关于提名2018年度国家科学技术奖项目的公示

关于提名2018年度国家科学技术奖项目的公示
由中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院、中国石油化工股份有限公司西北油田分公司、中国石油大学（北京）完成的“超深水平井随钻储层探测与轨迹控制技术”项目拟由北京市提名2018年国家技术发明奖。

根据《国家科学技术奖励工作办公室关于2018年度国家科学技术奖提名工作的通知》要求，现将该项目进行公示，公示期2017年12月21日至2017年12月27日。

任何单位、个人如对公示项目有异议，可在公示期内以书面形式向科技管理部提出，并提供必要的证明文件。

异议应当签署真实姓名或加盖单位公章，并注明联系方式。

逾期或匿名异议不予受理。

联系人：邓大伟
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2018年国家技术发明奖提名项目
公示内容
一、项目名称
超深水平井随钻储层探测与轨迹控制技术
二、提名单位意见
我国超深层油气资源占油气资源总量的1/3以上，是油气勘探开发的重点领域。

超深层具有高温、高压、非均质强等特点，采用直井开发综合成本高、效率低，迫切需要利用超深水平井增大有效泄油面积，大幅提高单井产量，实现高效开发。

该项目创建了以提高储层钻遇率的近钻头地层成像探测技术、确保精准中靶的井眼轨迹随钻测量及控制技术、降低钻柱摩阻的高温高密度水基钻井液技术的超深水平井随钻储层探测与轨迹控制技术，解决了超深水平井钻井面临优质储层钻遇率低、轨迹控制难、水平段摩阻大等世界级难题，实现了水平井钻井更聪明、更精准、更高效，使我国超深水平井钻井技术走在了世界前列。

项目技术原创性显著，获授权发明专利36项，出版专著2部，发表论文80余篇。

项目成果在四川元坝和新疆塔河、顺北等油气田进行了工业化应用，取得了显著的经济和社会效益，强力支撑了超深层油气资源高效开发；创造了多项超深水平井世界工程纪录，显著提高了我国石油工程技术的核心竞争力。

专家鉴定，该成果达到国际领先水平。

该项目于2015年获北京市科学技术奖一等奖，对照国家技术发明奖授奖条件，提名该项目申报2018年国家技术发明奖二等奖。

三、项目简介
我国超深层（＞6000m）油气资源约占油气资源总量38%，是油气勘探开发的重点领域。

超深层具有高温 (＞150℃)、高压（＞100MPa）、非均质强等特性，采用直井开发综合成本高、效率低，迫切需要利用超深水平井增大储层有效泄油面积，提高单井产量。

超深水平井钻井面临优质储层钻遇率低、轨迹控制难、钻柱摩阻大等世界级难题。

通过10余年攻关，突破了储层探测、轨迹测控和低摩阻钻井液等技
术瓶颈，构建了超深水平井随钻储层探测与轨迹控制技术，实现了水平井钻井更聪明、更精准、更高效，使我国超深水平井钻井技术走在了世界前列，显著提升了超深层钻井领域核心竞争力。

主要发明点包括：
（1）发明了提高优质储层钻遇率的近钻头地层成像探测技术。

为了提高储层随钻刻画精度，确保井眼轨迹在优质储层中穿行，发明了三维精细描述地层的近钻头伽马成像探测仪，开发了井下高分辨率高速地层扫描及大数据压缩处理技术；发明了跨动力钻具数据无线短传技术，实现了钻头周边地层属性实时成像识别；提出了基于地层成像的油气藏靶区优化方法，形成了追踪优质储层的井眼轨道实时修正技术。

探测点距钻头由10m缩短到＜1m，地层刻画精度由5m提高到，优质储层钻遇率＞94%。

（2）发明了确保精准中靶的井眼轨迹随钻测量及控制技术。

为了突破空气、泡沫等钻井液的随钻测量技术瓶颈，发明了深传输电磁波随钻测量系统，首创了井下电磁信号收发一体的多级中继技术，创建了电磁波与泥浆脉冲双信道智能控制平台；为了提高井眼轨迹控制精度，发明了近钻头井斜测量技术，提出了水平井精准着陆、“蛇形”穿行、一井多靶等井眼轨迹控制方法。

测深＞7000m，轨迹垂深误差＜1m、中靶率100%。

（3）发明了提升水平井延伸能力的低摩阻高温高密度水基钻井液技术。

为了降低水平井钻柱摩阻，提高钻压传递与水平井延伸能力，发明了低摩阻高温高密度钻井液体系，开发了自适应极压元素润滑剂、三维拓扑结构颗粒溶剂化表面改性剂、低粘度效应降失水剂、强吸附分散剂等关键助剂，破解了钻井液体系稳定性与流变性难以调和的世界性难题。

