任何单位或者个人对公示成果完成单位、完成人员及排序持有异议的，可在2018年12月20日前书面向科发院提出，并提供必要的证明文件。

联 系 人：胡莉莉（联系电话8060873，联系邮箱380075561@qq.com）

颜建洲（联系电话8060556）。

项  目 名 称： 油气田环保钻井液与固废资源化成套技术及工业应用

项目完成时间：2015年12月31日

应 用 时  间：2013年01月

申报奖励类别：国家科学技术进步奖

主 要 完成人：邓皓、张振华、夏福军、黄山红、王占生、李兴春、

许明标、刘光全、谢水祥、吴百春

主要完成单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司

大庆油田有限责任公司

中国石油集团长城钻探工程有限公司

长江大学

提名者：中国石油和化学工业联合会

一、提名意见

我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。

该项目取得了多项突破性成果，如提出了环保型钻井液处理剂分子设计思路，并以此为主要剂型建立了环保型钻井液体系；耦合了固液界面调控、粒径级配控制、电化学吸附等复合处理方法，集成了水力旋流分离、压力过滤分离和振动过滤技术，开发了废弃钻井液在线一体化固液分离装置，首次实现了钻井废弃物不落地随钻处理；发明了含油污泥热解处理技术与装备，含油污泥处理后残渣的含油率≤0.3%，污泥中油回收率≥80%。中国石油和化学工业联合会组织由多名院士组成的专家组对该项目成果进行了鉴定，一致认为：本项目取得了多个技术突破与创新，总体达到了国际先进水平，在环保型钻井液、废弃钻井液微小劣质固相去除方法、含油污泥热脱附等方面达到了国际领先水平。

该项目的创新成果构成了油气田环保钻井液与固废资源化利用的成套技术系列，上述成果在中石油、中石化、中海油，以及伊朗、厄瓜多尔、乍得、伊拉克、阿尔及利亚、古巴等18个油田规模化应用，取得了显著地经济、社会及环境效益。同时显著提升了我国石油行业在油气勘探开发环境保护领域的国际核心竞争力。对照国家科学技术进步奖授奖条件，提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。

二、项目简介

本项目属油气田环境保护技术领域，主要解决油气勘探开发固体废物产生与资源化处理难题。

2018年我国石油对外依存度逼近70%，加大油气开发是保证能源供应安全的必然选择。目前我国钻井数3万余口/年，产生固体废物4000万吨/年以上。其中，含油固体废物中含乳化剂、润湿剂、增粘剂等各类处理剂和重金属（如 Cr、Cd、Hg、As、Ni），若未经处理进入环境，会造成油区土壤和水体污染、生态退化。油气田开发过程生态文明建设的核心是节约资源和保护环境。因此，强化源头和过程控制才能保护绿水青山。在国家等重大项目支持下，经过近10年的持续研究，取得如下创新成果：

1）提出了环保型钻井液添加剂分子结构特征和高分子无规聚合物的分子结构设计理念，发明了6种环保型钻井液添加剂，研发了7套环保钻井液体系，使钻井液体系的生物毒性EC ₅₀≥30000mg/L，生物降解性BOD5/CODcr≥0.15，较好的解决了常规钻井液毒性高及生物降解性差的技术难题，从源头满足了钻井环保需求。

2）发明了废弃钻井液固液分离方法和钻井废弃物资源化处理剂；耦合固液界面调控、粒径级配控制、电化学吸附等复合处理方法，集成水力旋流分离、压力过滤分离和振动过滤技术，开发了废弃钻井液在线一体化固液分离装置，首次实现了钻井废弃物不落地随钻处理。钻井液回收利用率从50%提高至90%，废弃钻井液固液分离处理泥饼含水率由40%降低至24.9%，钻井废弃物资源化率从40%提高到100%。

