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- 低渗透油气藏开发理论与方法：在非达西渗流参数的测定方法、非达西流动机理研究取得突破并建立低渗透油气藏渗流基本微分方程的基础上，考虑气体滑脱效应影响（对于气藏）、启动压力梯度影响的低渗透油气藏试井解释理论与方法进行研究并取得成功，建立了一套完整的适合低渗透油气藏流固耦合的数值模拟理论与方法，成功实现了对低渗透气藏动态的定量预报，从而实现了在数值模拟和试井两大核心技术的突破。
- 低压低渗透气藏增产技术：通过对压裂液的就地泡沫化降低滤失、增压助排来减小滤液进入储层的机会，从而实现对低压低渗透储层的低伤害。将自生热增压体系引入到胍胶压裂液体系中，通过对胍胶的改性、交联剂的筛选，开发出生气增压助排类泡沫压裂液，实现自生气增压、交联、泡沫化的一体化，实现用与普通胍胶压裂液相同的工艺、远低于泡沫压裂液的成本达到泡沫压裂液的改造效果。
- 裂缝性油气藏开发理论与方法：在裂缝性油气藏渗流机理研究机理取得突破后，从理论和方法上解决了裂缝性油气藏数值模拟理论、方法，实现了裂缝性油气藏开发模拟和动态预报问题，在裂缝性油气藏渗流机理研究机理取得突破的基础上，建立起裂缝性油气藏的油藏工程分析理论与方法，研制成功裂缝性油气藏试井分析软件。
- 有水气藏开发理论与方法：提出了带水气藏气水渗流机理的实验测定方法，并研制出了一套气水渗流机理评价的实验物理模型。从理论和方法上解决了气藏中有大裂缝存在的条件下边底水沿裂缝水窜的数值模拟问题，并研制成功带水气藏渗流的模拟软件，由此建立起了一套完整的适合带水气藏的数值模拟理论、方法。
- 高含水期油藏开发理论与方法：注水井合理配注优化技术、注水开发油田开发效果评价方法、注水开发油田开发中后期剩余油分布形成及解释理论与方法、以弱凝胶调驱为主要手段的稳油控水技术。
- 油气藏流体相态研究与特殊气藏开发理论及配套技术：包括（1）流体相态测试新技术研究：固相沉积与相变点测试技术、现代测试技术（声、光、电、波等）在相态研究中的应用；（2）气藏工程方法研究：气井试井、特殊气藏早期评价及产能预测方法、气藏开发数值模拟新方法与新技术研究；（3）气田开发新技术及综合应用：成组气藏开发、水平井开发；（4）油气藏经营研究：地质-工程-经济评价一体化技术、油气田开发信息集成系统；（5）油气藏注气理论与配套技术研究；（6）气藏开发经济评价方法研究。
- 注气提高采收率理论及配套技术：包括（1）CO2、N2、烟道气气源调查和回收利用；（2）注N2及注空气的室内实验评价和技术经济可行性研究；（3）注气关键技术研究：注入气与地层流体物理化学作用研究、注气过程中的固相沉积与腐蚀研究、注气数值模拟与油气工程方法研究、采出气体分离与净化研究；（4）注入气对地层多孔介质岩石物性的影响研究；（5）注气工艺技术研究及方案设计。
- 恶劣条件油藏聚合物驱提高采收率技术：从驱油机理、过程、原理、规律研究入手，确定特定油藏条件（高温、高矿化度、污水配制、海水配制等）提高采收率对聚合物性能的要求，运用分子设计理论，得到所需的新型缔合聚合物结构，进而对其合成、表征、评价与应用规律进行系统研究。
- 采油工艺技术：在油气井压裂、酸化、射孔与试油技术、油气井系统分析、采油工程方案设计、排水采气工艺技术、注水水质与注水工艺技术、气举设计与工况诊断分析等方面有突出成就。
- 复杂非常规油气藏数值模拟理论和方法研究：针对低渗、高粘、高含水、特高含水、复杂裂缝、特殊孔隙结构等复杂非常规油气藏的数值模拟理论和方法进行研究。
- 非常规天然气储层成因与描述技术：对于致密砂岩气、煤层甲烷、富有机质页岩气、气体水合物等非常规天然气，在传统油气藏描述的理论和技术基础上，特别突出岩石力学、岩体结构力学、断裂力学、地应力、天然裂缝、和物理化学渗流理论的综合应用，建立储层岩体结构力学模型、地应力场模型、裂缝分布模型、流体分布状态宏观—微观模型等，为产能预测、储层保护、采气工艺和增产改造提供理论指导和技术支撑。
- 储层损害与储层保护：系列配套技术研究和应用，覆盖了钻井、完井、采油和修井等工艺环节，可在整体上充分发挥油气层保护技术的效果；油气层保护技术从被动型（如屏蔽式暂堵技术）向进攻型（如甲酸盐钻完井液体系）转变，从高压和常压油气层保护向低压油气层保护技术发展，技术不断更新，满足油田的不同需求。
