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2011年5月，中國(guó)石油集團(tuán)召開(kāi)全國(guó)第五次泥漿工作會(huì)議，距離上一次會(huì)議時(shí)隔近二十年。作為油氣開(kāi)發(fā)的領(lǐng)航者，如何看待中國(guó)的泥漿發(fā)展現(xiàn)狀？對(duì)中國(guó)泥漿未來(lái)的發(fā)展又有哪些建議？帶著這些問(wèn)題，記者專(zhuān)訪了著名油氣開(kāi)發(fā)專(zhuān)家、中國(guó)工程院院士、西南石油大學(xué)教授羅平亞先生。

我國(guó)泥漿的發(fā)展過(guò)程

《石油與裝備》：自從您1973年參加“女基井”泥漿技術(shù)攻關(guān)，便開(kāi)始了油田應(yīng)用化學(xué)工程這項(xiàng)事業(yè)，請(qǐng)簡(jiǎn)單介紹一下它的發(fā)展過(guò)程。

羅院士：泥漿是鉆井的一個(gè)部分，鉆井工程本身就包括泥漿工程在內(nèi)，它是為鉆井技術(shù)服務(wù)的。泥漿隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，也是根據(jù)鉆井的要求而發(fā)展。鉆井技術(shù)不斷發(fā)展，包括速度快、穩(wěn)定、質(zhì)量高、不出事故等，因此對(duì)泥漿的要求也在不斷地增加和變化。隨著鉆井技術(shù)的每一次進(jìn)步，必然帶來(lái)泥漿技術(shù)的進(jìn)步；泥漿技術(shù)的進(jìn)步，反過(guò)來(lái)又保證鉆井技術(shù)的發(fā)展。這是對(duì)泥漿的基本認(rèn)識(shí)，要弄明白這個(gè)關(guān)系。

水基泥漿發(fā)展最早，工程界把它的發(fā)展分為五個(gè)階段：

自然泥漿。最初是清水，在循環(huán)過(guò)程中，泥土?xí)爝M(jìn)來(lái)，循環(huán)幾次后就成了真正意義上的“泥漿”。后來(lái)科學(xué)化后，鉆井工作中需要的一種流體叫鉆井液，俗名稱(chēng)泥漿。

細(xì)分散泥漿。為了達(dá)到泥漿的性能要求，土需要磨得很細(xì)，為了能夠保證其穩(wěn)定性，需要添加一定的化學(xué)穩(wěn)定劑，即分散劑，這種泥漿就叫細(xì)分散泥漿。我國(guó)上世紀(jì)50年代從玉門(mén)油田開(kāi)始就是細(xì)分散泥漿，那時(shí)主要添加的是黃土、燒堿、褐煤、單寧酸。

上世紀(jì)60年代，粗分散泥漿開(kāi)始發(fā)展。鉆井過(guò)程中會(huì)遇到地層中的鹽和石膏，這些物質(zhì)進(jìn)入泥漿后，由于鹽的電解質(zhì)的存在必然使粘土的分散度下降，性能隨之變差。起初遇到這種情況就想辦法把損害去掉，但始終無(wú)法避免。后來(lái)逐漸發(fā)現(xiàn)不是一定要去掉，就利用它來(lái)維持我們所需要的泥漿性能，這就是粗分散泥漿。

不分散泥漿。隨著鉆井的進(jìn)行，泥漿中混進(jìn)來(lái)的粘土逐漸增多，而且也被泥漿中的處理劑分散后，泥漿密度、粘度、切力等急劇上升，而使其性能很快變差，這種從鉆屑中混入的粘土應(yīng)當(dāng)及時(shí)除去，但由于泥漿中分散劑的作用，也被高度分散，而使現(xiàn)有的分離清除設(shè)備與方法都不能很好的發(fā)揮作用。只有讓巖屑不被分散而保留較大的尺寸，才能使現(xiàn)有固相分離清除設(shè)備與方法很好發(fā)揮作用，為了及時(shí)清除鉆屑、維持泥漿體系和性能的穩(wěn)定，就有了不分散泥漿。原理即為首先保證進(jìn)來(lái)的土不分散，如果分散開(kāi)后加絮凝劑，又讓它合并起來(lái)再除掉。

無(wú)固相泥漿，即為無(wú)粘土相泥漿。它目前還不能成為一代泥漿，因?yàn)樵阢@井過(guò)程中肯定要遇到土，若把所有的土都除掉作為目標(biāo)，無(wú)論從性能、功能、成本和技術(shù)難度上都沒(méi)有必要。我們目的是解決問(wèn)題，而不是為一個(gè)概念。

