未來油氣產業技術交叉與融合愈加明顯
——訪中國工程院院士、油田化學與石油工程專家羅平亞

□ 文/唐大麟

記者：作為我國著名的油田化學與石油工程專家，您是怎么走上這條道路的，能否分享一下您科研生涯的起步經歷？

羅平亞：我1940年出生，1957年高中畢業時沒考上大學，1958年再次參加高考時報考的是北京石油學院鉆井專業，但后來被四川石油學院（編者注：后改名西南石油學院，現為西南石油大學）鉆井專業錄取了。那一年，我國在南充東觀、廣安武圣和遂寧大英連續鉆探了3口探井，獲得高產油流。時任石油工業部部長的余秋里，親自坐鎮南充指揮川中石油會戰。為了加快開發四川石油天然氣資源，并為西南地區培養石油人才，國家1958年決定在南充成立新的石油院校，所以我也就成了我們學校建校以來的第一批學生，這一待就是一輩子，到現在已經60多年了。當時由于學校師資缺乏，為培養老師，學校從在校生中挑選優秀學生進行培養，留校從事教學工作。我有幸被選入教師培訓班，由主修鉆井工程轉而學習化學，并于1961年開始擔任助教，1963年畢業后正式在化學教研室任教，所以我實際上當老師已經整整60年了。

1966年“文化大革命”開始后，很多行業都處于停滯狀態，但石油行業沒有停。有一次，毛主席在會見時任阿爾及利亞革命委員會主席兼總理布邁丁的時候，聊到了深井鉆井。當時，全世界只有美國和蘇聯有超過5000米-7000米的井。所以，毛主席就提出“我們也要打7000米的井”。因此“打成一口7000深井”就作為最高指示傳達下來。1972年，我國第一口超深井“女基井”準備在四川開鉆，這口井利用現代鉆井機具計劃鉆7000米深度，這是我國當時的第一口超深井，其面臨的必須完全由自己解決的重要技術難題是泥漿（鉆井液）問題。

為了攻克超深井高溫泥漿這一難題，承擔超深井鉆井任務的四川石油管理局成立了“三結合”泥漿技術攻關組，要求我們學校派一名教師到鉆井現場協同攻關。那是1972年，學校把這個任務交給了化學教研室，在征求大家意見以后決定輪流派駐。當時是一位楊老師先去的。到了1973年他該回來了，那時學校的教學科研已經癱瘓，我不想浪費時光，就提出申請接替楊老師，于是我被分配到了遂寧的川中礦區攻關大隊泥漿室。其實那會除了書本上學到的有限知識以外，我一點泥漿方面的知識都沒有，完全從零開始。于是，我白天和工人一起在現場工作，晚上翻譯國外文獻資料、制定實驗方案，參與每一個實驗。一年期輪崗結束時，學校沒有人愿意來替換我。那會兒年輕，和井場同事一起吃住，關系處得都很好，正好實驗有了一些眉目，于是我就索性把戶口也遷過去了，一直干到了1978年。這期間，“女基井”于1976年完鉆，井深達6011米，受到了中央領導的高度評價并給我們開了隆重的慶功大會。我們也探索出了打超深井最關鍵的鉆井液技術新途徑，研制出了抗180-220攝氏度高溫的新型泥漿處理劑。隨后在四川梓潼，我們又打了另一口7000米超深井—關基井。我繼續承擔泥漿技術的攻關工作，并相繼完成了磺甲基酚醛樹脂Ⅰ型和Ⅱ型的室內研制和中試工業化生產。1978年國家召開科技大會，深井泥漿作為超深井鉆井工程的一部分獲了獎，那一年我也結束了在鉆井現場的工作回到了學校。

