«Все подчиняется законам, мир в гармонии с законами природы» — в обширном мире нефтегазовых исследований, где работает Цзян Гуанчэн, он всегда придерживался принципа «учиться у природы». Будь то теория и технология биомиметических буровых растворов, теория амфифильных свойств поверхности подземных пород или теория и технология прогнозирования, защиты и оценки повреждения пласта на протяжении всего жизненного цикла нефтегазовых скважин, физико-химическая технология временной закупорки... он и его коллеги стремятся использовать междисциплинарные научные инструменты для создания «рая» для современной нефтяной промышленности. Он верит, что в этом удивительном раю все в природе может дополнять друг друга, и если внимательно наблюдать и гармонично использовать, можно сыграть гармоничную и прекрасную нефтяную симфонию.

　　▲ Лицо на обложке журнала «Научный Китай»: Цзян Гуанчэн

　　В глубинах Земли нефть и природный газ подобны «черному золоту» и «синему пламени», молчаливые, но таящие в себе огромную мощь. Со времен промышленной революции они являются не только «кровью промышленности», но и неисчерпаемым двигателем прогресса человеческой цивилизации. По последним прогнозам Агентства энергетической информации США, нефть и природный газ останутся на первом месте в мировом потреблении энергии до 2050 года. В обозримом будущем нефть и газ останутся незаменимым основным источником энергии для экономического и социального развития. С развитием общества мировой спрос на нефть и природный газ ежегодно растет, а зависимость Китая от внешних источников поставок нефти и газа остается высокой. В 2023 году зависимость Китая от импорта сырой нефти достигла 72,99%, что значительно превышает международный уровень безопасности нефтяной промышленности, а зависимость от импорта природного газа составляет 42,3%, что серьезно влияет на энергетическую безопасность Китая и требует срочного повышения уровня самообеспечения нефтью и газом. Необходимо в срочном порядке начать освоение глубокозалегающих, глубоководных и нетрадиционных месторождений. Подобно тому, как нефть и природный газ, как кровеносная система промышленного общества, постоянно вливают энергию и жизненные силы в функционирование мира, буровой раствор играет такую же роль в буровых работах — его называют «кровью бурения», он выполняет очень важные функции: вынос бурового шлама, выравнивание пластового давления, стабилизация стенок скважины, защита пласта, передача гидравлической мощности, смазка и охлаждение бурового долота. С масштабным развитием освоения глубокозалегающих, глубоководных и нетрадиционных месторождений нефти и газа в процессе бурения буровой раствор будет сталкиваться со все большим количеством проблем, таких как недостаточная термостойкость обработки, трудность регулирования реологических свойств бурового раствора, плохая очистка скважины, что может привести к таким рискам, как потеря устойчивости стенок скважины, потери в скважине, а также трудность контроля за повреждением пласта, что влияет на добычу нефти и газа или открытие новых нефтегазовых месторождений. Проблемы, с которыми сталкиваются буровой и тампонажный растворы, стали глобальной технической проблемой, сдерживающей «безопасное, эффективное, экономичное и экологичное» бурение сложных месторождений нефти и газа, превратившись в «узкое место» технологии. Для решения этой глобальной технической проблемы ученые всего мира изо всех сил пытаются найти решения. Среди них выделяются достижения профессора Цзян Гуанчэна, преподавателя кафедры нефтегазопромыслового дела нефтегазового инженерного факультета Китайского нефтяного университета (Пекин), и его научных коллег. Например, следуя принципу «учиться у природы», Цзян Гуанчэн обратил свой взгляд на морские глубины. Быссус мидий, обладающий сверхвысокой адгезией, вдохновил его на создание биомиметического упрочняющего бурового раствора. Этот буровой раствор показал поразительные результаты в подавлении дисперсии бурового шлама, стабилизации стенок скважины и выносе шлама, что эффективно решает проблему потери устойчивости стенок скважины. За эти годы он также добился ряда исключительно инновационных и выдающихся результатов, в том числе первым разработал количественную технологию «прогнозирования, диагностики и защиты» повреждения пласта на протяжении всего жизненного цикла нефтегазовых скважин, что обеспечивает мощную техническую поддержку для эффективной разработки и устойчивого использования нефтегазовых ресурсов; разработал теорию амфифильных свойств поверхности подземных пород и ряд технологий, которые широко применяются в сверхглубоких и нетрадиционных нефтегазовых скважинах. Результаты были оценены экспертами как «революционный технологический прогресс с 1970-х годов», «определяющий направление развития», «в целом на мировом уровне», результаты внедрены на крупных нефтяных месторождениях Китая и в 11 странах мира, а экономический эффект превысил 10 миллиардов юаней. Познакомившись с миром научных исследований Цзян Гуанчэна, вы обнаружите, что технология биомиметических буровых растворов — это не просто инновация, это глубокое понимание и высокое уважение к законам природы. Его исследования подобны работе «волшебника», который рисует на полотне природы, одновременно фантазируя и строго следуя ритму и гармонии природы. Это и есть уникальный секрет его многолетних исследований буровых и тампонажных растворов, защиты от повреждения пласта и нефтехимической технологии.