3）揭示了石油烃-污泥颗粒/钻屑界面的吸附迁移转化机制，建立了含油污泥调质处理新方法，发明了含油污泥化学热洗和微电解处理技术与装备，含油污泥处理后残渣的含油率≤0.3%，污泥中油回收率≥80%；建立了含油污泥灼烧制备聚合铝、热解残渣中碳分离回收的方法、热解残渣制备采油废水吸附剂等固体废物资源化利用新方法，含油污泥残渣利用率由20%提高至85%以上。

上述成果授权发明专利33件、实用新型专利24件；制定国家行业和地方标准6项；出版专著9部，发表论文54篇（其中，SCI、EI收录19篇）；获部级一等奖4项；建立了固体废物处理与资源化创新团队。

成果在我国松辽盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、渤海湾，以及国外厄瓜多尔、伊朗、乍得等18家油气田17267口井规模化应用，累计使用环保钻井液3.1×10 ⁵m ³，处理钻井废物 1.036×10 ⁷m ³，含油固废5.08×10 ⁵m ³；处理后回收钻井液4.66×10 ⁶m ³，回收油6.1×10 ⁴m ³；残渣资源化率达85%以上。中国工程院同行院士等专家鉴定：是我国钻井环保技术水平的重大突破，总体国际先进、部分国际领先。美国工程院院士、环保技术协会副主席John Charles认为：“值得美国和其他国家借鉴”。

三、客观评价

1. 成果鉴定

1）2018年4月25日，中国石油和化学工业联合会在北京组织召开了“环保型钻井液与水基废弃物再生资源化利用关键技术及工业化应用”科技成果鉴定会，鉴定委员会对项目成果形成如下鉴定意见：研究成果创新性突出，整体达到国际先进水平，部分技术达到国际领先水平。

（1）首次揭示了钻井液处理剂官能团与毒性、生物降解性的规律，研发了适合不同地层的4套无毒、低氯离子浓度、无土相的环保钻井液，突破了环保型添加剂分子设计技术，较好的解决了常规钻井液毒性高及生物降解性差的技术难题。

（2）发明了微小劣质固相电吸附选择性去除方法和丙烯基共聚物破胶剂，开发了水基钻井液废弃物回用技术，钻井液回收利用率从50%提高至90%以上。

（3）发明了脱色剂、固液分离剂、固化剂等3种水基钻井废弃物无害化处理剂，解决了磺化物脱色、重金属螯合、污染物浸出控制的技术难题，钻井废弃物资源化率从40%提高到100%。

（4）开发了集成化和撬装化的水基钻井液废弃物处理装备，实现了水基钻井废弃物在线处理。

2）成果鉴定：2015年4月24日，湖北省科技厅在武汉主持召开了 “页岩气开发钻井关键流体技术”项目科技成果鉴定会。鉴定委员会对项目成果形成如下鉴定意见:整体技术达到国际领先水平。

（1）提出并研发了超低乳化剂加量、超低滤失量、具有弱凝胶性质、高稳定性、高破乳电压、高固相容量的油基钻井液体系，并成功应用于页岩气开发长水平段钻井作业中；

（2）提出并研发了具有高密度、低粘度、泵送可实现紊流顶替的全相容前置液体系，该体系对油基泥浆泥饼清洗率达到90%以上；

（3）采用纳米二氧化硅悬浮液与胶乳共同作为防窜剂，开发了适合于页岩气开发的固井水泥浆体系，低温稠化转化时间小于5min，固井质量优质率90%以上；

（4）在固井工艺设计上创新性的提出了大容量前置液紊流顶替和加密扶正器技术方案。

2. 专家评价

1）美国国家工程院院士、美国环保技术协会副主席、《Environmental Science and Technology》副主编John Charles院士评价：该项研究在“环保钻井液”与“废弃物无害化处理与资源化利用”领域取得了创新性的突破，这些研究成果在相关领域是最综合、最系统、最先进的。该项研究首次提出了“钻井液添加剂分子结构功能性官能团与毒性相关性”理论，对于减少或避免有毒钻井液添加剂的使用做出了巨大的贡献，有利于环保型钻井液添加剂的研发，并填补了该领域的空白。该项自主研发的技术在“环境修复与钻井废弃物资源化利用”领域达到了国际领先水平，研发的处理装置达到了国际先进水平。该项研究对促进环保技术的进步，在整个世界范围起到了积极的作用，值得美国和其他国家借鉴和参考。

