行在石油路
——記西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院教授王平全

□ 李明麗

“自古全川財富地，津亭紅燭醉春風(fēng)”，重慶這座有著3000年巴渝文化底蘊的歷史名城一直是西南對外貿(mào)易的窗口，更是財富聚集之處。說起重慶，有人記住的是它的山水靈動，有人記住的是它的云霧繚繞，而對于從小生活在重慶的王平全來說，他對于家鄉(xiāng)重慶最深的記憶，全部來自小時候常常能看到的鉆井工人。

記得那時，他每天都能看到一群群穿著厚厚工作服的鉆井工人在辛苦工作，無論是上套管、扣卡子還是拽繩，他們的每一個動作都無比細致認(rèn)真。后來，當(dāng)王平全得知這群每天風(fēng)里來雨里去的鉆井工人實際上是在開采石油天然氣造福人類時，心里便由衷產(chǎn)生出一種敬佩之情，也是從那時起，王平全對石油天然氣領(lǐng)域產(chǎn)生了向往之情。

如今，身為西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院教授，他站在了更高的研究平臺，將研究重點集中在高密度水基鉆井液、處理劑、光催化、頁巖水基鉆井液等研究方向上，與無數(shù)從事石油天然氣的研究人員并肩作戰(zhàn)，用不怕吃苦、敢于攻堅的精神，擔(dān)起了“石油鐵人”的稱號，鉆出了國家工業(yè)的血液。

確立目標(biāo) 積累經(jīng)驗

1982年，在填報高考志愿時，王平全毫不猶豫地選擇了西南石油學(xué)院（現(xiàn)“西南石油大學(xué)”）油田化學(xué)專業(yè)，為的就是能離自己心中的石油科研目標(biāo)再近一點。逝者如斯夫，不舍晝夜。在那段“黃金時代”里，王平全想方設(shè)法利用時間學(xué)習(xí)，再加上本就喜愛化學(xué)，每門考試成績他都是名列前茅，哪怕是令其他學(xué)生怨聲載道、被譽為油田化學(xué)專業(yè)最難學(xué)的物理化學(xué)，他也每次幾乎都得滿分，也因此多次獲得校“三好學(xué)生”“優(yōu)秀學(xué)生干部”等榮譽。因成績優(yōu)秀，又積極上進，王平全在還沒畢業(yè)時就光榮加入了中國共產(chǎn)黨，成為一名正式黨員。

滿足、喜悅的背后，王平全也時常會靜下心思考未來，對油田化學(xué)的了解越深入他就越感覺自己的知識還遠遠不夠，他決定繼續(xù)深造。于是大三暑假，當(dāng)其他同學(xué)還沉浸在放假的欣喜中時，王平全就已經(jīng)開始著手自己的復(fù)習(xí)計劃，準(zhǔn)備研究生的考試了。

也許科研路上多的是枯燥、是寂寞，但“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”，王平全的付出終究沒有被辜負。1986年他順利進入本校油氣井工程專業(yè)繼續(xù)石油天然氣的科研夢。談及當(dāng)初選擇專業(yè)時，王平全坦言有過猶豫，他一方面想繼續(xù)學(xué)習(xí)心儀的化學(xué)專業(yè)，另一方面又想將化學(xué)知識與工程應(yīng)用相結(jié)合，更好地發(fā)揮學(xué)到的知識應(yīng)有的作用，百般權(quán)衡下，王平全在碩士期間選擇了油氣井工程專業(yè)，主攻油氣井工作液化學(xué)方向。

該研究方向與化學(xué)息息相關(guān)，被視為鉆井的“血液”，一旦失去了“血液”，鉆井也就無從談起。研究生期間，王平全跟隨西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院院長羅平亞教授從事鉆井液化學(xué)方向的研究。在追隨羅平亞的過程中，王平全受益匪淺，不僅在鉆井液化學(xué)的理論基礎(chǔ)、技術(shù)手段等全面攀登研究高峰，還大膽突破自我，培養(yǎng)自己在科研思維方式上的獨立自主，更時刻以嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的研究態(tài)度與工作作風(fēng)準(zhǔn)備進入下一個研究“戰(zhàn)場”。