回顧我們泥漿技術(shù)的發(fā)展，幾個(gè)大的飛躍是隨著鉆井技術(shù)的飛躍而出現(xiàn)的。上世紀(jì)70年代為配合我國(guó)第一口超深井鉆井攻關(guān)的需要，研發(fā)出深井高溫水基泥漿，當(dāng)時(shí)叫三磺泥漿、磺化泥漿，后來(lái)與聚合物泥漿相結(jié)合形成了聚磺泥漿，成為我國(guó)泥漿技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。我們國(guó)家（包括海外）一直到現(xiàn)在深井和超深井90%還是用的這個(gè)泥漿技術(shù)。

文革后，國(guó)家發(fā)展高壓噴射鉆井，不分散泥漿隨之開(kāi)始發(fā)展。除了向國(guó)外學(xué)習(xí)，我們自己建立了兩性離子聚合物泥漿。一般泥漿處理劑都是陰離子的，后來(lái)出現(xiàn)了陽(yáng)離子的，但仍以陰離子為主。我們根據(jù)其作用機(jī)理，總結(jié)規(guī)納了它們的優(yōu)勢(shì)與缺陷，提出兩性離子泥漿，原理上它能夠解決原來(lái)諸多解決不了的問(wèn)題。這套泥漿雖沒(méi)有更大規(guī)模發(fā)展，但它的思路理念是正確的，包括現(xiàn)在國(guó)外出現(xiàn)的氨基泥漿就是根據(jù)該原理發(fā)展而成。

隨著油層保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)泥漿技術(shù)有了新的要求，便提出了保護(hù)油層的鉆井液和完井液的概念，這方面主要形成了屏蔽式暫堵技術(shù)，它標(biāo)志著我們泥漿技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的階段。之前所述的這些發(fā)展在上世紀(jì)90年代初就已經(jīng)基本完成了，此后我國(guó)泥漿技術(shù)主要是在原有基礎(chǔ)上改進(jìn)、提高和完善。這就是泥漿發(fā)展簡(jiǎn)要的過(guò)程。

深井復(fù)雜

井泥漿的一次大考

《石油與裝備》：您指出我國(guó)泥漿技術(shù)的發(fā)展已跟不上鉆井的要求，主要表現(xiàn)有哪些？是什么因造成了現(xiàn)在的差距？

羅院士：二十年前國(guó)內(nèi)國(guó)外都對(duì)油基泥漿普遍存在著這樣的觀念：貴，因?yàn)橛捅人某杀疽?；不安全，?dāng)時(shí)的操作環(huán)境惡劣，作業(yè)時(shí)鉆臺(tái)上會(huì)噴的到處都是油；使用油基泥漿比水基泥漿鉆速要低；另外使用油基泥漿環(huán)保壓力大。

現(xiàn)在反觀油基泥漿的缺陷，國(guó)外通過(guò)技術(shù)進(jìn)步和先進(jìn)管理，問(wèn)題已經(jīng)解決：例如成本問(wèn)題，現(xiàn)在實(shí)行工廠化操作，一片產(chǎn)區(qū)都使用油基泥漿，建立回收廠后，通過(guò)一套回收技術(shù)將油基泥漿回收，就可以反復(fù)使用，成本即可大幅下降；安全問(wèn)題，現(xiàn)在是閉環(huán)操作，已經(jīng)不是滿鉆臺(tái)泥漿的時(shí)代了；關(guān)注的鉆速問(wèn)題，現(xiàn)在對(duì)于鉆速的理念已經(jīng)不同，國(guó)外使用油基泥漿的鉆速比我們的水基泥漿快幾倍。

然而，若干年來(lái)基于以上這幾點(diǎn)，我們一直沒(méi)有發(fā)展油基泥漿，致使到現(xiàn)在仍然習(xí)慣用水基泥漿。二十多年走過(guò)來(lái)，說(shuō)明沒(méi)有油基泥漿也可以，因?yàn)閱?wèn)題都解決了。但從最近十年來(lái)看問(wèn)題就比較嚴(yán)重，因?yàn)槲覈?guó)深井復(fù)雜井?dāng)?shù)量的增加。