　　Свет нефти освещает путь вперед

　　Оглядываясь назад на научный путь Цзян Гуанчэна, его связь с нефтегазовой промышленностью — это результат как его характера, так и влияния окружающей среды. В его характере есть упорство и терпение, которые позволяют ему спокойно заниматься исследованиями в море науки и постоянно углубляться в изучение. Цзян Гуанчэн родился в сельской местности, и тяжелая жизнь привила ему трудолюбие. Это качество стало для него бесценным достоянием в его дальнейшей научной карьере, позволяя ему не только спокойно справляться с монотонными данными и сложными экспериментами в лаборатории, но и сохранять спокойствие и хладнокровие перед лицом суровых условий и неизвестных проблем на нефтяных месторождениях. При заполнении заявления в вуз Цзян Гуанчэн не следовал слепо за модой, а по собственному желанию и по совету классного руководителя выбрал Юго-Западный нефтяной институт (ныне Юго-Западный нефтяной университет). В то время он еще мало что знал о нефтяной промышленности, но картина бурения скважин и сбора геологических материалов геологоразведочным управлением рядом со школой в старшей школе посеяла в его сердце семя исследования тайн нефти. Благодаря своим отличным результатам в 1983 году Цзян Гуанчэн успешно поступил в Юго-Западный нефтяной институт. Этот университет, расположенный на просторах Сычуани, известен своими глубокими академическими традициями и выдающимися достижениями в области нефтяного машиностроения. Как одна из колыбелей нефтяной промышленности Китая, он воспитал бесчисленное множество специалистов в области нефтегазовой промышленности. Тун Мали, Ян Шигуан, Ло Пинъя, Сунь Цзиньшэн, Ху Синци, Чэнь Дацзюнь, Цао Чжэнпин, Лэй Сяньчжан, Е Чжунбин, Дуань Мин, Цзоу Чанцзюнь, Пу Ванфэнь… эти имена сияют, освещая небо китайских нефтегазовых исследований. Под влиянием этого университета Цзян Гуанчэн провел свои драгоценные четыре года обучения в бакалавриате. Изначально специальность Цзян Гуанчэна была «Нефтехимия», одной из первых специальностей в Юго-Западном нефтяном институте, имеющей глубокие традиции. В последние два года обучения специальность была переименована в «Прикладная химия». Это изменение означало, что его научное путешествие больше не ограничивается нефтехимией, а выходит на более обширную территорию прикладной химии. Это обеспечило ему более полную и глубокую систему химических знаний для будущих инновационных исследований в области буровых и тампонажных растворов. Он научился применять основные принципы химии для решения сложных инженерных задач, что сыграло решающую роль в его последующей научной работе.

　　▲ Цзян Гуанчэн

　　Свет нефти освещает путь вперед, песня разведки звучит в сердце». Под звуки мелодичной песни Юго-Западного нефтяного института, купаясь в золотом солнечном свете, рос и крепчал Цзян Гуанчэн. Летом на третьем курсе благодаря отличным результатам он был выбран для оказания помощи профессору Хуан Линьцзи в реализации крупного научно-исследовательского проекта в рамках седьмой пятилетки. В то жаркое лето он вместе с несколькими однокурсниками отправился на завод в Чэнду, чтобы начать экспериментальные работы по проекту и решать возникающие на месте проблемы. Это был его первый настоящий шаг в мир научных исследований, он столкнулся с рядом трудностей, которые возникают на начальном этапе исследований, но ему повезло иметь рядом хороших учителей и друзей. В те времена, когда информация была малодоступна, чтобы найти нужную литературу, он часто ходил вместе с двумя-тремя однокурсниками на автобусе или на велосипеде в библиотеку Сычуаньского университета, где было гораздо больше материалов, чем в университете, это было сокровищем для их поиска знаний. На месте работы им посчастливилось получить руководство опытных мастеров. Эти опытные мастера не только оказывали техническое руководство, но и моральную поддержку. Преподаватели университета также сопровождали их, оказывая внимательное руководство и бескорыстную помощь. На месте работы Цзян Гуанчэн также услышал много историй об академике Ло Пинъя, выдающемся представителе Юго-Западного нефтяного института. Академик Ло своим усердием и неустрашимостью стал образцом для молодых ученых. В тяжелых условиях работы он работал бок о бок с рабочими, демонстрируя приверженность своему делу и самоотверженность. Эти истории не только пробудили в Цзян Гуанчэне интерес к исследованиям в области буровых растворов, но и укрепили его веру в работу в нефтяной отрасли. Первый опыт научно-исследовательской работы Цзян Гуанчэна имел для него огромное значение, он не только заложил основу для его будущей дипломной работы, но и создал прочную базу для полного понимания технологий защиты пластов.