“師父領(lǐng)進門，修行在個人”，通過自身的刻苦鉆研，加上導(dǎo)師的精心培養(yǎng)，王平全于1989年順利完成了碩士學(xué)業(yè)并留校任職。一年后，他獲得了寶貴的實踐機會。獲得學(xué)校批準(zhǔn)后，王平全前往位于新疆吐魯番的吐哈油田擔(dān)任泥漿監(jiān)督。想到以往自己都是憑借書本知識了解鉆井的過程，如今可以親自到打井現(xiàn)場觀摩，王平全為此興奮不已。擔(dān)任泥漿監(jiān)督期間，遇到困難與危險時，鉆井師傅們沒有退后，反而個個都成了“拼命三郎”，王平全也被感染，他反復(fù)向鉆井現(xiàn)場的師傅們學(xué)習(xí)有關(guān)鉆井工程、鉆井液方面的知識，也在實際鍛煉的過程中對鉆井液在鉆井過程中的重要地位有了更加深入的了解，他發(fā)現(xiàn)如果鉆井液的性能調(diào)配或是維護不到位，對鉆井速度會有很大影響，嚴(yán)重時還會有縮徑、垮塌、井漏、卡鉆等井下復(fù)雜情況的出現(xiàn)。當(dāng)時，在一次鉆井過程中出現(xiàn)了復(fù)雜事故，鉆井師傅依靠精湛的鉆井液技術(shù)輕易就化險為夷并成功鉆出一口井，王平全內(nèi)心的喜悅與激動難以言表，同時他也立下決心今后一定要用化學(xué)去解決鉆井液技術(shù)中現(xiàn)存的多種難題。

為學(xué)生講解問題

在擔(dān)任泥漿監(jiān)督的兩年期間，王平全積累了豐富的現(xiàn)場實戰(zhàn)經(jīng)驗，他不辭辛苦，經(jīng)常帶著問題往返于學(xué)校與鉆井現(xiàn)場之間。在實驗室進行實驗研究后，又馬不停蹄地趕往鉆井現(xiàn)場進行考察、驗證，已經(jīng)成為王平全工作的常態(tài)。也正是在這期間，在參與了有關(guān)鉆井技術(shù)的課題研究后，深感學(xué)無止境的王平全決心繼續(xù)師從羅平亞攻讀博士，他也成為西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院鉆井液方向培養(yǎng)出的第一個博士。

博士期間，王平全帶著解決鉆井液技術(shù)難題的責(zé)任與熱情，潛心投入到鉆井液技術(shù)的攻關(guān)中。雖然過程中也有山窮水盡之時，但王平全相信總能找到康莊大道。因此當(dāng)沒有經(jīng)費支持時，他就自掏腰包；沒有藥品，他就自己準(zhǔn)備；凡是與現(xiàn)場鉆井液有關(guān)的技術(shù)問題，他都做到事無巨細，在進行搜集后再分門別類地逐一攻關(guān)，如高密度水基鉆井液、油層保護、關(guān)鍵處理劑、廢棄鉆井液無害化處理以及堵漏等。遇到經(jīng)費不足時，就算借錢他也要帶著儲備技術(shù)爭取到與新疆各大油田公司交流的機會，在與吐哈油田、克拉瑪依油田、塔里木油田等油田公司交流后，王平全僅用了不到一年的時間，就陸續(xù)得到了新疆各大油田公司的認(rèn)可，不僅解決了油田工程中的實際問題，還為油田帶去了新理念、新觀點。

志在鉆井 砥礪前行

王平全在這個領(lǐng)域一干就是20多年，畢業(yè)工作后的他身上褪去了年少的青澀，多了幾分沉穩(wěn)，也正是在這種不斷學(xué)習(xí)、不斷交流、不斷積累的過程中，他在高密度水基鉆井液、處理劑、光催化、頁巖水基鉆井液4個方向上奠定了堅實的基礎(chǔ)，也為此做出了多項突出貢獻。

交流討論鉆井問題

其中，高溫高密度水基鉆井液性能難以調(diào)控早已在業(yè)內(nèi)家喻戶曉，成為深井鉆井液技術(shù)難以提升的瓶頸。國內(nèi)外曾試圖用甲酸鹽或油基鉆井液來解決問題，但在成本高、回收難、不環(huán)保三座大山的壓力下始終難以推廣。已經(jīng)受到鉆井技術(shù)多年潤澤的王平全，別出心裁，在研究思路上標(biāo)新立異，揭示了油田加重必用的API重晶石是導(dǎo)致性能惡化的主控因素，因此他以合理粒度級配和“緊密堆積”、“理想填充”及“小顆粒填縫充當(dāng)滾動軸承”等理論為基礎(chǔ)，證實了API重晶石與毫微重晶石復(fù)合加重，可改善高密度水基鉆井液的性能，隨后再與抗高溫處理劑相配合，就能有效改善并穩(wěn)定高密度水基鉆井液的性能。