我國(guó)石油工業(yè)的發(fā)展和國(guó)外有很大不同，我國(guó)先前的開(kāi)采范圍都在國(guó)土范圍以?xún)?nèi)；而國(guó)外石油工業(yè)的發(fā)展，特別是幾個(gè)掌握科技前沿的國(guó)外大型石油公司，他們的業(yè)務(wù)主要不在本國(guó)，而在國(guó)外。國(guó)外企業(yè)把追求利益最大化作為目標(biāo)，這個(gè)地區(qū)打井的難度大，他們就會(huì)去繼續(xù)尋找相對(duì)好打的地區(qū)，就全世界來(lái)看，好打的地方就很多了。如果某個(gè)地方好打卻遇到阻力，有時(shí)就會(huì)運(yùn)用用政治、外交、軍事的手段去解決。我們不能這樣做的，要繼續(xù)發(fā)展，戰(zhàn)略接替區(qū)就在深部、復(fù)雜地區(qū)和地層。這對(duì)鉆井的要求就更高，進(jìn)而水基泥漿原來(lái)勉強(qiáng)能解決的問(wèn)題和它本身的缺陷，就暴露出來(lái)。所以近十年來(lái)這個(gè)問(wèn)題表現(xiàn)得很突出，可我們還在用水基泥漿“死撐”。

問(wèn)題表現(xiàn)在幾個(gè)方面：一是井壁塌、井壁不穩(wěn)定。泥漿對(duì)地層中的巖石的水化作用，使得巖石的強(qiáng)度降低，井越深這種情況越嚴(yán)重、越復(fù)雜，但如果使用油基泥漿就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題；第二個(gè)表現(xiàn)是漏。堵漏已經(jīng)發(fā)展成相當(dāng)大的一個(gè)領(lǐng)域，它的難度是因?yàn)槲覀兛床灰?jiàn)、摸不著，井眼又很小，堵漏的材料還必須能夠沿井筒送下去，井淺時(shí)相對(duì)來(lái)講比較簡(jiǎn)單，遇到深井這個(gè)問(wèn)題就很復(fù)雜；還有高壓氣層噴的問(wèn)題很難處理，如遇到高壓、含硫化氫，情況就愈發(fā)危險(xiǎn)。

在深部情況下，井越深裸眼就越長(zhǎng)，相對(duì)鉆穿的地層層位就多、而且不同。其實(shí)最難的還不是這三點(diǎn)本身，而是這三種情況一起出現(xiàn)，即窄安全密度窗口。深部的漏失，本身解決起來(lái)就比較難，國(guó)內(nèi)國(guó)外至今都還沒(méi)有很成熟的技術(shù)，它再和噴的問(wèn)題一起出現(xiàn)，那么泥漿中的密度只稍微波動(dòng)，要么噴、要么漏，很難解決。這樣的安全密度窗口雖然窄，至少還為正，如果安全密度窗口為零，即噴和漏是一個(gè)壓力，怎么辦？如果安全密度窗口是負(fù)，即漏失壓力比地層壓力低，解決起來(lái)就復(fù)雜的多了。因此在地層深部噴、漏、塌同時(shí)出現(xiàn)的窄安全密度窗口，是當(dāng)前遇到的最為困難的問(wèn)題。

可以這樣認(rèn)為，深井高溫、高壓和復(fù)雜地層帶來(lái)的問(wèn)題主要是泥漿問(wèn)題并主要靠泥漿幫助解決。如果泥漿問(wèn)題解決了，鉆井裝備和工具可以更好的發(fā)揮作用，或者可以幫助鉆井裝備和工具更好的發(fā)揮作用；如果泥漿問(wèn)題不解決，鉆井裝備和工具的作用難以發(fā)揮出來(lái)。

要說(shuō)差距，究其原因，我國(guó)的泥漿技術(shù)是從國(guó)外學(xué)來(lái)的。我們的優(yōu)點(diǎn)就是跟蹤能力特別強(qiáng)，國(guó)外的新技術(shù)、新裝備，我們引進(jìn)、消化、吸收、再發(fā)展的能力沒(méi)問(wèn)題。但從另外一個(gè)角度看，也存在著很大的隱患：真正重大的理論和技術(shù)問(wèn)題，要靠原始創(chuàng)新，而我們這個(gè)能力不足，所以始終與國(guó)外保持著幾年的差距。因?yàn)檫@些都不是我們的原創(chuàng)，所以始終跟在國(guó)外后面走，至今這個(gè)局面仍沒(méi)有根本改善。