　　В 1987 году Цзян Гуанчэн, окончив университет, начал преподавать в Университете нефти Китая (Восточный Китай), кампус Дунъин. Он проработал там более 20 лет. От оттачивания опыта в важных проектах конца седьмой пятилетки до проявления своих способностей в проектах восьмой пятилетки… Будучи вовлеченным в волну развития стратегических планов Китая в нефтяной отрасли, он достиг одного за другим инновационных прорывов.

　　Стремление к знаниям, путь к исследованиям

　　Скважина Бай 24 в районе Чжунъюань, первая скважина, которую Цзян Гуанчэн пробурил после начала работы, оставила у него неизгладимое впечатление. Эта скважина находится в районе Баймяо уезда Дунмин, провинция Шаньдун, а тыловая часть буровой бригады располагалась в уезде Ланкау, провинция Хэнань — месте, где когда-то работал Цзяо Юйлу. Для успешного бурения Цзян Гуанчэн в течение длительного времени часто курсировал между этими двумя местами. Вместе со своей командой он столкнулся с трудностями низкопроницаемых газовых залежей и начал работу над их решением. Более года работы на месте позволило ему понять разницу между теоретическими знаниями и практикой, а также научиться применять результаты исследований на практике и решать реальные проблемы. Он вспоминает, как был поражен опытом мастеров на месте, даже такая, казалось бы, незначительная вещь, как добавление воды в буровой раствор, на самом деле содержит опыт, знания и мудрость, включая выбор качества воды, контроль минерализации, точное определение времени и количества добавления и т. д. После обучения у мастера Цзян Гуанчэн почувствовал, что ему открылись глаза. Эти детали определяют качество бурового раствора и влияют на успех бурения. «Научившись добавлять воду, вы, по сути, освоили практические знания о буровом растворе», — слова мастера до сих пор звучат в ушах Цзян Гуанчэна. На скважине Бай 24 Цзян Гуанчэн также имел возможность ознакомиться с передовыми технологиями того времени, такими как применение комплексных методов каротажа. Эти новые технологии не только расширили его кругозор, но и предоставили новые идеи и методы для его будущей научной работы. С углублением практического опыта Цзян Гуанчэн почувствовал, что «никогда не будет достаточно знаний», и, сохраняя неутолимое стремление к знаниям, он продолжил обучение в аспирантуре в Университете нефти Китая (Пекин), одновременно готовясь к важнейшему для его научной карьеры государственному проекту по горизонтальному бурению в рамках восьмой пятилетки. «Комплексная технология бурения горизонтальных нефтяных скважин» — это государственный научно-технический проект восьмой пятилетки, который был выполнен совместно нефтедобывающими управлениями Шэнли, Синьцзян, Дацин, Даган и геологоразведочными управлениями, а также рядом университетов и научно-исследовательских институтов. В качестве руководителя проекта Цзян Гуанчэну посчастливилось принять участие во всех этапах проекта, от лабораторных исследований до практического применения, составления отчета о приемке и самой приемки проекта. Этот опыт не только укрепил его навыки как исследователя, но и стал серьезным испытанием его ответственности.

　　▲Группа Цзян Гуанчэна проводит семинар по подготовке молодых специалистов в области энергетики и окружающей среды

