| 学科专业评审组： | 材料科学组 | | 项目名称： | 适用于缺水地区的水基钻井液材料及其循环利用关键技术 |
| 提名单位： | 陕西省教育厅 |
| 提名等级： | 二等奖 |
| 提名单位意见： | 本成果基于“环保型钻井液材料”“适合钻井液不落地的环境友好型钻井液体系”“可循环利用钻井液技术研究”“钻井废液不落地处理与资源化利用技术与装备”等方面的研究，在油气田钻井清洁化生产领域完成国家自然科学基金项目、陕西省重点研发计划、中国石油天然气集团公司科研项目等相关项目58项，科研经费总计超过5000万元，在国内外刊物发表相关研究论文96篇，获得授权发明专利34件、其他知识产权20件，培养了一批专业技术人才。应用以来，在长庆油气田、延长油田、新疆油田、乍得共和国油田等现场应用2877口井，使用环保型钻井液材料3万余吨，节约用水40余万方，累计新增产值14.9亿元，节约钻井液及钻后废物处理费用4.9亿元，合计经济效益达超19亿元。带动农民增收500余万元，材料的收购、加工、生产等创造就业机会300余个，钻屑和废弃钻井液处理新增就业915人。该技术减小了环境污染风险，满足长庆油田、延长油田、新疆油田以及我国在非洲油田的钻井清洁化生产要求，实现了部分废液钻井液的资源化利用，缓解了苏里格生态脆弱地区环保压力和淡水资源短缺的压力，节水效果明显，符合目前新环保法的要求，给生产和应用企业带来良好经济效益，有力支持低渗透油气田勘探开发，具有显著的社会和环保效益。 |
| 项目简介： | 
|
| 客观评价： | 
|
| 应用情况和效益： | 
|
| 主要知识产权和标准规范等目录： | 
|
| 主要完成人： | - 姓名：陈刚
排名：1
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安石油大学
对本项目技术创造性贡献：1. 主持研发了系列环保型钻井液处理剂，提高了植物材料的抗温性40-60℃，可以满足长庆油气田、延长油田绝大多数中/深井油田的钻井作业需求，从源头上保障油气田钻井清洁化生产。
2.主持研发了一套适用于天然气水平井重复使用的环保型钻井液和系列针对不同储层特点的系列钻井液体系，现场应用实现了天然气水平井钻井液不经破胶的100%重复使用，较好地解决了钻完井液的处置问题。
3. 参与研发了钻井废液不落地处理与资源化利用技术，原位非铝铁类破胶絮凝剂，快速去除原液中的有害固相成分，分理出的水可直接配制钻井液，钻井液回用率达到90%以上，干化钻屑满足资源化利用标准。
曾获国家科技奖励情况：1. 2023年“陕西高等学校科学技术奖”一等奖，油气田钻井清洁化与资源循环生产关键技术与装备，第一，无编号
2. 2023年“陕西省环境保护科学技术奖”一等奖，油气田环保型水基钻井液循环利用技术研究与应用，第一，SNSESE-J-2023-A01R
3. 2022年“陕西省石油学会科技进步奖”一等奖，油气田钻井清洁化生产关键技术研究与应用，第一，2022-KJ-01-04-R01
4. 2018年“陕西省科学技术奖”二等奖，兰炭废水综合处理研究与应用，第四，2018-2-029-R4 - 姓名：王清臣
排名：2
行政职务：技术专家
技术职称：教授级高工
工作单位：中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司
对本项目技术创造性贡献：1. 主持研发了系列针对不同储层特点，解决复杂地层、大位移井、定向井、水平井问题的系列钻井液体系，主要负责了长水平井用钻井液防塌抑制性控制技术。
2. 联合主持研发了一套适用于天然气水平井重复使用的环保型钻井液体系，实现了钻井液不经破胶的100%重复使用，编制《水基钻井液重复利用作业规范》。
3. 主持研发了钻井液和钻屑不落地及无害化处理关键设备，主要负责了钻井液固相控制和自动循环加药装置的设计加工，解决了传统工艺跑浆和清除效率低的问题，优化设备配置实现日节电~2600度/井。编制了《废弃钻井液固液分离处理技术规范》。
曾获国家科技奖励情况：1. 2023年“陕西高等学校科学技术奖”一等奖，油气田钻井清洁化与资源循环生产关键技术与装备，第三，无编号