在打深井之前，鉆井泥漿技術是主要依靠經驗為主的實用技術。我們所使用的都是國外工藝技術和我們自己經驗的結合，缺乏相關理論，也沒有自己的研究思路和技術路線。但打完深井之后，我國泥漿技術開始了更專業的科學化發展。因此在回到學校之后，我也開始思考關于泥漿的一些理論問題，在深入研究深井高溫泥漿作用機理成果的基礎上，我提出了“利用高溫改善泥漿性能”這個新的科學觀點。沿著這一思路，經過幾年探索，到1985年時，提出了“井越深溫度越高，作用時間越長，性能越好，工藝越簡單，成本越低”的利用井下高溫改善泥漿性能做新型超深井高溫泥漿體系，這個思路完全不同于國外泥漿系列的基本理論、概念和實驗方法，在世界上處于先進水平，為解決我國深井鉆井的成功提供了必要的技術保障，并沿用至今。并與以后研究建立的聚合物泥漿技術相結合，優化、集成逐漸形成了我國普遍使用的聚—磺鉆井液體系及其系列配套技術，建立起我國自己的水基鉆井液理論與技術體系，統領了我國井液技術的發展。

我基本上也是這個時候開始進入這個行業并逐步成長的，應該說是偶然中帶有必然。時代的際遇、國家的需求和我學習過鉆井和化學兩個專業的背景，加上我校艱苦奮斗、勇于創業的精神傳承，和我自己不懈的努力使之緊密結合起來成就了我的事業。

記者：我知道您手上這塊疤是上世紀70年代在井隊做實驗時燒的，其實那時候您完全可以留在學校過輕松的生活，當時是怎樣一種精神支撐您要去現場做實驗，并且一去就是5年？

羅平亞：我從小受到的教育就是為國家、為社會多作奉獻，不管我做的事情貢獻大小，或者多少，只要能做事，我就想盡量多做點有意義的事。文革期間，學校所有的教學與研究工作都停止了，當時有人勸我說大家都在耍，你何必要離開學校去鉆井隊自找苦吃呢？我當時就覺得畢竟科學源于實踐，我們搞教學和科研的人更是不能離開實踐，否則將一事無成。既然我不想浪費時光而是想做點事，那就應該把握住去生產科研一線工作的機會。至于這些傷疤那都是偶然，我總共受過3次傷，一次是在瀘州開泥漿攪拌機時觸電燒傷，還有一次是在重慶被高溫苯酚液體燙傷，這里有的是設備問題，有的是自己沒弄好發生了事故，但我覺得這些傷都不算什么。我現在的身體還能做事，國家也允許我、支持我做事，那我就想盡可能多地做一點有用的事，而不必考慮其他。

記者：我們知道除了您剛才所介紹的以泥漿為代表的油田化學領域工作，您在儲層保護與油氣井堵漏方面也做出了不少貢獻，請介紹一下您在這方面的探索。

羅平亞：儲層保護是近30年來隨著油氣勘探開發形成的新興技術領域, 是面對全球油價大幅度波動、油氣勘探開發地質對象越來越復雜等嚴峻挑戰的特殊形勢下產生并發展起來的，因而具有強大的生命力。它貫穿了鉆井、完井、采油、采氣、增產改造、EOR等全過程，即從鉆開油氣層開始直至采出“最后一滴油氣”結束，而且都以同一個油氣藏為對象。我們國內從“七五”開始搞儲層保護，時任石油部部長王濤同志非常重視這個問題，根據他的指示，我們學校在石油部科技司、鉆井司等有關部門領導下，由聯合國開發計劃署（UNDP）資助，在1988年成立了中石油的“油井完井技術中心”，組織專門承擔“七五”國家重點科技攻關項目—“保護油層、防止污染的鉆井完井技術”。當時，這個中心主任由西南石油學院的張紹槐院長兼任，我擔任副主任。之后經過了幾年攻關研究，取得一系列成果，開辟了我國油氣層保護技術的新領域，在保護油層鉆井液、完井液技術方面，我們提出“保護油層的屏蔽式暫堵技術”觀點，并組織研發出了系列配套技術，它較好地解決了正壓差條件下用泥漿打開油層時的油層保護問題。在此基礎上王濤部長要求在全國石油行業中“樹立油層保護的意識和觀念”，并通過推廣油層保護技術來達到樹立保護意識這個目標。要求由我們學校牽頭，油井完井技術中心具體承擔組織全國的石油技術干部油層保護培訓這件事。那是1994年，當時石油部已改組為中國石油天然氣總公司，培訓首先從總公司機關開始，所以我們國家的油層保護體系也是從那時候建立起來的。直到現在，西南石油大學油井完井中心，在全國油層保護領域仍是大家公認的權威機構，我們當時發明的這套屏蔽式暫堵技術，目前也還在全國范圍內普遍應用。