　　Успешная разработка технологии бурения горизонтальных скважин в нефтяной промышленности ознаменовала начало новой эры в буровой отрасли, однако этот переход был непростым. По сравнению с традиционными вертикальными скважинами, бурение горизонтальных скважин более сложно, требуя от бура точного горизонтального прохождения пласта на большой глубине. В этом процессе площадь и время контакта бурового раствора с пластом велики, что предъявляет более высокие требования не только к устойчивости стенок скважины, смазывающим свойствам, реологическим свойствам, способности предотвращения и ликвидации утечек бурового раствора, но и к защите пласта, необходимо принимать меры для предотвращения повреждения проницаемости пласта. Эти факторы вместе составляют трудности технологии буровых растворов для горизонтальных скважин. До сих пор Цзян Гуанчэн ясно помнит пять технических проблем, с которыми они столкнулись: устойчивость стенок скважины, очистка ствола скважины, смазка и предотвращение заклинивания, повреждение пласта и потери. Эти проблемы существовали и в вертикальных скважинах, но в горизонтальных скважинах они проявляются более остро. В условиях технологической блокады, отсутствия готового опыта, им пришлось самостоятельно разработать специализированные буровые растворы для горизонтальных скважин. Благодаря техническим исследованиям, они преодолели одну за другой трудности, успешно пробурив первые в стране горизонтальные скважины с радиусом кривизны «большой, средней и малой» длины - скважины Женская MH-1, Гуань H-1 и Гуань H-2, которые до сих пор ясно запечатлены в памяти Цзян Гуанчэна. Бурение этих скважин ознаменовало собой твердые шаги Китая в области техники бурения горизонтальных скважин. Цзян Гуанчэн, как главный исследователь, продвигал проект, используя теоретические исследования, лабораторные испытания и практическое строительство на месте, создав полный комплекс технологий буровых растворов для горизонтальных скважин и получив ряд инновационных результатов. По заключению экспертов, результаты в целом достигли международно передового уровня, и в конечном итоге получили Государственную премию в области научно-технического прогресса 1997 года первой степени. В то же время он почувствовал прочную теоретическую подготовку и непоколебимый характер старшего поколения. Трудности закаляют, все видят цветы и аплодисменты, только Цзян Гуанчэн и его коллеги знают, как непросто дались эти достижения. В дни полевых испытаний горизонтальных скважин на нефтяном месторождении Даган условия жизни были необычайно тяжелыми, даже в еде встречались мухи. Эти воспоминания до сих пор не оставляют Цзян Гуанчэна. Но именно такая среда закалила его волю и настойчивость. В период реализации Государственной программы «Восьмая пятилетка» еще одно дело имело большое значение для Цзян Гуанчэна. Пользуясь доверием своего учителя, он взял на себя задачу по внедрению технологии защиты пласта по всей стране, взяв на себя ответственность за передачу знаний о защите пласта работникам нефтяной промышленности разных уровней. Для того, чтобы лучше преподавать, он не останавливался на внешних проявлениях технологии, а проводил углубленные исследования на нефтяных месторождениях. Его следы пролегли по крупнейшим нефтяным месторождениям от нефтяного месторождения Цзянсу до нефтяного месторождения Даган. Каждое исследование давало ему более глубокое понимание повреждения пласта. В ходе углубленных исследований и тщательной подготовки к занятиям Цзян Гуанчэн обнаружил недостатки международно используемой технологии защиты методом заполнения частиц - ее принцип заключается в использовании твердых частиц с размером, равным 1/2～2/3 среднего размера пор пласта, для закупорки пор и каналов и предотвращения проникновения жидкости. Из-за трудностей точного предсказания размера и распределения пор пласта, определение размера частиц носит слепой характер, технология защиты, основанная на среднем размере пор, не может эффективно закупорить крупные поры и большое количество мелких пор, которые вносят большой вклад в продуктивность, и повреждение пласта остается значительным. Вдохновившись структурой, функциями и принципами поверхности листьев лотоса, Цзян Гуанчэн и его команда создали технологию защиты пласта «фибровое мостообразование - зернистая опора - инертная мембранная изоляция», обладающую международным передовым уровнем, которая преодолевает недостатки, требующие точного предсказания размера и распределения пор пласта, благодаря принципу «самоидентификации, саморегулирования и самоадаптации», что позволяет повысить среднюю эффективность защиты до 98% и выше. В 1999 году он опубликовал новаторскую статью, в которой впервые усовершенствовал технологию защиты методом заполнения частиц. Предложенное в статье решение не только теоретически новаторское, но и было проверено в ходе полевых испытаний в районе Даваньци нефтяного месторождения Тарим. Результаты оказали глубокое влияние, последующие исследования технологии защиты пласта являются дальнейшим развитием этой работы. От практики к практике, ощутив сладкий вкус инноваций, «учись у природы», Цзян Гуанчэн понял, что природа - лучший учитель, в природе скрыты безграничные знания и решения, и он проводил эту идеологию через свои последующие научные исследования и технологические инновации. С мыслью лучше исследовать тайны природы и применять их на практике, в 2001 году он поступил в Китайский океанический университет для продолжения обучения в аспирантуре, чтобы учиться у природы, сочетая знания из разных дисциплин для нефтяного бурения стало его все более четкой целью. Одновременно с этим исследования Цзян Гуанчэна на практике продолжались, путем постоянного накопления и инноваций в технологии, он и его команда сделали много полезных попыток, включая отбор мономеров с амидными, эфирными и другими функциональными группами, использование эмульсионной полимеризации для изобретения микро-наноэмульсионных герметиков с ядро-оболочечной структурой, используя электростатические и химические связи для образования инертного мембранного барьера на стенке скважины; совместное изобретение органических аминных волокон и гидрофобных наночастиц, которые в жестких условиях образуют высокопрочную герметизирующую зону для предотвращения проникновения жидкости. Кроме того, для решения проблем повреждения пласта в процессе добычи нефти и газа, они разработали технологию ремонта и защиты скважин с контролируемым гидролизом, технологию защиты поляризации нагнетательных скважин, технологию защиты от пескообразования в песчаных залежах и др., защитив пласт и повысив продуктивность нефтегазовых скважин. На основе серии технологий они создали обладающую полной независимой интеллектуальной собственностью «теорию и технологию прогнозирования, защиты и оценки повреждения пласта нефтегазовых скважин на протяжении всего жизненного цикла», а также успешно осуществили трансфер результатов и промышленное внедрение в крупнейших нефтяных месторождениях Китая. Результаты были применены в 12 странах на 35 нефтегазовых месторождениях на 11628 скважинах в 2004-2006 годах и 2013-2015 годах, увеличив добычу более чем в 1,5 раза и принеся экономический эффект в размере 4,035 млрд. юаней, став основной технологией увеличения добычи. Эта серия технических прорывов также является основной опорой результатов проекта, удостоенного Государственной премии в области научно-технического прогресса второй степени в 2007 году. Главным исполнителем проекта является Цзян Гуанчэн, главным исполнителем является Китайский нефтяной университет (Восточный), два «первых» находятся в Китайском нефтяном университете (Восточный), что стало новым рекордом с момента основания университета.