2）美国国家工程院院士、耶鲁大学化学与环境工程学院Menachem Elimelech教授评价：该项研究首次提出了“钻井液添加剂分子结构功能性官能团与毒性相关性”理论，为环保型钻井液技术的推广与应用提供了强大的技术支持，为避免使用含毒性结构官能团的钻井液添加剂做出了重大贡献。该项研究为石油工业做出了突出的贡献。

3. 其他评价

北京市和中国石油天然气集团公司分别组织专家对研究成果的自主创新产品进行了认定，形成《浓缩-絮凝-离心脱水-干化工艺处理含油污泥系统》、《预浓缩-絮凝-离心脱水-无害化工艺处理炼化“三泥”系统》、《预处理-强化化学热洗-离心脱水处理落地油泥系统》等3项自主创新产品。

项目成果先后获重庆市、中石油、中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖各1项；制订《石油天然气行业污染防治技术政策》、《陆上石油天然气开采含油污泥资源化综合利用及污染控制技术要求》行业和地方标准6项；出版《石油勘探开发清洁生产》、《油田含油污泥处理技术及工艺应用研究》等著作9部。并在由石油工程师学会（SPE）主办的2013年国际石油会议（IPTC）上进行了成果宣讲与交流。

四、推广应用情况

本项目研究成果推广应用程度高。2010年起，成果在我国松辽盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、渤海湾，以及国外厄瓜多尔、伊朗、乍得等18家油气田 17267口井规模化应用，取得了显著的经济效益和社会效益，并有着十分巨大的潜力和很好的市场前景及应用前景，为油田企业钻井废弃物和含油污泥的处理提供了有力技术支撑。

五、曾获科技奖励情况

获奖项目名称	获奖时间	奖项名称	奖励等级	主要获奖人	授奖单位
环保型钻井液与水基废弃物再生资源化利用关键技术及工业化应用	2018.11.30	科技进步奖	一等	邓皓,赵邦六,黄山红,王治平,左京杰,刘光全,谢水祥,莫正平,王占生,李兴春,吴百春,许毓,孙静文,陈在君,侯召坡	中国石油和化学工业联合会

六、主要知识产权证明目录（不超过10件）

知识产权（标准）类别	知识产权（标准）具体名称	国家 （地区）	授权号（标准编号）	授权（标准发布）日期	证书编号 （标准批准发布部门）	权利人（标准起草单位）	发明人（标准起草人）	发明专利（标准）有效状态
发明专利	一种环保型油基钻井液增粘剂及其制备方法	中国	ZL201310056585.4	2015.06.03	1687389	中国石油天然气股份有限公司	邓皓、谢水祥、王蓉沙、 岳勇、许毓、任雯、刘鹏、 张明栋、刘晓辉、程泽生、 孙静文、刘娉婷	有效
发明专利	一种钻井废液化学强化固液分离方法	中国	ZL200910093856.7	2012.10.17	1065720	中国石油天然气集团公司，中国石油集团安全环保技术研究院	邓皓、刘光全、张晓飞 许毓、王蓉沙、谢水祥、 赵欣梅、岳勇、吴百春	有效
发明专利	一种落地油泥复配清洗药剂及其应用	中国	ZL201310397662.2	2015.03.18	2103260	中国石油天然气股份有限公司	王占生、梅平、邹华、李春晓、赖路、陈武、张建明、杨忠平、李秀敏	有效
发明专利	钻井液用包被抑制剂及其制备方法	中国	ZL201410337153.5	2016.04.13	2026640	中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司	张振华、华桂友、郑斌、曹晓晖、关忠良	有效
发明专利	一种非破胶可液化的清洁钻开液及配套完井液	中国	ZL201310103014.1	2016.12.28	2321641	长江大学、湖北江汉石油技术有限公司、中海石油(中国)有限公司深圳分公司	许明标、王昌军、由福昌、韦红术、张伟国、张俊斌	有效
发明专利	一种以聚磺钻屑为原料的免烧砌块及其制备方法	中国	ZL201610647812.4	2018.05.04	2910701	中国石油天然气股份有限公司	邓皓、刘光全、黄山红、任雯、张明栋	有效
国家标准	石油天然气行业污染防治技术政策	中国	【2012】（18号）	2013.3.13		国家生态环境保护部（原环境保护部）	王嘉麟、李兴春、范巍、梁林佐、丁毅、袁波、于笑丹	有效
发明专利	含油污泥热解装置	中国	ZL201410500318.6	2016.11.16	2294154	中国石油天然气股份有限公司	刘鹏、刘光全、岳勇、孙静文、张明栋、任雯、刘晓辉	有效
发明专利	一种去除含油污泥中聚丙烯酰胺的微电解处理方法	中国	ZL201410099080.0	2015.10.07	1811103	中国石油天然气股份公司，大庆油田有限责任公司，大庆油田工程	冯英明、夏福军、王庆吉、韩丽华、国胜娟	有效
行业标准	陆上石油天然气开采含油污泥资源化综合利用及污染控制技术要求	中国	SY/T7301-2016	2016.12.05		中国石油集团安全环保技术研究院、中国石油长庆油田分公司、中国石油冀东油田公司	邓皓、黄山红、刘光全、任雯、王蓉沙、李向阳、王铁刚、张明栋	有效

