[01239700]环境友好型钻井液与废弃钻井液无害化处理及资源化利用新技术

为缓减我国对外石油依存度,每年我国国内钻井井数近5万口、进尺近7000万米,而钻井液是保证钻井成功的“血液”。为此,每年往全国各地自然界排放巨量（估计达1000×104m3以上）、含有毒性物质的废弃钻井液,对环境、生态系统和人类身体健康造成巨大破坏,而目前治理该破坏的技术很不成熟,治理不彻底、存在二次环境污染、代价高等,同时还严重制约我国石油行业进军国际市场。为此,在国家项目的持续支持下,经过十余年的攻关,研发了钻井液污染物源头控制、过程控制、末端治理与资源化利用的全新技术系列,实现了我国石油工业与环境保护的协调发展。经专家鉴定认为“整体达到了国际先进水平,个别技术达到了国际领先水平”,同时,我国油气井工程学科仅有的3位院士一致认为,该项目实现了多项突破和创新。主要发明点与经济指标如下： 1、首次揭示了钻井废弃液对自然环境和生态系统的破坏机制,提出了“钻井液添加剂分子结构中功能性官能团与毒性相关性”理论,发现了无毒、可自然降解、易获取、适合钻井液添加剂的官能团种类。据此,建立了钻井液对环境污染评价新方法和“绿色”钻井液评价新指标,发明了4种“绿色”钻井液添加剂,研发了两套“绿色”钻井液新体系,首次实现了环保与成本的有机统一,创建了“绿色”钻井液源头控制新技术,将我国原有水基和油基钻井液环保性指标平均提高40％,成本仅为国外技术的50％。 2、发明了随钻（含油）废弃物“一体化”处理装置,首次发现了双疏岩石表面（即：疏水疏油表面）更有利于含油岩屑高效除油及除油后岩屑固化的现象。据此,提出了实现双疏岩屑表面的方法,发明了含油岩屑高效除油剂和固化剂,建立了随钻（含油）废弃物过程控制与无害化处理新技术,替代了国际上普遍采用昂贵的、仍存在二次污染的“岩屑回注”法和“填埋”法,首次实现了钻井过程中废弃钻井液不落地和随钻（含油）废弃物“达标”排放,总体成本仅为国外技术的25％。 3、揭示了常用钻井液体系稳定性破坏机理,提出了“胶体化学+界面化学+强化分离”多协同作用理论,据此,发明了新型固液分离添加剂和收油剂,建立了废弃钻井液“固液分离、收油、固化、燃料制造”等末端治理与综合利用新技术,实现了废弃油基钻井液油回收率≥90%、废弃钻井液回收利用率≥80%的目标,高于国外先进技术30％、综合成本低于国外技术60％,建立资源化利用示范工程。 从而,建立了“绿色”钻井、污染物“达标”排放和“变废为宝”的目标。 该成果在胜利、冀东、大港、辽河、四川等油田进行了推广应用3682井次,创直接经济效益137749.19万元,上交税收43808.57万元,节约费用3352.12万元;已授权发明专利6项、授权实用新型专利6项、授权软件著作权2项;通过实审发明专利8项、实审实用新型专利10项;出版专著6部;发表论文147篇,被SCI、EI收录50篇,他引120次;培养硕士、博士生65人,技术骨干402人。