能源人物 - 孙金声:让超深油井不惧“地心烈焰”
孙金声:让超深油井不惧“地心烈焰”

 

能源人物  加入时间:2017-11-28 7:27:13  来源:大众日报  

  油田打井,随着深度的增加,地温不断增高,压力不断增大,井壁失稳、油气储层损害、钻井液抗温能力低、钻井速度慢等难题,长期是制约我国油气勘探开发的主要技术瓶颈。孙金声教授近三十年来通过不断创新,研发出具有自主知识产权的新方法、新产品和新技术,攻克了技术难题,填补了国内相关研究的空白,我国钻井液与储层保护技术赶超国际先进水平,开发深部地层石油资源,保障国家能源安全,作出了重要贡献。
  2015年,孙金声受聘于中国石油大学(华东),目前是我省泰山学者优势特色学科“非常规油气高效开发”团队领军人才。
  1965年,孙金声出生在红军长征出发地江西省于都县的一个小山村。1988年,孙金声在南开大学获得有机合成专业硕士学位后,参加了中国石油勘探开发研究院承担的“七五”国家重点攻关项目“丛式井钻井技术研究”项目组。丛式井,是指在一个井场或平台上钻出若干口甚至上百口井,各井的井口相距仅数米,各井井底则伸向不同方位。在钻井工程中,丛式井可加快油田勘探开发速度、方便完井后油井的集中管理、节约钻井成本。孙金声在丛式井钻井技术研究项目中承担了核心子课题“阳离子聚合物钻井液作用机理研究”的攻关任务,并顺利完成。
  2004年,我国油基钻井液技术尚处于起步阶段,技术落后,处理剂材料品种不全、不配套、成本高,难以满足现场施工要求。中国石油集团准备钻我国当时陆上最深的一口风险探井莫深1井。该井所在地区深部地层预测压力系数为2.12,预测井底温度为204℃。想钻此井,不但成本高、处理剂消耗量大、处理频繁,而且钻井复杂预计事故多、速度慢、钻井周期长、生产安全和公众安全风险大。在此过程中,抗超高温高密度钻井液技术是超深井钻探成败的关键,钻超高温井过程中面临着一系列因钻井流体抗温能力低导致的技术难题,使用水基钻井液钻超高温井时主要采用不断处理钻井液,加大化学处理剂用量来维持钻井液抗高温性能。
  面对国家的重大需求,孙金声迎难而上。十几年来,他带领团队夜以继日工作,经过艰苦攻关后,最终揭示了钻井液抗超高温机理,发明了抗温达240℃高密度钻井液技术,确保了莫深1井于2016年8月按期开钻。安全施工及顺利完井表明,中国超深井超高温钻井液技术走在世界前列,同时为国内深层油气藏勘探开发提供了技术保障,提升了我国深井钻井技术水平及我国钻井工程技术服务在国际上的核心竞争力。
  钻井过程中井壁失稳和储层损害是长期以来未解决的两大世界性难题。过去,国内外传统解决方法是采用沥青和超细固体颗粒进行物理封堵,并配合化学抑制技术。
  孙金声经过二十多年的探索,创立水基钻井液成膜理论,成为他的另一个主要贡献之一。他在国际上首次研发成功化学成膜固壁与保护储层钻井液技术,开辟了通过化学成膜稳定井壁与保护储层的研究方向,解决了长期以来我国深井井壁坍塌、漏失和储层损害重大技术难题。稳定井壁、储层保护方法从有选择的物理封堵升级为非选择的化学成膜封堵,行业核心技术因此实现了升级换代。
  此外,孙金声在页岩气、煤层气及海洋大位移井钻井液技术方面也做了大量研究方向工作。使我国深井超深井、复杂结构井钻井液主体技术上了一个新台阶。(于新悦 薄克国 张晓帆 刘积舜)




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