　　Учись у природы, внедряй в бурение

　　В 2009 году, благодаря серии инновационных достижений в профессиональной области, Цзян Гуанчэн получил предложение от Китайского нефтяного университета (Пекин) и начал новый этап исследований. Китайский нефтяной университет (Пекин) со своей глубокой академической основой, строгой научной позицией и открытой академической атмосферой является передовым центром исследований в области нефтяной науки. Он предоставил Цзян Гуанчэну более широкую научную и практическую площадку. Вскоре после приезда в Пекин Цзян Гуанчэн получил поддержку проекта Национального фонда естественных наук Китая для выдающихся молодых ученых, став третьим в области нефтяного машиностроения и первым в области химической технологии нефтяных месторождений профессором, получившим грант Национального фонда естественных наук Китая для выдающихся молодых ученых. После этого, в период с «Одиннадцатой пятилетки» до «Тринадцатой пятилетки», он последовательно занимал должность руководителя ключевого проекта Национального фонда естественных наук Китая, главного эксперта проекта «863», единственного руководителя проекта в области нефти, газа и других видов энергии в рамках национального крупного научно-технического проекта для вузов Китая периода «Тринадцатой пятилетки». Учитывая особенности различных скважин нетрадиционных нефтяных и газовых ресурсов, он руководил членами своей группы, основываясь на накопленных знаниях в области биомиметики и других дисциплин, углубленно исследуя технологии и методы в природе, подходящие для разведки и добычи нефти, и за десять лет непрерывных исследований преодолел ряд технических трудностей, став одним из лидеров в области новых теорий и технологий защиты пласта и сложных буровых растворов для нефтяных и газовых скважин, создателем теории и технологии биомиметических и двухгидрофобных буровых растворов.