性能問題解決后，高密度水基鉆井液泥餅質(zhì)量評價與控制方法也是一大難點。王平全提到，無論什么類型的井眼問題都與泥餅性質(zhì)分不開，毫不夸張地講，泥餅質(zhì)量的好壞就是解決井壁穩(wěn)定、固井質(zhì)量、井下安全和油氣層保護等問題的“敲門磚”。盡管在現(xiàn)場作業(yè)中，工作人員已經(jīng)采用了成膜、屏蔽暫堵、封堵等技術(shù)來調(diào)整粒子大小、濃度、級配等，希望改善泥餅質(zhì)量，但問題始終懸而未決，優(yōu)質(zhì)泥餅的相關(guān)理論體系和控制技術(shù)也沒有形成。因此，對高密度水基鉆井液體系泥餅質(zhì)量定量評價與實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)泥餅的控制技術(shù)的研究迫在眉睫。但遺憾的是，直至今日，泥餅質(zhì)量的評價與測定還僅僅局限于刻度直尺測量、針入度法和人為觀測法上，沒有測定標(biāo)準(zhǔn)，對需要測定的指標(biāo)也尚不清楚，簡而言之，當(dāng)下急需的就是有據(jù)可循的定量評價方法與控制理論，并使之盡快應(yīng)用于現(xiàn)場生產(chǎn)的指導(dǎo)。于是，王平全開展了“高密度水基鉆井液泥餅質(zhì)量評價與控制方法研究”課題，希望從本質(zhì)上分析和改善高密度水基鉆井液泥餅質(zhì)量的機理，他通過確定真實表征泥餅質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，對其進行定量評價后，建立了實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)”泥餅質(zhì)量的控制理論和有效控制方法，從而減少甚至消除了因高密度水基鉆井液泥餅質(zhì)量差帶來的一系列問題。研究成果也將為塔里木油田深井、超深井鉆井液的發(fā)展與完善帶來良好的社會和經(jīng)濟效益。

在油氣深井鉆井過程中，除了高溫高密度水基鉆井液存在的一系列問題，井漏問題也頻頻發(fā)生，特別是在深井、山前構(gòu)造高且陡、含硫化氫的井中，井漏現(xiàn)象尤為普遍。以川東地區(qū)為例，近10年來幾乎每鉆一口井都會發(fā)生不同程度的井漏，其中一般性井漏占50%以上，一次性堵漏成功率在70%以上；嚴(yán)重井漏占20%～30%，往往需數(shù)次堵漏才能成功；而惡性井漏占到了10%～20%，這類井漏不僅會造成巨大損失，堵漏也很難成功。一旦發(fā)生井漏，費時費力，耗物耗財，處理起來十分困難。

目前，無論國內(nèi)外，對付惡性井漏的堵漏技術(shù)都不過關(guān)，只能在依靠工程中積累的經(jīng)驗和多次重復(fù)來補救，這就意味著需要大量的堵漏材料，相對來說堵漏成本和時間成本也會大大增加，因此總是徒勞無功。顯然，一種可靠的、有效的惡性漏失堵漏技術(shù)有利于節(jié)約鉆井時間，減少堵漏劑用量，還會減少鉆井成本，保證油氣鉆井安全。

針對這個問題，王平全對基于油田堵漏用特種凝膠構(gòu)建隔斷式凝膠段塞堵漏、封堵這一理論的正確性和技術(shù)的可行性進行了分析驗證，最終給予其肯定并揭示了惡性漏失與噴漏同（存）機理，建立了堵漏、封堵壓井用凝膠評價方法與標(biāo)準(zhǔn)，還創(chuàng)建了與之配套的工藝技術(shù)。該技術(shù)先后成功應(yīng)用于雙廟1、清溪1、河壩101、羅家2和達州三高氣田封井棄井等數(shù)十口井中，為鉆井液技術(shù)有效處理惡性漏失與高含H2S（CO2）噴漏同（存）提供了嶄新的思路和方法。

此外，王平全還提到，如果在頁巖氣這一類型的鉆井中出現(xiàn)井眼問題，70%以上都是由頁巖不穩(wěn)定造成的。目前，美國、加拿大等國采用油基鉆井液已經(jīng)成功鉆成了一大批頁巖氣井，基于此，我國也利用該方法在川渝等地區(qū)鉆成了一批頁巖氣水平井，但在使用時卻暴露出實鉆時井壁坍塌、井下不安全、不環(huán)保、成本高等諸多問題，成為我國頁巖氣能否工業(yè)化開發(fā)的重大障礙。