- 欠平衡钻井技术研究：主要包括了该项技术所适应的储层特征研究、欠平衡钻井井壁稳定研究、欠平衡流体流变学研究、欠平衡钻完井液体系研究、欠平衡钻完井地面配套设施研究和开发、欠平衡钻完井工艺措施研究和应用等。
- 油气井固井理论与实验研究：在国内率先研制了激光测速流动模拟实验装置、水泥浆"失重"与环空窜流的模拟实验装置和国内唯一的核辐射固井顶替动模拟实验装置，在模拟实验的基础上，对油气井固井同心与偏心环空内非牛顿液两相流流动与顶替理论、"失重"和油气水窜的机理及规律进行深入研究，形成了相应的系列技术。
- 管柱力学：综合应用基础科学的理论和方法，分析各种管材的性能，研究管柱（钻柱、套管柱、完井管柱）在各种井眼（直井、定向井、水平井）中的力学性能，包括管柱稳定性、动态特性、整体受力及机械强度等，为管柱的优化设计、合理使用及其寿命预测等提供了科学依据。抽油杆的力学行为、失效机理及其与油管偏磨得机理，寻求可行的防磨措施。
- 工程岩石力学：根据破坏井段地质构造、测井资料、地震资料和古构造应力反演现代地应力场分布，分析研究地层错动、构造运动、岩石蠕变、岩石遇水膨胀等各种情况及其复杂工况下井眼周围空间应力场分布，采用现代非线性理论对地层-水泥环-套管的耦合力学问题进行数值模拟和力学分析，为预防套管破坏的方法研究提供了理论基础，为已破坏井套管修复提供各种可能的方案。
- 完井方法：从油藏地质特性和油藏工程特点出发、考虑油田开发开采的工艺技术要求，再从产能预测、动态分析到经济评价着手综合选择最优完井方法，形成了一套科学的确定各类油藏（砂岩、碳酸盐岩、变质岩、火山岩等）、各类气藏（常规天然气藏、凝析气藏）、各类天然气（常规气、酸性气、含H2S）、各类油井（垂直井、斜井、水平井、大斜度井、侧钻井等）完井方法的技术。
- 钻井液处理剂作用机理及钻井液化学：通过理论分析、研究，研制特色处理剂如稀释剂、流型改进剂、抑制剂、润滑剂、增液相密度剂、降滤失剂、低（无）荧光无毒处理剂、多功能处理剂等，建立低成本、性能优良、维护处理简单的钻井液体系，并向环保型、高密度、饱和盐水、高温（200℃以上）、可排放发展，同时研究特殊类型钻井液体系及其作用机理。
- 深井复杂井与特殊工艺井钻井技术：主要研究高陡构造防斜打直打快技术，硬地层减少钻具疲劳破坏及提高钻速技术，盐膏层及塑性地层的防止阻卡技术，高构造应力地层防止井壁失稳技术，深井长封固段提高固井质量技术；特殊工艺井（定向井、丛式井、水平井、侧钻井、大位移井，分枝井）的轨迹设计、轨迹控制、钻柱优化设计及强度校核、井眼净化、摩阻扭矩分析、轨迹防碰及轨迹误差分析等
- 水射流研究与应用：主要研究领域为：①井下水力增压及破岩理论；②新型显射流的研究；③随钻伸缩式PDC钻头研究；④随钻水力微扩眼钻头研究；⑤PDC钻头水力系统研究；⑥井深、复杂井高效率破岩研究与应用。
- 石油工程测井及应用：（1）利用常规测井资料和成象测井资料来计算地应力和三个地层压力（地层孔隙压力、坍塌压力和破裂或漏失压力），并计算安全钻进的泥浆密度窗口。同时从井壁受力和水化作用两方面进行井壁稳定性的分析与评价；（2）利用常规测井资料获得地层的各种信息包括许多力学参数和地应力资料，再与完井配套进行诸如井眼稳定性、岩石坚固程度、地层出砂、人工压裂形成裂缝方位等的研究，形成一套基于测井资料及相关地层资料的测井、完井、投产改造一体化技术。
- 钻井信息、仿真与最优化：采用地面和井下随钻录井与安全监测系统连续收集、分析信息，采用计算机仿真与最优化决策实现过程控制和预测。所承担的"863"项目利用卫星信道系统首次实现了海上平台和陆上指挥中心的实时数据传输与决策分析；全尺寸地面钻井设备仿真模拟直井、复杂结构井、欠平衡井钻井过程，用于技术评价分析与人员培训。
- 油气管道仿真及优化技术：针对油气田集输管网、油气长输管道、城市配气管网，采用计算机仿真和优化，提出、分析和论证输配系统的设计方案、运行方案以及进行管道系统泄漏检测等事故诊断。
- 油气管道完整性评价技术：进行油气管道防腐层评价，腐蚀状况评价，剩余强度分析，风险分析以及剩余寿命评价。
- 天然气管道储气及调峰技术：采用动态分析的观点，对含地下储气库及其它储气设施的天然气管道系统进行储气能力评价及调峰分析。
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