体系耐温240℃，重晶石加重密度cm3，突破了国际上理论极限值cm3；钻井摩阻降低50%，大幅提高了水平井延伸能力。

成果在四川元坝、新疆顺北等油气田应用116口井,刷新了垂深7752m、井深8433m 等2项超深水平井世界纪录。

近三年新增产值亿元、利润亿元，节支亿元。

授权发明专利36项（其中国外6项、中国优秀专利奖2项），出版中英文专著各1部，发表论文80余篇。

专家鉴定成果达到国际领先水平，并评为2015-2016年度中国石油石化科技创新十大进展。

罗平亚和美国Robello Samuel等院士认为，成果大力推动了水平井技术发展。

四、客观评价
1.验收/鉴定评价
2011年5月31日，国家科技部组织的“海相碳酸盐岩油气井井筒关键技术研究”课题验收会上，由孙枢、李廷栋、戴金星、康玉柱等院士组成的验收专家组认为：“成果为南方海相增储上产、川气东送工程实施及塔河油田产能建设等发挥了工程技术保障作用，有力推动了海相油气资源的勘探开发进程。

显著降低了工程风险和作业成本，提升了工程技术水平和解决复杂技术难题的能力，并具有广阔的推广应用前景。

”(见附件5-1，验收意见)
2017年10月15日，中国石化组织的“超深水平井随钻储层探测与轨迹控制技术”技术成果鉴定会上，专家鉴定委员认为：突破了重晶石加重密度cm3的世界极限。

创造了垂深最深(顺北评1H井，、井深最深(顺北评2H井，8433m)等2项超深水平井世界工程纪录。

开创了用超深水平井开发海相超深层油气的世界先河。

成果总体达到国际领先水平。

”(见附件5-2，鉴定证书)
2. 国内外学术评价
(1)深井水平井井眼轨迹设计模型得到美国Halliburton公司Robello Samuel院士的高度评价：“新的井眼轨迹控制模型能得到更顺畅、光滑的井眼轨迹。

因此，新模型对于降低钻柱扭矩、拉力及摩阻具有广阔的应用前景。

”(被引用的文献：SPE Journal,2015(3):1–10)
(2)高密度钻井液体系与材料合成理论及胶体性能在国际学术界得到肯定：
美国加州大学Philip P. Power教授在《美国化学会志》(影响因子中，充分肯定了阴离子N-杂环卡宾研究成果，认为它是胶体结构变化的关键。

(被引用的文献：Philip P. Power. J. Am. Chem. Soc., 2014,136 (2):634–637)
法国Picardie Jules Verne大学的Serigne Massamba Seck教授在Elsevier 汇刊中给予肯定评价：“在纳米结构材料的合成和表征进行了有益探索性研究，对后续新型结构材料和新材料的研究均十分重要。

”(被引用的文献：. Chem., 2015, 738:154–161)
美国新墨西哥州立大学James W. Herndon指出：“这些富有前景的结果将促进这类重要化合物大规模合成。

”（被引用的文献：Annual survey covering the year Chemistry Reviews,2014,272: 48–144）
德国海德尔大学Hiyam Salem教授认为：“在合成的胶体分散体系发现了向列相和层状相现象，对胶体分散体系的研究十分重要。

”（被引用的文献：Organometallics, 2013, 32 (1):29–46）
巴西São Paulo大学Henrique K. Chavesa教授特别强调本理论成果实现了钻井液胶体体系的稳定性，通过静电和增稠稳定体系。

(被引用的文献：Journal of Molecular Catalysis A:,385:46–53)
伊朗当代技术大学Hadi Beitollahi教授认为：“刚环结构物质合成对新材料的合成具有指导作用。

”（被引用的文献：Electroanalysis, 2015, 27(7):1742–1749）
3. 国内院士评价
中国工程院罗平亚院士在《油气井井筒强化关键技术及工业化应用》专著中评价：本成果具有较高的理论水平和实际应用价值，为我国此类难题的解决提供了理论指导和成功借鉴，必将促进我们石油工程技术进步。

(见附件5-4) 中国工程院罗平亚院士在《石油工程技术新进展》专著中评价：形成的超深水平井钻井配套技术规模开发了元坝超深、低渗透、高酸性气田，开创了超深水平井规模开发的超深层油气的世界先例。