2. 2023年“陕西省环境保护科学技术奖”一等奖，油气田环保型水基钻井液循环利用技术研究与应用，第三，SNSESE-J-2023-A03R
3. 2022年“陕西省石油学会科技进步奖”一等奖，油气田钻井清洁化生产关键技术研究与应用，第三，2022-KJ-01-04-R03
- 姓名：都伟超
排名：3
行政职务：教研室主任
技术职称：副教授
工作单位：西安石油大学
对本项目技术创造性贡献：1. 主持研发了环保型钻井液用降粘剂和封堵抑制剂，控制钻井液粘度稳定在30mPa.s左右，降低滤失量至5ml以下，参与研发了防塌钻井液体系、抗盐钻井液体系和废弃钻井液重复配液技术。
2. 参与研发钻井液钻屑不落地及无害化处理关键技术，负责了废弃钻井液压滤液重复配液的工作。
3. 参与研发适用于天然气水平井重复使用的钻井液体系，主要负责了润滑剂和井壁稳定剂的研发，润滑系数降低80%以上。
曾获国家科技奖励情况：1. 2023年“陕西高等学校科学技术奖”一等奖，油气田钻井清洁化与资源循环生产关键技术与装备，第四，无编号
2. 2022年“陕西省石油学会科技进步奖”一等奖，油气田钻井清洁化生产关键技术研究与应用，第四，2022-KJ-01-04-R04
- 姓名：张勤
排名：4
行政职务：无
技术职称：高级工程师
工作单位：中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司
对本项目技术创造性贡献：1. 参与研发了提切剂、润滑剂等关键处理剂，负责了提切剂的规模化加工技术研发，协助构建“三高三低一全双润滑”长水平井钻井液降摩减阻技术。
2. 参与研发了泥岩稳定关键处理剂，负责了防塌钻井液材料加工试验，协助构建长水平井泥岩化学-力学协同稳定技术。
3. 参与研发了系列用于长水平井钻井高性能水基钻井液技术。参与制定了水平段钻井液施工工艺和作业技术规范，保障水平段可钻5000+m。
曾获国家科技奖励情况：1. 2023年“陕西高等学校科学技术奖”一等奖，油气田钻井清洁化与资源循环生产关键技术与装备，第九，无编号
2. 2023年“陕西省环境保护科学技术奖”一等奖，油气田环保型水基钻井液循环利用技术研究与应用，第四，SNSESE-J-2023-A08R
3. 2022年“陕西省石油学会科技进步奖”一等奖，油气田钻井清洁化生产关键技术研究与应用，第八，2022-KJ-01-04-R08
- 姓名：袁英
排名：5
行政职务：副所长
技术职称：副研究员
工作单位：中国环境科学研究院
对本项目技术创造性贡献：1. 构建了钻井废弃物毒性-组分关联模型，指导含油钻屑热脱附效率提升至98%（油含量<0.3%），揭示的固相有机质电子转移机制，优化了生物炭/腐殖质协同催化体系，使重金属固化率突破95%，推动废弃物资源化率提高40%。
2. 阐明的土壤团聚体-有机质电子传递链，开发了木质素/腐殖酸改性钻井液处理剂，利用其氧化还原缓冲能力抑制钻井液高温降解，建立了低碳修复策略，实现钻井废液催化氧化-生物联用处理能耗降低30%，碳排放强度下降25%。
曾获国家科技奖励情况：无
- 姓名：倪维军
排名：6
行政职务：室主任
技术职称：副教授
工作单位：西安石油大学
对本项目技术创造性贡献：参与研发适用于天然气水平井重复使用的钻井液体系，负责优化材料好钻井液配方将其用于煤层气和陕南深部页岩气的钻井工程，引入可降解聚胺抑制剂和纳米封堵剂，使钻井液在120 ℃、高浓度钙离子条件下仍保持YP/PV>0.5，井壁失稳率由5%降至0.8%，为后续重复利用奠定性能基础。
曾获国家科技奖励情况：2022年“陕西省石油学会科技进步奖”一等奖，油气田钻井清洁化生产关键技术研究与应用，第七，2022-KJ-01-04-R07 - 姓名：檀文炳
排名：7
行政职务：研究室主任
技术职称：研究员
工作单位：中国环境科学研究院
对本项目技术创造性贡献：1. 参与构建了钻井废弃物毒性-组分关联模型，指导含难降解钻屑热脱附效率提升至98%（油含量<0.3%），揭示的固相有机质电子转移机制，优化了生物炭/腐殖质协同催化体系，使重金属固化率突破95%，推动废弃物资源化率提高40%。