七、主要完成人情况

邓皓：排名第1，副总经理，教授。工作单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，完成单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司

对本项目技术创造性贡献：①项目负责人，主持关键技术攻关和成套技术开发与应用工作，负责环保型钻井液体系开发、废弃钻井液处理与回用工艺等技术路线设计、组织实施及成果标定等工作。②本人对第1、2、3项科技创新内容均作出重要贡献：研制出了环保型油基钻井液增粘剂、研发了废弃钻井液固液分离方法、研发了一体化处理装置（ZL201310056585.4、 ZL200910093856.7等）。

 

张振华排名第2，副经理，教授级高工。工作单位：中国石油集团长城钻探工程有限公司，完成单位：中国石油集团长城钻探工程有限公司

对本项目技术创造性贡献：①专题负责人，参与主持环保钻井液处理剂及钻井废弃物处理工艺及装备研制等工作；②本人对第1、2项科技创新内容均作出重要贡献：研发了环保型钻井液用包被抑制剂、开发了一种抗高温乳化剂（ZL201410337153.5）。③发表论文10篇，授权发明专利3件。

夏福军排名第3，室主任，高级工程师。工作单位：大庆油田有限责任公司，完成单位：大庆油田有限责任公司

对本项目技术创造性贡献：①专题负责人，参与主持含油污泥处理研究方案设计、组织专题实施、现场试验组织与示范工程技术支持等工作。②本人对第2、3项科技创新内容作出重要贡献：研发了含油污泥中聚丙烯酰胺的微电解处理方法（ZL201410099080.0）。③授权发明专利1件（主要贡献于创新点3）。

黄山红排名第4，处长，高级工程师。工作单位：中国石油天然气股份有限公司，完成单位：中国石油天然气股份有限公司

对本项目技术创造性贡献：①主要技术骨干，重点参与项目设计，组织开展钻井废弃物及含油固废处理与资源化技术现场验证及工程应用等工作。②本人对第2、3项科技创新内容均作出重要贡献：提出油气开发固体废物资源化处理技术路线图，研发了聚磺钻屑为原料制备免烧砌块的处理剂（ZL201610647812.4）。③授权发明专利1项，制订行业标准2项（主要贡献于创新点2和3）。

王占生排名第5，副总工程师，教授级高工。工作单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，完成单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司

对本项目技术创造性贡献：①专题负责人，参与项目顶层设计与实施策划，主持含油污泥热处理技术开发与现场验证及应用等工作。②本人对第2、3项科技创新内容均作出重要贡献：研发了落地油泥复配清洗药剂和含油污泥蒸汽喷射处理装置（ZL201310397662.2）。③发表论文10篇（主要贡献于创新点2和3），授权发明专利2项；