　　▲ Эксперты изучают буровую площадку в Синьцзяне

　　Во многих растениях и животных в природе наблюдаются удивительные самоочищающиеся свойства, позволяющие им оставаться чистыми без внешнего вмешательства. Например, поверхность листьев лотоса отталкивает капли воды, аналогичное явление наблюдается на листьях риса и таро, крыльях бабочек и лапках водомерок. Это явление называется супергидрофобностью, оно наделяет поверхности этих организмов особыми «неприлипающими» свойствами. В начале своей карьеры, занимаясь исследованием технологий инкрустации частиц для защиты, Цзян Гуанчэн уже изучал соответствующие исследования и накопил ценный опыт. После переезда в Пекин, благодаря грантам, таким как национальный фонд выдающихся молодых учёных, он углубил и расширил свои исследования, добившись инновационных прорывов. Используя в качестве объекта исследования залежи нефти и газа в пористых средах, он обнаружил, что в особых условиях на поверхности горных пород нефтяных и газовых месторождений наблюдается особое явление смачивания — диффузность (то есть, как гидрофобность, так и липофобность), после чего предложил определение двойной диффузности поверхности горных пород в скважине. Можно ли использовать свойства диффузности в природе для решения сложных задач бурения, таких как «сложности бурения и повреждение пластов»? С этой мыслью, неустанно работая над решением задачи, он и его команда получили «ценный подарок от природы и науки» — они разработали два метода оценки диффузности горных пород в нефтяных и газовых месторождениях, выявили свойства поверхности образцов с двойной диффузностью и закономерности впитывания, предложили механизм инверсии двойной диффузности и методы управления, прояснили характеристики вытеснения системы газ-вода в одиночных прямых капиллярах и влияние диффузности на распределение газа-воды-нефти в пористой среде, тем самым создав теорию диффузности поверхности подземных пород. На основе теории диффузности поверхности подземных пород, учитывая особенности различных скважин нетрадиционных нефти и газа, Цзян Гуанчэн руководил командой в практической проверке, получив один за одним реальные инновационные плоды: изобретение высокоэффективной буровой жидкости для плотных нефтяных и газовых скважин сверхгидрофобной сильной закупоркой, которая делает горные породы стенок скважин сверхдиффузными и инертными в неблагоприятных условиях под землей, что в свою очередь обеспечивает подавление на уровне нефтяных буровых растворов (наивысший уровень). По сравнению с передовыми международными технологиями, это снижает сложность бурения на 82,9%, увеличивает скорость на 32,8% и повышает производительность более чем в 1,5 раза. Благодаря технологическим преимуществам, оно было внедрено известной компанией Schlumberger, решив сложные технические проблемы, которые они не могли решить; изобретение бурового раствора для скважин метана из угольных пластов с сильной закупоркой двойной диффузной пленки, решение международных проблем закупорки микро-нанопор и угольного шлама. По сравнению с передовыми международными технологиями, толщина угольного шлама и частота обрушения стенок скважин снизились на 83,3% и 92,6%, соответственно, а производительность увеличилась более чем в 2,1 раза; изобретение высокоплотной безводной нефтяной буровой жидкости для скважин сланцевой нефти/газа с сильной закупоркой и липофобностью, решение важных международных проблем самовсасывания нефти, разрушения горных пород стенок скважин и низкой скорости бурения. По сравнению с передовыми международными технологиями, сложность бурения и затраты на бурение снизились на 87,6% и 38,22% соответственно, а скорость увеличилась более чем в 2,29 раза. Результаты обеспечили технологии уменьшения сопротивления и закупорки для защиты от повреждений для строительства Сулигского крупнейшего в мире, Линсин-Шэньфу — крупнейших в Китае месторождений плотного газа с объемом в несколько сотен миллиардов кубометров; технологическую поддержку для строительства крупнейшего в мире месторождения гравийной нефти Маху, в том числе предотвращения утечек и обрушений; технологии предотвращения обрушений, уменьшения сопротивления и защиты от повреждений для первого в Китае месторождения сланцевого газа Чаннин-Вэйюань с объемом производства 10 млрд кубометров в год; технологическую поддержку для создания крупнейшего в Китае месторождения метана из угольных пластов в бассейне Циншуй… По мере того, как все больше результатов выходит на просторы крупных нефтегазовых проектов по всему миру, инновационные технологии, разработанные Цзян Гуанчэном и его коллегами, не только прижились на нефтяных и газовых месторождениях внутри страны и за рубежом, но и обеспечили китайский подход к устойчивому развитию мировой энергетики, продемонстрировав китайскую мудрость и силу. Результаты исследований по теории диффузности поверхности подземных пород были опубликованы в виде книги «Теоретические основы диффузности поверхности горных пород нефтегазовых залежей в пористых средах (китайский и английский языки)», а часть теоретических результатов по защите пластов вошла в американские учебники по нефтегазовому делу, получив высокие оценки отечественных и зарубежных академиков и экспертов. Результаты были удостоены второй премии Государственной премии за