2. 阐明的土壤团聚体-有机质电子传递链，开发了木质素/腐殖酸改性钻井液处理剂，利用其氧化还原缓冲能力抑制钻井液高温降解，辅助建立了低碳修复策略，实现钻井废液催化氧化-生物联用处理能耗降低30%，碳排放强度下降25%。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：王凯
排名：8
行政职务：副经理
技术职称：高级工程师
工作单位：中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司
对本项目技术创造性贡献：1. 参与阐明了致密油气藏长水平段泥岩地层井壁失稳机理，参与研发了泥岩稳定关键处理剂，负责研发了植物胶包被剂，协助构建长水平井泥岩化学-力学协同稳定技术。负责了小井眼二开结构水平井井壁稳定技术的现场应用技术开发。
2. 协助建立通过离子镶嵌、水活度匹配、级配封堵和滤液粘滞四位一体协同防塌钻井液技术，岩屑回收率>95%，实现较低密度下泥岩段稳定周期>100天，解决了塌漏矛盾突出的问题。
曾获国家科技奖励情况：2023年“陕西省环境保护科学技术奖”一等奖，油气田环保型水基钻井液循环利用技术研究与应用，第七，SNSESE-J-2023-A07R - 姓名：汪春林
排名：9
行政职务：总工程师
技术职称：高级实验师
工作单位：陕西合信油服科技股份有限公司
对本项目技术创造性贡献：1. 在受让西安石油大学专利“一种微乳液页岩抑制剂及其制备方法”（授权号：ZL201810577512.2）基础上，优化制备工艺，进行了规模化生产，产品用于自主开发的长水平井强抑制性钻井液技术中。
2. 参与优化了系列用于长水平井钻井高性能水基钻井液技术，使其更适合于榆林及鄂尔多斯地区的油气藏钻井。在不同储层特征的基础上，利用当地的优势资源研发了植物纤维随钻防漏堵漏材料，带动当地农民增收，漏失发生率降低了50%以上。
3. 依托本成果，联合西安石油大学建设了榆林市合信油服地层物理封堵工程技术研究中心组，负责了环保型钻井液材料和钻井液技术推广。
曾获国家科技奖励情况：1. 2023年“陕西省环境保护科学技术奖”一等奖，油气田环保型水基钻井液循环利用技术研究与应用，第六，SNSESE-J-2023-A06R - 姓名：张建甲
排名：10
行政职务：总工程师
技术职称：高级工程师
工作单位：北京华盛坤泰环境科技股份有限公司
对本项目技术创造性贡献：1. 负责了含难降解材料钻屑分级热脱附-资源化技术研发：设计旋转窑三级热脱附系统，使钻屑残油率<0.3%，并将产物转化为免烧陶粒建材（抗压强度≥15MPa），资源化率达90%。
2. 优化现场装备组合，双层共振振动筛：过流面积提升50%，气控筛网快速更换；压滤机优化：PLC控制+自动卸饼，效率提升40%。循环罐竖排摆放，固控设备集中管理，占地面积减少23.7%。
3. 搭建了固液处理工艺集成智能监控平台，提升智能化和自动化，能耗较传统工艺降低35%，综合处理成本降低40%以上。
曾获国家科技奖励情况：无
|
| 主要完成单位及创新推广贡献： | - 单位名称：西安石油大学
单位贡献：1. 主持发明了系列环保型钻井液处理剂，针对不同的植物材料中主要成分和功能性成分的官能团，采用了羧甲基化、磷酸酯化、过渡金属盐络合阳离子化及其组合方式对粗维素、植物胶、植物酚等植物材料进行改性，改善其溶解性、生物稳定性、热稳定性等，强化其在钻井液中控制粘土分散、流变性、滤失性、润滑性、防塌抑制性等性能，提高了植物材料的抗温性40-60℃，可以满足长庆油气田、延长油田绝大多数中/深井油田的钻井作业需求，从源头上保障油气田钻井清洁化生产。
2. 主持研发了适合钻井液“不落地”的环境友好型钻井液体系配方，针对粘土含量高、盐膏层厚、岩性软硬交织的复杂地层、大位移井、定向井、水平井的需求，研发了快速钻井液体系、防塌钻井液体系、抗盐钻井液体系和废弃钻井液重复配液技术，精简了钻井液配方组成，提高了钻井液体系的环境友好性，实现了钻井液和钻屑环保性源头化控制。
