國產(chǎn)鉆井“血液”挑戰(zhàn)萬米深層
——中國工程院院士,、中國石油大學(xué)（華東）孫金聲團隊研發(fā)國產(chǎn)鉆井液技術(shù)體系側(cè)記
◎??王大勇 黃賢斌 孟旭 于夢飛
今年3月，我國首口萬米深地科探井“深地塔科1井”正式突破萬米大關(guān),，這標志著我國在深地領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破,。在此過程中,，中國工程院院士、中國石油大學(xué)（華東）孫金聲教授團隊研發(fā)的適應(yīng)超高溫,、超高壓地層的國產(chǎn)鉆井液體系,，成為攻克萬米深層鉆井難題的關(guān)鍵利器。
鉆井液俗稱泥漿,，被喻為鉆井工程的“血液”,，具有攜帶鉆屑、冷卻鉆頭,、保持井壁穩(wěn)定,、控制地層壓力以及保護油氣層等關(guān)鍵功能，其性能和技術(shù)水平直接影響著鉆井工程的效率,、安全以及成本,。
30多年來，孫金聲領(lǐng)銜的科研團隊,，致力于國產(chǎn)鉆井液與儲層保護技術(shù)研究,，首次提出水基鉆井液化學(xué)成膜理論，發(fā)明了化學(xué)成膜水基鉆井液和抗高溫化學(xué)成膜劑,、高溫穩(wěn)定劑及潤滑劑等關(guān)鍵材料,，實現(xiàn)鉆井液核心材料的自主可控，打破了抗高溫鉆井液核心材料國外壟斷的局面,，成為我國水基鉆井液成膜理論的主要創(chuàng)立者和抗超高溫鉆井液技術(shù)的主要開拓者之一,。
孫金聲院士團隊在實驗室工作
義不容辭擔重任
我國深層超深層蘊藏39%的剩余石油資源和57%的剩余天然氣資源，是我國油氣重大戰(zhàn)略接替領(lǐng)域，也是未來油氣發(fā)展的必由之路,。2023年5月30日,，我國首口萬米科學(xué)探索井——中國石油塔里木油田“深地塔科1井”在號稱“死亡之海”的新疆塔克拉瑪干沙漠腹地開鉆,，設(shè)計鉆探深度達11100米,，鉆井周期為457天。
上天難,，入地更難,，深地塔科1井的鉆頭自上而下要穿透13個地層，需要攻克超高溫,、超高壓,、地層不穩(wěn)定等幾十道難題，包括7項世界第一的難度指標,。鉆至萬米后,，地層溫度超過200攝氏度，地層壓力超過130兆帕,。每深入地下一米,，鉆探難度都會成倍增加，對鉆井液的要求也在成倍增加,。
任務(wù)難不難,？難！任務(wù)接不接,？接,！由孫金聲領(lǐng)銜的萬米深井超高溫水基鉆井液團隊義不容辭地接下了國產(chǎn)鉆井液挑戰(zhàn)萬米深層的重任。
執(zhí)著攻堅破難關(guān)
在孫金聲帶領(lǐng)下,，中國石油大學(xué)（華東）聯(lián)合中國石油工程技術(shù)研究院,，迅速成立了56人的多學(xué)科融合校企聯(lián)合研發(fā)團隊，依托深層油氣全國重點實驗室,、油氣鉆完井技術(shù)國家工程研究中心,、中國-沙特石油能源“一帶一路”聯(lián)合實驗室、“超深特深層油氣鉆采流動調(diào)控”國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)科學(xué)中心等國家級科研平臺,，深入開展鉆井液抗超高溫高鹽機理研究,、材料研發(fā)和體系構(gòu)建。
面對前所未有的壓力和挑戰(zhàn),，團隊中沒有一個人打過退堂鼓,。團隊通力配合，實行多線作戰(zhàn),，成員輪班值守,，最大限度提升研發(fā)效率,，加快研發(fā)進度。
高溫超高溫條件下鉆井液材料易發(fā)生降解,、交聯(lián)或構(gòu)象轉(zhuǎn)變,，從而導(dǎo)致鉆井液性能惡化甚至失效。針對這一問題,，孫金聲團隊深入研究鉆井液抗超高溫機理,，歷時6個多月自主研發(fā)，開展了8000余組實驗,，實時跟蹤現(xiàn)場進展，成功構(gòu)建了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的抗溫達220攝氏度的萬米深地鉆井液技術(shù)體系,，攻克了鉆井液抗高溫能力不夠,、流變性參數(shù)變化大、各項性能指標難以兼顧等瓶頸,，解決了鉆井液高溫易失效的“卡脖子”技術(shù)難題,，成功牽住了解決超深特深層油氣安全高效鉆井問題的“牛鼻子”。
“在孫院士的指導(dǎo)及關(guān)懷下,，整個團隊猶如一臺高速運轉(zhuǎn)的發(fā)動機,，竭盡全力攻關(guān)抗超高溫鉆井液新材料?！睂O金聲團隊的王金堂副教授這樣說,。“在萬米深井開鉆前的幾個月,，參與研發(fā)的成員主動犧牲休息時間,，經(jīng)常為了及時完成實驗而廢寢忘食。當時支撐我們的唯一信念,，就是將團隊研發(fā)的產(chǎn)品成功應(yīng)用于萬米深井的鉆探,。”
提供智慧和方案
經(jīng)過現(xiàn)場驗證,，團隊所研發(fā)的鉆井液適配性良好,，體系抗溫強，流變與濾失可控,，潤滑優(yōu)良,，整體性能穩(wěn)定。
中國石油塔里木油田勘探事業(yè)部井筒技術(shù)部劉鋒報表示,，“孫院士團隊經(jīng)過不懈努力,，不僅形成了抗220攝氏度超高溫的水基鉆井液體系，同時配套了長裸眼井筒強化,、井下高強度堵漏以及抗酸性氣體污染等技術(shù),，為深地塔科1井打成,、打快、打好提供了最堅實的保障,，同時也為我國深地油氣資源的勘探開發(fā),、‘卡脖子’技術(shù)的解決提供了智慧和方案?！?/p>
孫金聲表示,，將繼續(xù)聚焦我國油氣開發(fā)的重大基礎(chǔ)科學(xué)問題和“卡脖子”難題，更加注重科研成果產(chǎn)出,、科技成果轉(zhuǎn)化,、后備科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)，為實現(xiàn)科技自立自強,、保障國家能源安全注入科技力量,。
評論
已有條評論