井下压裂暂堵工具用可溶金属材料研究进展

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(1.中石化西北油田分公司 工程技术研究院，乌鲁木齐 830011；2.北京中科金腾科技有限公司，北京 102607；3.西南石油大学 材料科学与工程学院，成都610500)

中国非常规油气资源极为丰富。据国土资源部估算，我国可采页岩气资源量、煤层气资源总量居世界第2，分别是25.08×1012m3和36.81×1012m3；油砂油的可采资源量22.58×108t，居世界第5[1]。非常规油气资源地下渗透率通常小于0.1Md[2]，开采难度极大。压裂增产技术是煤层气、页岩油/气、致密气工业化开采的重要技术手段之一。传统的压裂球、桥塞分别采用钢材、纤维增强复合材料制备[3-4]，存在钻铣困难、耗时长、钻磨后的粉末、碎屑返排困难等缺点。2012年，美国Baker Hughes 公司利用先进纳米技术开发制造了压裂施工后可自行溶解的第1代IN-Tallic 降解压裂球[5]，极大地提高了非常规油气井压裂施工效率和技术经济指标。随后，Baker Hughes、Halliburton、Schlumberger等油田技术公司大力研发井下暂堵工具用可溶材料，开发了不同掺杂的铝基、胞状结构镁基可溶金属材料[6-7]，研究了可溶金属材料微观结构对其力学性能及溶解行为的影响[8-9]，介质浓度[10]、温度[10-11]对可溶金属材料溶解行为的影响；探讨了可溶金属材料的溶解机理[7,12]。从2015年开始，我国中石油川庆钻探工程有限公司[13]、新疆油田工程技术研究院、中石化石油机械股份有限公司[14]、中国石油勘探开发研究院、低渗透油气勘探开发国家工程实验室[15]、长庆油田分公司及长庆油田油气工艺研究院[14]、中国石油西南油气田公司工程技术研究院[16]、中国石油化工集团东北油气分公司石油工程技术研究院[17]、沈阳航空航天大学[18]也开始了暂堵工具用可溶金属材料的开发及应用研究。……