油气钻井技术国家工程实验室由工程技术研究院牵头，联合西部钻探、大庆钻探、长城钻探、渤海钻探、川庆钻探、海洋工程、大港油田、中国石油大学（北京）、西南石油大学、中国石油大学（华东）、长江大学、西安石油大学、东北石油大学14家单位共建，是我国在钻完井领域唯一多专业联合攻关的国家级实验室。实验室2008年由国家发改委批准建设，2011年通过建设验收。现有苏义脑、沈忠厚、罗平亚、李根生、孙金声5位中国工程院院士。
在国家发改委和集团公司大力支持下，实验室围绕国内油气钻完井工程面临的瓶颈技术和生产需求，以获得原始创新成果、形成配套工艺与技术装备、培养高层次创新人才为导向，开展基础理论、前沿技术与重大钻完井装备实验研究，以及重大科技成果的转化试验攻关，建设成为国家钻完井理论和技术创新平台，有效引领和支撑我国油气钻井工程领域的技术创新和产业发展。
破解钻井难题 打通油气通道
随着勘探开发在“深、低、非、老、海”等领域的发展，高效、快速、安全钻井难度持续加大，研究开发现代钻井理论、方法和技术，突破瓶颈难题，形成高端技术和尖端装备，对推动和促进我国钻井基础理论和技术的快速发展，提高勘探发现率和油气采收率具有极其重要的意义。
油气钻井技术国家工程实验室依托各建设单位的科研攻关力量，紧盯解决国内外油气钻完井工程的重大现场急需和重大工程技术瓶颈，围绕高端装备、尖端工具、核心助剂等迫切需求，形成的高性能钻井液和高性能PDC等技术与装备，解决了高温高压与溢漏共存、井壁坍塌与漏失严重、长水平段“一趟钻”等工程难题，有力支撑了塔里木库车山前地区深层超深层千亿立方米气田、新疆吉木萨尔10亿吨级油田、准噶尔盆地南缘深层天然气和玛瑚致密油、南海神狐天然气水合物60天连续产气30万立方米，以及川渝地区高温高压高含硫天然气等的勘探开发，为保障国家能源安全做出贡献。
科技创新攻关方面，围绕国内外油气钻完井工程面临的瓶颈技术问题和生产需求，通过12年攻关研究，创新形成78项成熟技术、38项实验技术与方法，获国家级奖励13项，省部级特等奖和一等奖55项，20余项技术或产品获中国石油十大科技进展。高性能钻井液技术打破国外技术垄断，获3项国家科技进步二等奖；连续管作业成套装备完全替代进口，整体达到国际先进水平；精细控压钻井系统达到国际先进水平，获石油与化工联合会科技进步特等奖；特色固井技术在高温高压气井成功应用，获集团公司科技进步一等奖。
科研成果应用方面，围绕集团公司重点地区和海外核心区域的技术支持布局，深化和拓展靠前支持能力，着重解决现场生产瓶颈问题，助力提质增效。在塔里木应用精细控压、油基钻井液等特色技术，中秋101井刷新了区块单井完钻周期纪录，同比钻井提速48%。在川渝应用油基钻井液、固井、顶驱等关键技术，宁209井区创2019年度第三季度完钻井最佳纪录。在准噶尔应用顶驱、非平面齿PDC钻头等技术，JHW00921井创年度最快完井纪录。在海外应用的集成胺基钻井液、膨胀管等成熟技术，为集团公司海外项目主营业务优质高效发展提供可靠的工程技术保障。
科技人才培养方面，作为我国钻井高素质人才的培养基地，实验室培养了一支理论基础扎实、专业知识过硬、实践经验丰富的高素质专业技术创新团队。现有科研实验人员969人，其中中国工程院院士5名、新世纪百千万工程国家级专家2人、长江学者1人、教授级高工56人，专业涵盖钻井工程、钻井地质、化工、钻井机械等，为科研攻关、现场试验和新技术推广等提供高端人才保障。
实验室未来继续立足国家油气勘探开发工程装备技术的重大需求，围绕支撑当前和引领未来，重点攻关智能石油工程技术与装备及未来石油工程信息技术，按照“更深层、更快速、更经济、更清洁、更安全、更智能”的研发需求，向信息化、集成化和智能化方向发展，打造具有国际竞争力的井筒工程核心技术体系，紧扣油气上游勘探开发业务开展攻关研究，聚焦解决现场重大技术难题，助力“降本增效、提质提速”，推动油气钻井工程领域高质量发展，为中国石油全面建成世界一流综合性国际能源公司贡献力量。（记者 耿莉 通讯员 房平亮）
专家点评
打造一流平台 引领工程技术创新发展
中国工程院院士 苏义脑
油气钻井技术国家工程实验室成立于2008年。作为首届实验室主任和现任学术委员会主任，我亲自主持和参加了策划、申请、筹建、运行和发展的全过程。
