其作用机制，以缝长、缝高扩展形态差异性评价裂缝扩展均衡性，优选布孔方式，设计正交试验优化非均匀布孔参数。结果表明，典型页岩油储层参数条件下，纺锤形布孔的裂缝扩展均衡性最优，其次是均匀布孔、坡度布孔。其作用机制为纺锤形布孔的端部簇射孔摩阻大于中部簇1.4~16.7倍，跟端趾端裂缝对中部裂缝的应力干扰作用被削弱，从而增加了中部簇进液量分配，相比均匀布孔，裂缝扩展均衡性提高了17.2%。而坡度布孔趾端簇孔数占比35%以上，进液量占优，达49.3%，导致其对中部簇裂缝挤压作用显著，不利于裂缝均衡扩展。优化纺锤形布孔参数表明，总孔数49个、孔径10 mm、端部簇孔数比例24.5%时，簇间裂缝扩展均衡性达到最优。研究结果有望为非常规油气多簇压裂非均匀射孔设计提供有效方法。
基于机器学习的堵漏颗粒粒径推荐方法
井漏是油气勘探领域的重大技术难题。桥接堵漏是最常用的堵漏技术手段，其中架桥颗粒粒径是关键参数，直接影响堵漏成败，目前架桥颗粒粒径的选择主要依赖经验，缺乏科学有效的方法。研究了一种基于机器学习算法的堵漏颗粒粒径推荐方法。该方法基础数据为塔里木盆地库车山前区域126口完钻井的测井、录井及防漏堵漏施工数据，其输入层为基于皮尔森算法筛选出的23项主要参数，输出层为0~750 μm、750~1 500 μm、1 500~4 000 μm、4 000 μm以上等4个架桥颗粒粒径区间。训练测试了10种常用的机器学习算法在测井数据、录井数据及测井+录井数据等三类数据集上的准确率，测井+录井数据集上各算法得分普遍高于测井和录井数据集。在测井+录井数据集上，支持向量机和极限随机树算法的F1得分最高，达到0.9以上。基于支持向量机和极限随机树算法的架桥颗粒粒径推荐模型在库车山前一口井上验证2井次，两种算法模型的架桥颗粒粒径预测结果与现场实际堵漏效果一致，在桥堵粒径级配科学优选上具有良好的应用前景。
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