孙金声

孙金声,男,1965年出生于江西省于都县,1985年本科毕业于江西师范大学化学系,1988年硕士毕业于南开大学元素有机化学研究所有机合成专业,2006年博士毕业于西南石油大学应用化学专业。

先后在中国石油勘探开发研究院钻井研究所、中国石油集团钻井工程技术研究院钻井液研究所、科研处工作,从事钻井液与储层保护研究工作。

孙金声教授是中国石油集团高级技术专家,博士生导师,培养了20余名硕、博士、博士后研究生。他历任研究室主任、研究所副所长,现任科研管理处副处长,“十二五”国家海洋863“海上大位移井钻井液关键技术开发”项目负责人。

孙金声教授在钻井液与储层保护方面做了深入的研究,为我国钻井液与储层保护技术赶超国际先进水平并走出国门占领国际市场做出了重要贡献。他的研究项目先后获得了多项科学研究奖项,其中国家科技进步二等奖2项(均为第一完成人),省部级科技进步奖12项(一等奖5项、二等奖4项、三等奖3项、),申请发明专利18项(已授权9项),授权实用新型专利5项,中国石油集团公司技术秘密6项。出版专著3部,发表论文108篇。

孙金声教授毕业就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,并承担完成了核心子课题“阳离子聚合物钻井液作用机理研究”的攻关任务。

1989年国家开发西部大油田,他被选拔远赴新疆塔里木油田参加油田会战。作为中国石油集团公司重点攻关项目“塔里木油田泥页岩井段井壁稳定问题及对策研究”课题负责人,在荒凉的沙漠戈壁进行了长达6年的油田大会战。6年的会战使他积累了大量的复杂地理条件下的泥浆处理经验。塔里木油田地处沙漠地带,地质条件复杂,储层埋藏深,所开发的油井大部分是深井、超深井,钻遇层位多,穿越井段长,存在高温、高压及大段盐膏地层,钻井难度巨大。尤其是井壁失稳(如井壁坍塌与井漏)钻井技术难点更是国际公认的世界难题。6年间,他带领项目组调查了油区各油田钻井过程中井壁不稳定问题的具体情况,研究了油田地层矿物组分、理化特性、井壁不稳定的力学和物理化学潜在因素、泥页岩井壁坍塌机理,在国内首次研制成功适合塔里木油田的强抑制强封堵钻井液技术,解决了塔里木油田当时的井壁失稳技术难题,为加快塔里木油田的勘探开发做出了重要贡献。

泥页岩井段井壁稳定问题是全国各大油田的共性问题。1995—2000年期间,孙金声带领团队结合各油田的特点研究出一系列适合各油田的稳定井壁技术,将塔里木油田研究的新技术和取得的成功的实践经验向全国19个油气田企业进行推广,有力推动了国家石油勘探开发速度,并取得重大经济效益。

钻井液技术水平的高低对于油气勘探开发效益具有十分重大的影响,先进的钻井液技术是提高油气勘探成功率、发现油气田、提高产量、降低成本、实现油气田勘探开发经济目标的重要保证。国内石油勘探开发过程中井壁失稳、油气储层损害、钻井液抗温能力低、钻井速度慢等难题是制约我国油气勘探开发的主要技术瓶颈。国内钻井液技术与国外相比存在巨大差距,国外技术高度封锁,我国现有的技术不能满足生产需要,

在二十余年里,孙金声教授通过不断创新,研发具有自主知识产权的新方法、新产品和新技术,攻克了以上重大技术难题。他先后主持完成了国家863计划、国家科技重大专项与中石油重点科技攻关等课题42项,取得了多项重大研究成果:

1、创立了水基钻井液成膜理论,发明了成膜化学固壁与保护储层一体化新技术,开辟了化学成膜稳定井壁与保护储层钻井液技术研究新领域。

钻井过程中井壁失稳及储层损害是长期以来尚未解决的世界性难题。他与研究团队创立了通过水基钻井液形化学成膜稳定井壁和保护储层理论,发明了化学成膜关键系列处理剂新材料及成膜化学固壁与保护储层一体化新技术,实现了稳定井壁与保护储层从选择性物理封堵向非选择性物理化学成膜封堵的重大转变,奠定了稳定井壁与超低损害储层钻井液理论与技术基础。有效解决了钻井过程中井壁坍塌、漏失和储层损害等共存导致的井下安全、损害油气储层重大技术难题,稳定井壁效果显著,堵漏一次成功率从传统方法的50%提高到90%以上,储层损害率由国内外现用暂堵保护技术的25-30%降低至5%,达到国际领先水平,目前已全国推广。

2、研制制成功具有自主知识产权的抗温240℃以上的水基、油基、水基泡沫钻井流体系列关键技术,为开采不同地质特征和地层压力系数的超高温深层油气资源提供了重要技术支撑。

我国70%剩余石油资源和中亚合作开发油田需钻深井超深井,井底温度高达180~260℃,我国钻超高温深井面临一系列因钻井流体抗温能力低导致的技术难题与安全风险,严重制约了深层油气勘探开发。抗超高温钻井流体是钻探成败的关键,30年来我国进行了大量研究,但未能取得大的突破,最高抗温为180℃,钻超高温井所用材料90%不得不依靠引进。他与研究团队(1)首次发现了通过高温保护剂提高钻井液抗温能力的新方法,发明了抗温240℃以上的水基钻井液新技术,使我国该技术的抗温能力从180℃提高至240℃以上;⑵发明了通过增强水基泡沫气液界面膜强度提高抗温能力的新方法,形成了抗温300℃的水基泡沫钻井流体技术,将我国泡沫钻井流体抗高温能力从150℃提高到300℃;⑶发现了油基钻井液抗温能力随有机土层间距增大而提高的规律,开发了抗温250℃、密度达2.6g/cm3的油基钻井液技术。在7个国家14个油田应用,改变了我国自主技术难以钻超高温深井(200℃以上)的局面,打破了国外技术垄断,实现了钻超高温深井从依赖引进国外技术到使用自主知识产权技术,并占领国际市场的重大转变。

3、提出了通过改变水基钻井液性能提高钻井机械钻速的新理论,发明了能提高机械钻速的水基钻井液技术。

他与研究团队提出了通过在钻头、钻具、井壁表面形成活性油膜防止粘土吸附及瞬间降低井底岩石强度、降低环空摩阻而提高机械钻速的水基钻井液新理论,发明了能提高钻速的处理剂新材料,形成了能提高不同地层机械钻速18%以的水基钻井液技术,较国外同类技术高8%以上。使我国成为第二个掌握此项高端技术的国家。在青海、乌兹别克斯坦等国内外22个油田应用。

此外,在非常规油气、海洋深水、大位移井和特大位移井钻井液技术及国家、行业标准制定方面也做出突出贡献。

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