記者：您在西南石油學院（大學）擔任院（校）長達15年之久，這期間也是該校各方面建設取得突破發展的時期，作為院校領導者，您如何平衡管理與科研之間的關系？

羅平亞：我1990年開始擔任西南石油學院院長，當學校領導和搞科研是完全不同的兩種思維體系，所以一開始我花了好幾年的時間，去學習如何管理。我們學校有一個優點，就是師生的凝聚力很強，所以那些年我就想，我只要努力把大家的凝聚力保持下來就行，但具體做起來還是花了不少心思的。因此擔任院（校）長這15年里，我在科研上的精力投入少了很多，1995年我當選院士時的成果也都是以前的。擔任領導職務以后雖然不再產出一個個具體成果，但還是會產生一些想法。上個世紀80年代我校創辦了我國第一個油田化學專業，它是化學、化工學科與地質、巖礦、粘土礦物學、流體力學、滲流力學、巖石力學等學科在鉆井、采油、油藏、儲運各學科上的交叉而產生的一個新興綜合應用型學科。這個學科各方向都存在不少沒有很好解決的重大技術難題，如何解決這些難題從那時起就成為我一直思考的問題。鉆井泥漿是其中一個重要方向，因為從上世紀90年代開始我國油氣勘探開發己經面向深部，而深部復雜地層的安全優質鉆井則存在若干難題。

例如川東北地區地層條件異常復雜，所打的井多數都是超深井，縱向上存在多套壓力系統，因此在鉆井過程中常常出現噴、漏同存（同層）的“上吐下瀉”問題。針對這種國內外都沒很好解決的井下復雜情況，我總想研究出一種化解難題的產品或技術，但找不到門路。到了上世紀90年代中期世界上產生了一門新學科—超分子化學，它更多地應用于生物工程中。我就在想，是否可以將超分子化學引入我們的油田化學和泥漿中，按照這個想法以超分子化學理論方法結合油田化學各方向和鉆井與泥漿技術的特點形成了自己的思路，凝煉出其中的關健科學問題，綜合多學科對這些基礎科學問題進行攻關研究，取得新的理論認識，結合這些技術難題的作用機理，研發解決這些難題的方法、原理、材料、工具、技術等，較為成功地引入到油田化學工程中，為有效地解決這些重大技術難題提供了較好的理論依據和技術支撐。按照這條途徑，我們團隊產生了一系列有重大影響的原創成果，其中專為解決復雜地層超深井“噴漏同存負安全密度窗口”重大難題而研發的特種凝膠封堵壓井材料與技術，在2006年開縣羅家2井重大井噴事故中的成功應用處理就是最典型事例。

記者：您10多年前曾表達過要實現三個愿望：為我國大多數適用于化學驅的油田探索一條大幅度提高采收率的途徑；為解決復雜地層深井、復雜井的“井下復雜問題”提供可能的途徑；推進新一代油田化學工作液處理劑的研發。10多年過去了，您現在的關注點發生變化了嗎？

羅平亞：這三個愿望是我70歲生日時說的，應該說這三個愿望都有不同程度的實現，有的已經達到了國際先進水平。我現在還在聚焦三件事：一是繼續關注井下復雜問題的研究和解決方案，希望通過大數據、人工智能等技術應用，找到一個全面解決井下復雜難題的辦法，形成一套大家都能掌握的普適技術；二是希望能在抗溫、抗鹽、抗剪切、高效增黏的水溶性聚合物的研制與開發上取得了突破，現在這個事情已經取得進展，在渤海油田、大港油田等已經得到了很好的應用效果。同時希望能在大幅聚合物化學驅的效率與使用范圍和降低成本上探索出一條道路，目前還在進行中，還未取得突破性進展；三是希望能在壓裂液方面有所突破。目前這幾方面的研究都在向前推進，希望未來會有好的結果。