李兴春：排名第6，所长，教授级高工。工作单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，完成单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司

对本项目技术创造性贡献：①主要技术骨干，重点参与项目设计、组织实施、实验研究和结论分析与成果总结及政策标准规范研究等工作。②本人对第1、2项科技创新内容均作出重要贡献：提出油气开发清洁生产与污染防治技术设计思路和控制要求，制订了国家标准《石油天然气行业污染防治技术政策》。③出版著作2部（主要贡献于创新点1和2）。

许明标排名第7，教授。工作单位：长江大学。完成单位：长江大学

对本项目技术创造性贡献①主要技术骨干，重点参与环保钻井液添加剂及体系研发、现场试验及应用服务等工作。②本人对第1、2项科技创新内容均作出重要贡献：研发了非破胶可液化的清洁钻开液及配套完井液、页岩气开发钻井的油基钻井液（ZL201310103014.1、ZL201310570934.4）。③授权发明专利5项，发表论文18篇（主要贡献于创新点1）。

刘光全排名第8，书记，副教授。工作单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，完成单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司

对本项目技术创造性贡献①主要技术骨干，参与项目顶层设计，负责关键技术攻关实验研究、钻井废弃物处理现场试验验证和相关标准研究等工作。②本人对第1、2项科技创新内容均作出重要贡献：研发了钻井废液化学强化固液分离方法和聚磺钻屑为原料制备免烧砌块的处理剂（ZL200910093856.7、ZL201610647812.4）。③授权发明专利5项（主要贡献于创新点2和3），制定行业标准2项（贡献于创新点3）。

谢水祥排名第9，高级工程师。工作单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，完成单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司

对本项目技术创造性贡献①主要技术骨干，重点承担环保钻井液评价方法、环保型钻井液添加剂研制、钻井废弃物处理剂等技术研究、现场试验和应用推广技术服务等工作。②本人对第2、3项科技创新内容均作出重要贡献：研发了环保型油基钻井液增粘剂和钻井废液固液分离方法（ZL201310056585.4、ZL200910093856.7）。③授权发明专利4项（主要贡献于创新点2和3），制定行业标准1项。

吴百春排名第10，副所长，高级工程师，工作单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，完成单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司

对本项目技术创造性贡献①主要技术骨干，重点参与油气田污染防治技术开发顶层设计和组织实施工作。具体参与了钻井废弃物固液分离处理工艺流程设计、现场试验验证和成果总结分析工作，并参与含油污泥热解处理技术开发实验工作。②本人对第2、3项科技创新内容均作出重要贡献：研发了钻井废液化学强化固液分离方法和钙离子吸附剂及其制备方法（ZL200910093856.7、ZL201310319701.7）。③授权发明专利3项（主要贡献于创新点2和3）。

2. 主要完成单位贡献情况

1）中国石油集团安全环保技术研究院有限公司

作为“油气田环保钻井液与固废资源化成套技术及工业应用”项目的主持单位，负责项目总体设计、组织实施和应用推广等工作，主要承担了环保钻井液评价方法、钻井废弃物处理与回用、含油固废化学热洗及蒸汽喷射等分质处理技术等关键技术的攻关，系统开发了钻井废物随钻处理和含油污泥分质处理系统工艺及装备，并先后完成了工艺技术的现场验证和示范工程建设，及时制订了相关技术规范，为工艺技术推广应用奠定了良好基础。具体贡献主要有以下方面：首次提出了环保型钻井液添加剂分子结构特征和高分子无规聚合物的分子结构设计理念；发明了废弃钻井液固液分离方法和钻井废弃物资源化处理剂；耦合固液界面调控、粒径级配控制、电化学吸附等复合处理方法，集成水力旋流分离、压力过滤分离和振动过滤技术，开发了废弃钻井液在线一体化固液分离装置，首次实现了钻井废弃物不落地随钻处理；发明了含油污泥化学热洗、蒸汽喷射热干化等系列技术与装备，建立了含油污泥灼烧制备聚合铝、热解残渣中碳分离回收的方法、热解残渣制备采油废水吸附剂等固体废物资源化利用新方法。取得多项国际先进水平的创新性成果，获授权发明专利19件，实用新型专利21件，制订国家和行业标准规范5项，发表论文26篇，出版著作7部。