為了成功且安全高效地鉆出頁巖氣井，需要開發(fā)出一種環(huán)保、低成本、性能與油基鉆井液相當(dāng)?shù)乃@井液。為此，2012—2014年間，王平全與團隊就頁巖水基鉆井液的理論與關(guān)鍵技術(shù)進行了集中攻關(guān)，在水基鉆井液的井壁穩(wěn)定、井眼凈化和降低摩阻等方面取得一定突破，他們開發(fā)出了能有效降低坍塌壓力的抑制劑和封堵劑，初步建立起國內(nèi)獨有的頁巖封堵評價方法和標(biāo)準(zhǔn)，以及適合于陸相頁巖氣井的全水基鉆井液體系。有了理論和技術(shù)的支撐，王平全接下來于2014—2017年間先后進行了5口頁巖氣水平井現(xiàn)場試驗，實驗結(jié)果和現(xiàn)場應(yīng)用情況給了王平全一劑“強心劑”，事實證明該方法可有效解決水基鉆井液的抑制性和封堵能力，并可完全替代油基鉆井液來打成頁巖氣水平井。

知術(shù)欲圓 行旨須直

自從進入到西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院后，王平全就知道他要做的不僅是做好科研工作，更肩負著教書育人的責(zé)任。在經(jīng)歷了科研路上的風(fēng)雨后，王平全也看到了教學(xué)上的彩虹。目前，他已經(jīng)培養(yǎng)出碩士研究生、博士研究生多達60余人，其中他指導(dǎo)的博士生聶勛勇獲四川省優(yōu)秀博士論文；博士生白楊曾2次獲得國家獎學(xué)金及省優(yōu)秀畢業(yè)生榮譽；博士生石晛獲得國家獎學(xué)金，并在第三屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲全國總決賽銀獎，在第三屆四川省“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲金獎。另外，還有多名碩士研究生獲校優(yōu)秀碩士論文等榮譽。

多年來，王平全悉心指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)術(shù)研究，培養(yǎng)出的學(xué)生在井壁穩(wěn)定、鉆井液理論與技術(shù)、油田化學(xué)、環(huán)保、光催化、材料等多個方向上做出突出貢獻。而科研之外的王平全，在教書的同時也不忘育人，他致力于養(yǎng)成學(xué)生學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)、善于查閱文獻的好習(xí)慣，并努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維以及發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力，力爭多角度、全方位精心培養(yǎng)學(xué)生。除此之外，王平全還會定期與學(xué)生進行交流，總結(jié)近一段時間出現(xiàn)的問題，在生活、學(xué)習(xí)、工作等多方面關(guān)心學(xué)生，希望他們不僅在科研中做“追趕者”，更要做科研中的“引領(lǐng)者”。

外出實踐

為了更好地教育學(xué)生，也為了學(xué)科的持續(xù)健康發(fā)展，科研和教學(xué)之余，王平全還將一部分精力投入到學(xué)科建設(shè)中。他以油氣井工作液為主要方向，將教學(xué)與實踐結(jié)合到一起，希望提高教學(xué)質(zhì)量，推動學(xué)科發(fā)展。為此，他以傳統(tǒng)鉆井液理論為基礎(chǔ)，不斷拓展知識面、知識結(jié)構(gòu)，主動牽頭組織科研學(xué)術(shù)團隊開展“頁巖氣水基鉆井液理論與技術(shù)”“廢棄鉆井液無害化處理”“新型抑制劑、封堵劑研制”“納米材料研發(fā)”“油田、地方污水處理用光催化理論與技術(shù)”等前瞻性的科學(xué)研究。同時他還購買了國外先進設(shè)備并親自自制與研究相關(guān)的設(shè)備。王平全透露，目前他正準(zhǔn)備建立有關(guān)光催化的研究中心，進一步促進“油氣井工程”學(xué)科的建設(shè)與發(fā)展。

從事油氣井工程多年，王平全時刻不忘提升自身的學(xué)術(shù)水平，自1990年以來，他幾乎每年都會參加全國鉆井液完井液學(xué)術(shù)交流會，與同行進行交流，了解前沿知識，并不定期在大會上作報告。其中2014年11月他在重慶合川全國鉆井液完井液技術(shù)研討會學(xué)術(shù)會議上作的題目為“高溫高密度水基鉆井液流變性控制原理”的報告，還獲得了大會一等獎。此外，2017年7月，王平全參加了由中國石油集團公司、中國石油學(xué)會等組織的“應(yīng)對低油價新挑戰(zhàn)鉆井基礎(chǔ)理論研究與前沿技術(shù)開發(fā)新進展學(xué)術(shù)研討會”；在2018年2月又參加了由中國能源學(xué)會組織的“中國油氣資源勘探開發(fā)工程技術(shù)論壇”。“只有時常與油氣井研究人員進行交流，才能互相學(xué)習(xí)，互相促進。”王平全表示。

實踐方能出真知。無論是科研，還是教學(xué)，即便沒有“前人栽樹”，王平全也會快馬加鞭，一路馳騁。“未來，我的科研信念會更加堅定，我也會朝著心中的方向不懈努力。”這是王平全一直堅持的科研理念，亦是他不斷前行的動力。