научно-технический прогресс 2012 года (7-е место), специальной премии за научно-технический прогресс министерства 2017 года (1-е место) и золотой медали на национальном конкурсе патентов Китая 2020 года (1-е место). Это единственная золотая медаль национального конкурса патентов в области нефтегазовых скважин в Китае на сегодняшний день. «Природа — действительно величайший дизайнер, она обладает безграничным инновационным потенциалом, который ждёт, когда мы его изучим и используем». По мере углубления исследований Цзян Гуанчэн также восхищается тонким строением и стратегиями выживания живых организмов в природе. Приспособительные характеристики, выработанные этими организмами за долгие годы, дают ему бесконечное вдохновение и идеи — когда он учился в аспирантуре в Китайском океанографическом университете, особенности мидий вдохновили его впоследствии первым внедрить биомиметику в области буровых растворов и создать биомиметическую теорию и технологию буровых растворов. Многоветвистые и костлявые скважины и другие скважины со сложной структурой являются признанными в XXI веке передовыми типами скважин для эффективной добычи нефти и газа, а также основным направлением развития технологий, однако такие проблемы, как обрушение стенок скважин, высокое трение, утечки и повреждение пластов, ещё более актуальны, долгое время оставаясь нерешёнными, представляя собой мировые проблемы в области технологий буровых растворов и являясь решающим фактором успеха бурения скважин со сложной структурой. Для удовлетворения потребностей бурения скважин со сложной структурой, традиционно используемые буровые растворы обычно содержат сульфированные соединения, нефть и другие токсичные реагенты, которые наносят значительный ущерб окружающей среде и экосистеме. Можно ли использовать свойства секретируемых мидиями белков для прикрепления и секретируемой дождевыми червями слизи для цементирования горных пород и смазки каналов для решения сложных проблем, возникающих при бурении скважин со сложной структурой? Вдохновленный способами выживания живых организмов в природе, Цзян Гуанчэн взялся за дело, начав глубокие исследования — благодаря многолетнему опыту он расшифровал принципы цементирования горных пород и смазки каналов этими организмами и прикрепил функциональные группы к специальным полимерным цепочкам, изобретя биомиметический агент для укрепления стенок скважин, способный образовывать «биомиметическую оболочку» на горных породах, усиливать силу сцепления и повышать механическую устойчивость стенок скважин. Он также разработал биомиметическое связующее смазочное средство, способное образовывать химическую связь с поверхностью горных пород и бурильного инструмента, превращая прямое трение между бурильным инструментом и стенками скважин в скольжение между адсорбционными пленками, что значительно снижает трение, создав тем самым биомиметическую теорию буровых растворов, а также экологически чистые, усиленные и сверхсмазочные биомиметические буровые растворы. В частности, биомиметический агент для укрепления стенок скважин может усилить когезию между частицами горных пород, что не только не снижает, но и повышает прочность окружающих пород стенок скважин, а также предотвращает утечки, в то время как наиболее передовые зарубежные технологии могут только замедлить снижение прочности горных пород, не укрепляя стенки скважин; биомиметическое связующее смазочное средство может предотвращать образование завихрений внутри движущейся границы, уменьшая трение между бурильным инструментом/бурильной колонной и бурильным инструментом/стенками скважин. По сравнению с зарубежными технологиями, оно демонстрирует более значительный эффект в снижении сил трения на движущейся границе. Результаты применения весьма значительны. В 2013-2015 годах технология была внедрена на 1142 скважинах на 35 нефтяных и газовых месторождениях в 12 странах мира, снизив частоту обрушения стенок скважин, застревания и заклинивания на 82,6%, 79,7% и 86,4% соответственно, увеличив среднюю скорость бурения на 27,7%, снизив затраты на буровой раствор на 22,9% и повысив добычу нефти и газа более чем в 1,6 раза по сравнению с предыдущими скважинами со сложной структурой. Эффективно решены важные международные проблемы, такие как обрушение стенок скважин, высокое трение, утечки, повреждение пластов и загрязнение окружающей среды в скважинах со сложной структурой, достигнуто гармоничное и устойчивое развитие высокоэффективного бурения скважин со сложной структурой и охраны окружающей среды, награждено второй премией Государственной премии за изобретения 2016 года (первое место). «Биомиметическая теория и технология буровых растворов» и «Теория и технология буровых растворов с сильной закупоркой диффузного типа» вместе способствовали прогрессу в теории и технологии буровых растворов, обеспечив ключевую поддержку для создания китайской модели «сланцевой революции». В частности, биомиметический буровой раствор, как оригинальная разработка, уже привлёк широкое внимание в международном научном сообществе, вызвав всемирный интерес к исследованиям в области биомиметических буровых растворов. Он не только определяет новые направления развития теории, методов и технологий в области буровых растворов, но и привносит в эту область инновационную энергию.