原始創(chuàng)新

油基泥漿發(fā)展的前提

《石油與裝備》：請(qǐng)您談?wù)剬?duì)這次泥漿會(huì)議的感想。

羅院士：泥漿現(xiàn)在到了非突破不可的時(shí)期。噴、漏、塌、卡，所有這些都不是新問(wèn)題，而是老問(wèn)題，但我們一直沒(méi)能很好地解決，這就意味著利用傳統(tǒng)的理念、方法，是解決不了現(xiàn)在的問(wèn)題的，而且國(guó)外又沒(méi)有可借鑒的成果，所以我們必須自己通過(guò)科研去解決。

對(duì)于泥漿，我們很多時(shí)候談的都是配方，一個(gè)體系配方，加多少、怎么加，然后用現(xiàn)在的方法做配方評(píng)價(jià)。當(dāng)然這么做是對(duì)的，但是它解決不了現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

在泥漿工作會(huì)上我提出：一定要跳出泥漿來(lái)認(rèn)識(shí)和研究泥漿，然后再回到泥漿去落實(shí)。這實(shí)際上就是現(xiàn)在工程技術(shù)原始創(chuàng)新的必經(jīng)之路。限于傳統(tǒng)的理論和思路，很難有效解決現(xiàn)有的瓶頸性難題。必須在已有的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)、綜合多學(xué)科知識(shí)和最新成果，深入研究其作用機(jī)理及內(nèi)在規(guī)律，凝練新的科學(xué)問(wèn)題、建立新的觀點(diǎn)、新的方法，研發(fā)新的材料、新的工具，并形成新的技術(shù)。在此指導(dǎo)下優(yōu)化集成現(xiàn)有處理劑、泥漿體系及應(yīng)用技術(shù)，而產(chǎn)生新的配套系列技術(shù)，才有可能有效解決這些技術(shù)難題，提高我國(guó)鉆井液、完井液技術(shù)的整體水平。

當(dāng)然這不是短時(shí)間就能完成的，我們一年一年做下去，終究能夠成功。

目前攻關(guān)的主要方向，我認(rèn)為還是這幾大難題的評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立，當(dāng)然這是在新理念的指導(dǎo)下。

合作與奉獻(xiàn)

專(zhuān)家的感悟并不難懂

《石油與裝備》：如何看待基礎(chǔ)科研與生產(chǎn)的關(guān)系？

羅院士：牽涉到基礎(chǔ)科研方面，企業(yè)和院校要很好的結(jié)合，必須要這樣做。

若要企業(yè)或其相關(guān)研究單位做到把基礎(chǔ)問(wèn)題抽提出來(lái)，是還有一定難度的，但只有他們才能把問(wèn)題全部展現(xiàn)出來(lái)，所以學(xué)校要與企業(yè)合作；另外只有多學(xué)科協(xié)同才能解決的問(wèn)題，單純靠企業(yè)是有困難的，院校必須緊密結(jié)合，企業(yè)也需

要配合來(lái)做，即為產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合。

世界高校的發(fā)展，最早是傳授知識(shí)，后來(lái)又產(chǎn)生知識(shí)，現(xiàn)在還要求成為高新技術(shù)的源頭。工科院校必須為工業(yè)服務(wù)，但院校的服務(wù)主要是研究原創(chuàng)型技術(shù)、研究新方法，成為新技術(shù)發(fā)展的源頭。當(dāng)然對(duì)國(guó)外技術(shù)的學(xué)習(xí)和發(fā)展工作是應(yīng)該做的，但不應(yīng)是學(xué)校主要的任務(wù)，學(xué)校主要分析趨勢(shì)、找難題、預(yù)測(cè)難題，抽提、歸納、凝練出基礎(chǔ)理論，然后利用多學(xué)科知識(shí)和理論以及最新科技進(jìn)展來(lái)解決這些問(wèn)題……當(dāng)然，在企業(yè)和學(xué)校配合科研的過(guò)程里，很重更要的是要有一個(gè)學(xué)科帶頭人，能夠?qū)λ协h(huán)節(jié)都有很深的了解和把握，并能團(tuán)結(jié)一批人，這是能夠成功的重要因素。

當(dāng)前，在高校的科研工作中，存在著急功近利現(xiàn)象。踏踏實(shí)實(shí)的搞科研是需要有奉獻(xiàn)精神的。因此高校的科研工作，如果奉獻(xiàn)精神不占據(jù)主導(dǎo)，這個(gè)現(xiàn)象就不能消除。這就要靠學(xué)校的思想政治工作，引導(dǎo)教師真正有為國(guó)家做出成果的奉獻(xiàn)精神。團(tuán)隊(duì)精神也很重要，其實(shí)就是要互相要珍重，彼此包容。