油气钻井技术国家工程实验室以服务于我国石油工业发展的总体战略为宗旨，以为油气勘探开发提供强有力的钻井工程技术支撑为使命，以建设我国油气钻井技术国家队为定位，以开展重大的、全局性的、关键性的钻井技术为己任，以解决生产主战场上的技术难题并赶超世界先进水平为目标，在各级主管部门的指导和支持下，12年来，走出了一条不断探索和持续创新的发展之路。
油气钻井技术国家工程实验室是“强强联合”的产物。实验室集中了中国石油、中国石化、中国海油3大石油公司和国内6所石油大学的钻井科技力量，整合了中国石油钻井工程重点实验室和钻井工程技术试验基地，以中国石油钻井工程技术研究院（现名工程技术研究院）为依托单位和主体实验室，以6家油田和钻探公司作为试验基地，形成了分布于研究院所和多所大学的17个研究室，研究方向涵盖了当代油气钻井技术的多个领域。本着“需求引领，创新驱动，工艺牵头，装备先行”的发展理念，以加强基础研究、立足前沿攻关、部署储备课题、解决现场急需为工作方针，群策群力，12年来共承担国家和省部级项目463项，获国家和省部级科技奖励189项，获授权发明专利432件，形成了包括院士、专家、教授为主力的900余人的攻关团队，把科研论文写在实验室和井场上，为提升我国油气钻井技术的竞争力做出了贡献。
攻关尖端工程技术 保障国家能源安全
中国工程院院士 孙金声
国家工程实验室是战略性的国家创新基础平台，是优化我国科技体系和科技制度的重要举措，也是我国建设创新型国家的重要技术支撑。钻完井技术已经从发现油气藏、建立油气通道发展成为提高单井产量、提高采收率、降低油气综合成本的重要手段。为实现“稳油增气”国家战略目标，实现“高效低成本”“绿色低碳”勘探开发，建设世界一流石油工程技术体系，掌控影响油气安全的关键核心技术，油气钻井技术国家工程实验室围绕国内油气钻井面临的关键技术和迫切需求，开展井下控制工程、复杂深井超深井、深水钻井等关键技术研发，研制相关装备、工具、仪器、材料、技术及配套应用工艺，为提高油气单井产量和采收率奠定技术基础，为工程技术创新发展提供必要保障。
当前，全球新一轮科技革命和产业变革加速演进，既面临难得的发展机遇，又面临严峻的挑战。实验室立足自主创新，针对油气工程技术领域重大技术需求难题，研发了一批具有独立知识产权的油气钻井高新技术，特别是井下控制技术、连续管装备与作业技术、高性能钻井液技术、精细控压钻井技术等，打破了国外技术垄断，争取了新形势下油气勘探开发的主动权，为国内实现安全、优质、高效钻井提供了强有力的技术支撑。
目前，全球油气勘探开发领域由浅层向深层/特深层，由滩浅海向深水，由常规油气向非常规油气，由中高渗整装向低渗透低品位，由传统化石能源向特殊地下资源（干热岩、水合物等）进一步拓展，面临的地质条件更加复杂，给钻井工程提出更高、更新的要求。为破解相应的钻完井技术挑战，亟待解决重点攻关智能化钻完井技术与装备、高效能钻完井液材料与技术、非常规油气高效开发钻完井技术与装备等重大难题，引领工程技术创新发展，保障国家能源安全。
技术利器
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高性能钻井液技术：自主开发的抗高温水基钻井液、胺基钻井液、油基钻井液、承压堵漏等体系与技术，解决了淡水钻井液抗温240摄氏度、易水化泥页岩井壁失稳、油基钻井液抗温220摄氏度、井眼强化等难题，支撑了克深21井、莫深1井等重点井，以及海外乍得油气项目的高效开发。获国家科技进步奖2项、国家技术发明奖1项。
精细控压钻井技术与装备：创新研制的精细控压钻井技术压力控制精度0.2MPa，井口控压能力12.5MPa，整体达到国际先进水平，欠平衡控压技术达到国际领先水平，解决了塔里木高压盐水层、复杂地层窄压力窗口“溢漏共存”安全钻井的世界级难题，打破国外市场垄断。获2011年度集团公司十大科技进展。2013年获中国石油和化学工业联合会科技进步特等奖。
顶部驱动钻井装置及集成技术：较常规顶驱输出功率提升25%；可精确旋转钻柱，有效控制井眼轨迹；扭摆减阻显著降低摩阻，有效解决钻井托压难题；软扭矩可抑制粘滑卡钻，减少钻具磨损；集成下套管技术可明显提高长水平段下套管成功率。2012年获集团公司科技进步一等奖，2019年获CIPPE创新金奖。