　　Удача со мной, гармония и резонанс

　　Весенние цветы и осенние плоды приносят обильный урожай, поля богаты, амбары полны. Почти 40 лет пройдено под знаменем перемен, почти 40 лет усердных исследований. Цзян Гуаньчэн добился больших успехов в области исследования буровых растворов в Китае, но от начала и до конца он не считал, что достижения принадлежат только ему одному. «Инженерное дело нефтяного бурения — это дело, требующее совместных усилий и коллективного разума». Вплетая свою жизнь в историю борьбы за реализацию очередных пятилеток, Цзян Гуаньчэн давно усвоил веру в то, что «успех может быть не обязательно достигнут мной, но успех обязательно будет достигнут с моим участием». Совместный рост с национальным нефтегазодобывающим делом и рост вместе с командой являются теми вещами, которыми он гордится всю жизнь. «С момента реформ и открытости в Китае с учётом особенностей разведки и освоения нефти и газа в каждый период были организованы государственные групповые научно-технические исследования в области нефтегазового строительства, достигнуты ряд важных научно-исследовательских результатов, постепенно сокращая разрыв с международным уровнем передовых технологий. Преподаватели и студенты нефтегазовой инженерной дисциплины Китайского нефтяного университета (Пекин) всегда участвовали в этом процессе. Благодаря многолетним неустанным усилиям нескольких поколений, они не только успешно выполнили задачи научно-технических разработок, но и создали сильные, рациональные научно-исследовательские группы, накопив уникальные знания и культуру». Всякий раз, упоминая свою команду, Цзян Гуаньчэн не скрывает своей гордости, но больше всего он говорит о бесценном духовном богатстве, которое оставили команде такие старшие коллеги, как профессор Лю Сишэн, академик Шэнь Чжунхоу, академик Гао Дэли, академик Ли Гэньшэн и другие, во время напряженной борьбы.

　　▲ 16 декабря 2019 года эксперты посетили с инспекцией применение биомиметического цементировочного раствора в скважинах сланцевого газа в Чжаотоне

　　Следуя наставлениям старших коллег, Цзян Гуаньчэн, создавая научно-исследовательскую группу по буровым растворам под своим руководством, всегда придерживался одного принципа: он требует от членов группы не только высоких профессиональных навыков, но и высоких моральных качеств. Благодаря этой концепции в группе появились такие выдающиеся личности, как доктор Дэн Чжэнцян, занимавший важные должности в проектах скважин глубиной более 10 000 метров, и доктор У Сюньцзюнь, который в решающий момент спас людей от опасности. Говоря об этих студентах, которые вызывают у него чувство гордости, лицо Цзян Гуаньчэна озаряется удовлетворением. Фактически, будучи руководителем группы, Цзян Гуаньчэн всегда шёл впереди, подавая пример своим членам группы. Во время выполнения программы «Тринадцатая пятилетка» для обеспечения прогресса проекта он никогда не брал отпуска, работая 7 дней в неделю. Постоянная перегрузка привела к тому, что у него появился шум в правом ухе, а слух значительно ухудшился, появились необратимые симптомы, а также грыжа межпозвоночного диска и другие заболевания. Несмотря на мучения от болезни, он не брал больничный, продолжая работать каждый день. Даже когда его состояние ухудшилось настолько, что потребовалась госпитализация, он работал утром, а после обеда ходил на лечение, а вечером возвращался к работе… Сталкиваясь с нехваткой персонала и тяжелыми задачами в области обучения и научных исследований, он внедрил инновационные методы работы, организовал активный обмен мнениями в команде, что позволило решить ряд ключевых технических задач в области бурения и цементирования сложных скважин, достигнув значительных успехов. В глазах членов группы Цзян Гуаньчэн — это особенная личность. Он имеет свой уникальный подход: он настаивает на независимости мысли, поощряя членов группы сохранять открытость и новаторский дух в научных исследованиях. Он призывает к углубленному изучению, но при столкновении с трудностями не зацикливается на одном методе, а умело меняет подход, находя новые пути решения. Он подчеркивает важность междисциплинарного взаимодействия, применяя знания из разных областей к нефтяному бурению. Стоит отметить, что принцип «учиться у природы» всегда проходит красной нитью через его работу и работу его группы. Цзян Гуаньчэн всегда считал, что гармония и баланс в природе — это источник вдохновения для решения сложных проблем. Поэтому он всегда призывает членов группы внимательно наблюдать за явлениями природы, учиться у стратегий выживания живых организмов, находя в этом новые идеи и методы решения проблем. Этот подход, заключающийся в извлечении вдохновения из природы, применении приспособляемости, эффективности и инноваций живых организмов к научным исследованиям, открыл для них новые горизонты. Поиск вдохновения в тонком строении живых организмов, понимание мудрости совместной работы на примере баланса в экосистеме, понимание важности адаптации и эволюции по законам естественного отбора… Эти идеи, полученные из природы, Цзян Гуаньчэн巧妙地融入 в научно-исследовательскую работу по буровым растворам, что позволило его группе достичь прорыва не только в технологиях, но и в идеологии, что дало им больше уверенности и смелости перед лицом неизвестных вызовов. С развертыванием нового раунда национального стратегического планирования в нефтяной отрасли зазвучит новая мелодия гармонии науки и природы.

Электронная почта:

Jack@xshyq.com

Телефон/WeChat:

+8613863922800

Адрес:№ 1318, улица Цзяочжоу, улица Цзяонань, район Хуандао, город Циндао