官深1井采用超高密度钻井液技术后第一次实现了超高压地层成功建井。

促进了学科建设，推动了低渗高压气藏高效钻井技术的发展，在超高压气藏勘探方面，为国内外同行树立了成功的范例，值得借鉴与推广。

(见附件5-5)
中国科学院高德利院士在《石油工程新技术青年论坛论文集》中评价：钻成世界垂深最深超深水平井，技术指标处于国际领先水平。

在超深井钻井技术方面做出重要贡献，使我国超深井钻井技术跨入世界先进行列。

(见附件5-6)
4. 行业评价
中国石化西南油气分公司：解决了水平井直井段提速、斜井段中靶、长水平段受控问题，每口井顺利钻达地质目的。

解决了超深水平井“蛇行”穿过多个优质储层的难题，实现了油气成果最大化目标。

(见附件3-1，应用证明)
中国石化西北油田分公司：提高了优质储层识别精度、中靶率、优质储层钻遇率、钻井速度等，减少了井下复杂事件，创造了超深水平井应用垂深最深(顺北评1H 井，和井深最深(顺北评2H井，8433m)两项世界工程新纪录。

实现了节约钻井工程投资及增储上产目标。

(见附件3-2，应用证明)
石油工程世界新纪录：创造出重晶石加重钻井液密度cm3、施工密度cm3（官深1井）的世界新纪录。

创造了超深水平井应用垂深最深(顺北评1H井，和井深最深(顺北评2H井，8433m)两项世界工程新纪录。

(见附件5-3，查新报告)
5. 获奖情况
(1)《海相碳酸盐岩深层油气井井筒关键技术与工业化应用》获北京市2015年度科学技进步一等奖。

(见附件5-7)
(2)《超深水平井钻完井技术》被评为2015-2016年度中国石油石化行业十大科技进展。

(见附件5-8)
(3)《一种钻井液用耐温抗盐降滤失剂及其制备方法》、《一种超高密度钻井液用分散剂、制备方法及应用》分别被评为2015年及2017年中国专利优秀奖（见附件5-9，附件5-10）
五、推广应用情况
发明的成果由中国石化西北油田分公司、中国石化西南油气分公司、中国石化石油工程技术研究院等单位进行了工业化应用，在四川元坝、新疆顺北等油气田推广应用116口井。

近三年应用了48口井，中靶率100%，钻井周期缩短30%以上，有效储层钻遇率达到94%以上，投产测试均获高产，实现了油气成果最大化目标，支撑了元坝“三高”气田34亿方产能建设及顺北油气田、塔河油田增储上产。

主要应用单位情况
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六、主要知识产权证明目录
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七、主要完成人情况
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八、完成人合作关系说明
本成果的完成人曾义金(1)、刘修善(2)、林永学(3)、胡广杰(4)、黄中伟(5)、张卫(6)主要在以下几个方面进行了具体合作：
(1)共同立项
《超深水平井随钻储层探测与轨迹控制技术》由国家科技重大专项课题《海相碳酸盐岩油气井井筒关键技术研究》（编号2008ZX05005-006，研究周期）、国家科技重大专项课题《海相碳酸盐岩油气井井筒关键技术(二期)》（编号2011ZX05005-006，研究周期）、国家863计划课题《超深井钻井技术》（编号2006AA06A109，研究周期：）、中国石化十条龙项目《元坝超深水平井钻完井配套技术研究》（编号P11054，研究周期：）等10余项目成果凝练而成，6位完成人为该10余项目的主要完成人。

①曾义金是课题长，全面负责课题研究方案与内容设计及超深井、超深水平井安全高效钻井技术研究；②刘修善为超深水平井井眼轨迹设计及井眼轨迹控制技术研究内容负责人；③林永学为高密度低摩阻钻井液等研究内容负责人；④胡广杰为超深水平井方案设计及应用研究内容负责人；⑤黄中伟为高效破岩及井眼轨迹控制理论方法研究内容负责人；⑥张卫为储层随钻探测技术研究内容负责人。

(2)共同知识产权
曾义金、张卫分别为发明专利《Data Transmission System and Method for Transmission of Downhole Measurement-While-Drilling Data to Ground》的第一、第二发明人。

(3)专著合著
曾义金、林永学合著了《油气井井筒强化关键技术及工业化应用》。

(4)共同获奖
①2015年度，曾义金、刘修善、林永学共同完成的《海相碳酸盐岩深层油气井井筒关键技术与工业化应用》获得了北京市科学技术一等奖。

②2017年度，曾义金、刘修善、林永学共同完成的《超深水平井钻完井技术》获得了中国石油学会“2015-2016年度中国石油石化科技创新十大进展”。