非平面齿PDC钻头：针对砾岩、砂砾岩、致密碳酸盐岩、火山岩等难钻地层，研制形成11种尺寸22种规格的高效PDC钻头系列，机械钻速平均提高50%~200%，单只进尺平均提高50%~300%，多次刷新塔里木、大庆和西南油气田等进尺纪录或机械钻速纪录。2017年获集团公司科技进步一等奖和2018年度集团公司十大科技进展。
膨胀管技术：可广泛应用于钻完井和修井作业，形成套损井修复、尾管悬挂器、裸眼封堵等井径钻井4大技术体系。研制了11种规格20种产品，膨胀后管材性能达N80钢级，膨胀率大于23%，处于国际先进水平。裸眼封堵技术创造连续膨胀长度527米、下入深度6065米的国内纪录。获2016年度集团公司十大科技进展。
高端全可溶桥塞：研制出全球先进的7种规格、4种温度等级的系列化可溶材料和可溶桥塞产品，承压可靠、溶解性能优异，溶解速率可控，最高工作温度150摄氏度，最大工作压差70MPa，单只桥塞平均钻磨时间降低46%，达到国际先进水平。（技术支持 周泊奇）
应用亮点
连续管装备与作业技术：研制形成了3类8种连续管作业机，整机性能达到国际先进水平，可完全替代进口。在大庆、长庆等11家油气田推广应用整机100余台套、配套工具超过2300套。引领了我国连续管作业技术快速发展，推动了井下作业方式的变革，经济效益和社会效益显著。
特色固井技术：自主开发了8大类22种特色外加剂，形成高强度低弹模韧性水泥及水泥环密封完整性、高温深井及长封固段大温差、盐穴储气库等9项特色固井技术，在川渝地区页岩气、塔里木克深21井和新疆南缘高探1井等重点领域、重点工程、重大油气田发现推广应用近1000井次，引领国内固井技术快速发展与应用。
储气库工程技术：国内储气库井工程领域标准制定、技术与装备工具研发的引领者，形成的气藏型和盐穴型储气库优快建库关键技术、井筒完整性检测系列工具，负责全国已投产23座储气库运行状态的跟踪评价、15座新建储气库前期研究及复杂问题技术支持，全面支撑国内储气库建设和运行，为国家能源安全持续贡献力量。
钻井协同减振与破岩智能优化系统：2015年获享誉全球油气行业最重要的科技奖项之一“美国E&P工程技术创新奖”。形成的技术已在塔里木、大庆、沙特阿美等国内外油气田规模应用超过250井次，累计进尺超过3.7万米，平均机械钻速同比提高23.14%，累计创造直接效益近亿元、间接创效超过2.4亿元，降本增效显著。（技术支持 康岳）
团队感悟
十年如一，用执着探索点亮改造增产的指路明灯
工程院连续管攻关团队
我国连续管作业机启动攻关与世界最早的研究整整相差42年，面临着技术难度大、资源少等困难。团队研究设计图纸900多张，先后攻克机电液协同控制等技术难题，完成零部件加工、组装和调试7000多个，2007年成功研制出首台国产连续管作业机，实现了从无到有的重大突破。
团队在集团公司相关部门的帮助下，克服新技术产品认知度低、市场接受难度大等问题，“摸着石头过河”，十年执着探索，创新打造了“技术升级、示范引领、靠前支持”的产品市场推广模式，成效显著，成为川庆、长庆、玛湖、青海等油气田提质增效、增储上产的重要手段。
艰苦卓绝，靠自主创新破解世界级难题
工程院油基钻井液研发团队
团队始终坚持“理论+试验+应用”的科研发展模式，注重提升解决现场实际问题能力，自主研制的抗高温高密度油基钻井液技术，具有世界先进水平，可有效解决深层同一井段“溢、漏、塌、卡”并存的世界级难题，已在塔里木、西南油气田等国内外推广应用200多井次，经济成效显著。
8年的攻关历程，让团队清楚认识到，只有坚持“把论文写到钻台上、写在井场上、写在集团公司油气增储上产和降本增效上”、坚持“立足现场技术服务”，才能不断提高攻关能力，形成过硬的技术，才能真正满足企业高质量发展的需求。
砥砺创新，用核心技术铸就窄窗口安全钻井利器
工程院控压钻井创新团队
控压钻井可有效解决“溢漏同存”、窄窗口条件下安全钻进等世界性钻井难题，团队克服重重技术瓶颈，从零开始，立足原始创新，研制了精细控压钻井成套装备与工艺，打破了国外技术垄断，使我国成为少数掌握此项先进技术的国家之一，为我国深井、复杂井的高效勘探开发提供了一项有力的钻井技术利器。
多年的创新攻关，使我们深刻认识到，关键核心技术是要不来、买不来，更是讨不来的，只有秉持“技术立本”的发展理念，崇尚原创研发，拥有核心技术产品并始终保持世界一流，才能在市场竞争中永葆长青。
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