3. 参与研发了一套适用于天然气水平井重复使用的钻井液体系，负责其中小分子泥岩抑制剂的研发和降滤失剂的优选，实现了井液均未经破胶-固液分离，进行了补充部分处理剂后直接重复使用，重复使用率100%。
4. 参与研发了钻井废液不落地处理与资源化利用技术，液原位非铝铁类破胶絮凝剂，快速去除原液中的有害固相成分，分理出的水可以直接配制钻井液，实现钻井液平均回收利用率达到90%以上，干化钻屑满足资源化利用标准。
- 单位名称：中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司
单位贡献：1. 主持研发了一套适用于天然气水平井重复使用的钻井液体系，现场应用实现了钻井液不经破胶的重复使用，重复使用率100%，编制了《水基钻井液重复利用作业规范》。钻井液重复使用前后的性能基本相当，不影响钻井液的重新配置和钻井施工效率，降低单井钻井液成本30%以上，节水效果显著。
2. 主持研发了钻井液和钻屑不落地及无害化处理关键设备，采用模块化长框振动筛（5.8×0.6m多节连接）配合280-300目高目数筛布，将劣质固相清除率提升至92%，最小处理粒径达40μm，实现含砂量<0.1%、固相含量<5%、塑性粘度<25mPa•s的精准控制，解决了传统工艺跑浆和清除效率低的问题，显著提升超长水平段钻井的摩阻控制效果和井漏预防能力，优化设备配置后实现日节电~2600度/井。编制了《废弃钻井液固液分离处理技术规范》。
3. 研发了固化剂、破稳剂等材料和利用水基钻屑制备免烧砖及造粒铺路的技自动化装备，形成了一套资源化利用技术，免烧砖用于油田内部基建，降低固废处置费用60%以上。
4. 参与研发了系列环保型钻井液处理剂，参与研发了系列应对不同储层特点，解决复杂地层、大位移井、定向井、水平井问题的系列钻井液体系和废弃钻井液重复配液技术，易生物降解，不含重金属离子，实现了钻井液和钻屑环保性源头化控制。
- 单位名称：中国环境科学研究院
单位贡献：1. 构建了钻井废弃物毒性-组分关联模型，指导含难降解钻屑热脱附效率提升至98%（油含量<0.3%），揭示的固相有机质电子转移机制，优化了生物炭/腐殖质协同催化体系，使重金属固化率突破95%，推动废弃物资源化率提高40%。
2. 阐明的土壤团聚体-有机质电子传递链，开发了木质素/腐殖酸改性钻井液处理剂，利用其氧化还原缓冲能力抑制钻井液高温降解，建立了低碳修复策略，实现钻井废液催化氧化-生物联用处理能耗降低30%，碳排放强度下降25%。
- 单位名称：陕西合信油服科技股份有限公司
单位贡献：1. 在受让西安石油大学专利“一种微乳液页岩抑制剂及其制备方法”（授权号：ZL201810577512.2）基础上，优化制备工艺，进行了规模化生产，产品用于自主开发的长水平井强抑制性钻井液技术中。
2. 参与优化了系列用于长水平井钻井高性能水基钻井液技术，使其更适合于榆林及鄂尔多斯地区的油气藏钻井。在不同储层特征的基础上，利用当地的优势资源研发了植物纤维随钻防漏堵漏材料，带动当地农民增收，漏失发生率降低了50%以上。
3. 依托本成果，联合西安石油大学建设了榆林市合信油服地层物理封堵工程技术研究中心组，负责了环保型钻井液材料和钻井液技术推广。
- 单位名称：北京华盛坤泰环境科技股份有限公司
单位贡献：1. 对少量含难降解材料的钻屑设计的旋转窑三级热脱附系统处理，使钻屑残油率<0.3%。负责了含难降解材料钻屑分级热脱附-资源化技术研发：设计旋转窑三级热脱附系统，使钻屑残油率<0.3%，并将产物转化为免烧陶粒建材（抗压强度≥15MPa），资源化率达90%。
2. 优化现场装备组合，双层共振振动筛：过流面积提升50%，气控筛网快速更换；压滤机优化：PLC控制+自动卸饼，效率提升40%。循环罐竖排摆放，固控设备集中管理，占地面积减少23.7%。
3. 搭建了固液处理工艺集成智能监控平台，提升智能化和自动化，能耗较传统工艺降低35%，综合处理成本降低40%以上。
|
| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
|