2）大庆油田有限责任公司

作为该项目的主要参加单位，参与项目总体设计和含油污泥处理技术专题研究的组织实施，先后完成了含油污泥化学热洗处理与资源化关键技术攻关和成套工艺开发，重点主持开发了含油污泥微电解处理技术研究及调质-离心含油污泥处理工艺技术，并先后9个采油厂建成了9座含油污泥处理站，完成了该工艺技术的开发与应用推广，取得良好的经济效益和社会效益。或授权发明专利1件，制订地方标准规范1项，发表论文5篇，出版著作1部。

3）中国石油集团长城钻探工程有限公司

作为该项目的主要参加单位，参与项目总体设计、专题的组织实施、技术现场试验与应用推广等工作。具体负责环保钻井液的应用推广、钻井废弃物过程减量及深度处理技术开发和工艺装备化研究，重点开发形成了废弃磺化防塌钻井液脱水减量化技术及配套设备、钻井废物处理工艺集成和装备，并开展了钻井废弃物处理技术在鄂尔多斯盆地、伊朗、厄瓜多尔、乍得、伊拉克、阿尔及利亚、古巴等油气开发区的规模化应用。支持创新点材料：授权发明专利9件，实用新型专利2件；发表论文5篇，出版著作1部。

4）长江大学

作为该项目的参加单位，参与环保型钻井液体系开发专题的立项设计和组织实施工作，完成了环保型钻井液体系开发和配套技术研究，并在中石化页岩气开发示范区、中海油渤海湾油区、新疆油田等进行了应用推广。支持创新点材料：授权发明专利5件；发表论文18篇。

八、完成人合作关系说明

项目成果由中国石油集团安全环保技术研究院有限公司牵头，联合大庆油田有限责任公司、中国石油集团长城钻探工程有限公司、长江大学等单位组成了“技术研究、装备设计制造、工程应用”一体化攻关团队，由邓皓教授主持，依托国家科技支撑计划《采油废水与油泥污染处理及资源化利用关键技术研究》（2008BAC43B03）等4项重点科技项目，开发形成了“油气田环保钻井液与固废资源化成套技术，并实现了规模化应用。

2011年起，邓皓教授作为中国石油天然气股份有限公司科技重大专项“中国石油低碳关键技术研究”副项目长，主持开展项目立项和各课题组织实施工作，李兴春和吴百春配合承担专项的组织实施工作。其中，课题七“含油污泥资源化利用技术集成”（2011E-2407）课题经理刘光全与专题经理王占生、夏福军、谢水祥等合作开展含油污泥污染性质分析、含油污泥化学清洗技术等关键技术攻关及现场应用。同年，邓皓及刘光全与中国石油集团长城钻探工程有限公司、张振华等共同承担国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”课题“复杂地质条件下深井钻井液与高温高压固井技术研究”（2011ZX05021-004），开展环保型钻井液开发和钻井废弃物处理技术研究和应用推广工作，长江大学许明标作为课题协作单位参与了此成果的开发。

为全面推进研究成果的应用与推广，2014年，中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司组织中国石油集团安全环保技术研究院有限公司等单位开展“钻井废弃物与压裂返排液无害化处理及资源化利用示范工程”项目立项与实施工作，对钻井废物处理与资源化技术成果进行现场验证和示范应用。邓皓教授作为项目负责人，组织技术负责人王占生、刘光全、谢水祥、吴百春等人共同开展了水基、油基钻井废物资源化处理技术及装备开发，先后完成了现场试验和示范应用。黄山红全面参与现场试验和示范应用工作的技术指导和把关，并主持完成了2项行业标准的制订工作。