記者：在雙碳背景下，川渝地區天然氣開發應注意哪些問題？

羅平亞：雙碳問題的核心是能源問題，就是能源效率優化和結構調整問題。化石能源發展是雙碳目標中的核心問題。我們應明確雙碳目標下石油天然氣處于什么地位，怎么發展？當前我國要建立現代化強國，走國內循環為主、國內國際雙循環相互促進的道路，能源供應安全對產業發展的支撐至關重要。由于化石能源較長時間內還不會被新能源全部代替，石油天然氣在發展中具有特殊地位。碳達峰之前，我國要實現現代化發展目標，必要的途徑就是大力發展天然氣，這對川渝地區的天然氣發展而言是個機遇。目前這個地區正在大力發展頁巖氣，根據評估，如果四川頁巖氣達到100億立方米規模，大概能帶動形成產業鏈的產值是3000億元。如果估算正確或基本趨勢正確，那么發展頁巖氣必然對川渝兩地形成新的經濟增長點。

當前大規模開發頁巖氣需要注意兩大問題，一個是成本問題，一個是環境問題。油氣開采成本能否降低目前首先取決于鉆井周期能否大幅縮短，大幅縮短鉆井周期是一個系統工程，首先取決于能否作到長水平井段“一趟鉆”鉆完，當前“一趟鉆”能否實現又首先取決于井璧不穩定問題的解決。目前頁巖長水平井段使用油基泥漿鉆井，但井壁不穩定的問題還沒有完全解決，使“一趟鉆”無法全面實現，成為大幅縮短鉆井周期無法實現的首要技術瓶頸，所以如果能有效解決長水平井段井壁不穩定問題，再配合其他配套技術，我們鉆井的周期將縮短50%-75%以上，這就可能大幅降低鉆井成本。

至于環境問題，油基泥漿的鉆屑和頁巖氣壓裂液的返排液處理是大問題，如果處理不好的話，頁巖氣的規模開發不可能進行。頁巖氣作為非常規天然氣，其壓裂和傳統壓裂不一樣，在體積壓裂中它不僅要求壓裂液中有一定黏度來降摩阻，而且排量很大，液量也很大，且目前越來越大，如此細想是有大問題的，體積壓裂是否真的需要這么多液體？用量大，對壓裂施工一系列配套環節的要求也就更高，對環境影響也會更大。但目前頁巖氣開發的實踐走在理論前面。理論問題沒很好解決，沒法有效指導實踐，一些深層次的問題也就不好解決。現在我們已經初步明晰壓裂中使用大液量的根源，也在通過實驗不斷破解其中的瓶頸問題，希望未來可以解決頁巖氣壓裂中過分“大液量、大排量”的問題，這樣不僅能將其對環境的影響降到最低，還會大大降低壓裂的成本。

記者：去年是您從教60周年，作為一名杰出的教育家，您為我國石油石化行業培養出了無數優秀人才，結合您一生的科研與教學經歷，有什么對年輕人的建議嗎？

羅平亞：油氣勘探和開發從來就是艱苦創業的行業，立志投身于本行業的人必須具有艱苦奮斗勇于創新的精神和素養。當前我國油氣行業的發展必須立足于創新，特別是自立自強的自主創新和原始創新。這是一個長期而艱苦的過程，艱苦奮斗與創新能力密不可分，只有經歷長期艱苦奮斗才能取得創新成果。同時，油氣勘探和開發技術又必須與多種相關學科融合才能實現創新，這種發展趨勢未來將越來越明顯，因此致力于油氣勘探開發事業的人，特別是年輕一代，繼承艱苦創業傳統，努力培養創新能力，拓寬知識面，學習人文知識，是做好本職工作并作出成績的前提條件。創新之路不會一帆風順，大家要隨時準備迎接挑戰。