蔣官澄 | 奏響科技與自然和諧共鳴的石油樂章

“萬物皆規(guī)律，有法天下和”，在蔣官澄所處的廣闊石油科研天地里，他一直堅(jiān)持遵循著“師從自然”的理念，無論是仿生鉆完井液理論與技術(shù)、井下巖石表面雙疏性理論，還是油氣井全生命周期儲(chǔ)層損害預(yù)測(cè)、保護(hù)與評(píng)價(jià)理論與技術(shù)、物理化學(xué)膜暫堵技術(shù)……他和他的科研同伴致力于用多學(xué)科交叉的科學(xué)利器打造一個(gè)現(xiàn)代石油工業(yè)的“伊甸園”。他堅(jiān)信，在這個(gè)神奇的伊甸園里，自然界萬事萬物可以相得益彰，只要留心觀察，加以和諧利用，就能奏出和諧動(dòng)聽的石油樂章。

▲《科學(xué)中國(guó)人》封面人物：蔣官澄

在地球深處，石油和天然氣就像是“黑色的金子”和“藍(lán)色的火焰”，靜默無聲，卻蘊(yùn)藏著澎湃的力量。工業(yè)革命以來，它們不僅是“工業(yè)的血液”，更是人類文明進(jìn)步的不竭動(dòng)力。據(jù)美國(guó)能源信息署最新預(yù)測(cè)，石油和天然氣在2050年前世界能源消耗量中仍居于首位。在未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，油氣仍然是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不可替代的主要能源。

隨著時(shí)代的發(fā)展，全球石油和天然氣消費(fèi)需求逐年增長(zhǎng)，而中國(guó)油氣供應(yīng)對(duì)外依存度長(zhǎng)期居高位。2023年，中國(guó)原油對(duì)外依存度達(dá)72.99%，遠(yuǎn)高于國(guó)際石油安全警戒線，天然氣對(duì)外依存度為42.3%，嚴(yán)重影響中國(guó)能源安全，迫切需要提升油氣自給能力。向深層、深水、非常規(guī)等復(fù)雜油氣進(jìn)軍迫在眉睫。

如同石油和天然氣作為工業(yè)社會(huì)的血脈不斷為這個(gè)世界的運(yùn)轉(zhuǎn)注入動(dòng)力與活力一樣，鉆完井液之于鉆井工程有著同樣的地位和作用——它被稱為“鉆井的血液”，具有攜帶巖屑、平衡地層壓力、穩(wěn)定井壁、保護(hù)儲(chǔ)層、傳遞水功率、潤(rùn)滑和冷卻鉆頭等非常重要的功能。隨著深層、深水、非常規(guī)等復(fù)雜油氣資源開發(fā)的規(guī)?；l(fā)展，在鉆井過程中，鉆完井液會(huì)面臨越來越多的挑戰(zhàn)，如處理劑抗溫能力不足，鉆完井液流變性難于調(diào)控，井眼清潔差，容易引起井壁失穩(wěn)、井下漏失等鉆井風(fēng)險(xiǎn)，以及儲(chǔ)層損害難以控制等，影響油氣井產(chǎn)量或新油氣田的發(fā)現(xiàn)。鉆井液與完井液所面臨的挑戰(zhàn)，已成為世界性技術(shù)難題，成為制約復(fù)雜油氣“安全、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)?！便@探的“卡脖子”技術(shù)。

為解決這一世界性的技術(shù)難題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者們絞盡腦汁做了很多有益的嘗試。其中，中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院油氣井工程系教授蔣官澄和他的研究伙伴的成果獨(dú)樹一幟。譬如遵從“師從自然”的理念，蔣官澄將目光投向海洋深處。貽貝的足絲蛋白展現(xiàn)出的超強(qiáng)黏附能力給了他靈感。他巧妙地將這一特性轉(zhuǎn)化為仿生強(qiáng)固壁型鉆完井液，這種鉆完井液在抑制鉆屑分散、穩(wěn)定井壁、攜屑等方面展現(xiàn)出了驚人的效果，有效解決了井壁失穩(wěn)等問題。多年來，他還取得了一系列極富創(chuàng)新性的卓越成果，包括率先建立了油氣井全過程儲(chǔ)層損害定量“預(yù)測(cè)、診斷與保護(hù)”技術(shù)，為油氣資源的高效開發(fā)和可持續(xù)利用提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐；建立井下巖石表面雙疏性理論并開發(fā)一系列技術(shù)，在超深層與非常規(guī)油氣井得到規(guī)?；瘧?yīng)用等。成果被同行專家在學(xué)術(shù)刊物中評(píng)價(jià)為“20世紀(jì)70年代以來的革命性技術(shù)進(jìn)步”“引領(lǐng)了發(fā)展方向”“整體達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平”，成果在我國(guó)各大油田和海外11個(gè)國(guó)家得到工業(yè)化應(yīng)用，效益達(dá)百億元以上。

走進(jìn)蔣官澄的科研世界，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，仿生鉆完井液技術(shù)不僅僅是一種創(chuàng)新，它是對(duì)自然法則的深刻領(lǐng)悟和崇高致敬。他的研究如同一位“魔法師”在大自然的畫卷上揮毫潑墨，既天馬行空，又嚴(yán)格遵循自然的節(jié)奏和韻律。而這，也正是他多年投入鉆完井液、儲(chǔ)層損害與保護(hù)、油田化學(xué)研究收獲的獨(dú)特法寶。

石油之光，照亮前路

蔣官澄出生于農(nóng)村，艱苦的生活賦予了他吃苦耐勞的品質(zhì)。這種品質(zhì)，在他后來的科研生涯中成了一種寶貴的財(cái)富，讓他不僅在實(shí)驗(yàn)室里能沉著應(yīng)對(duì)枯燥的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，也能在石油勘探現(xiàn)場(chǎng)面對(duì)艱苦環(huán)境和未知挑戰(zhàn)時(shí)，能夠保持淡定和從容。

高考填志愿時(shí)，蔣官澄并沒有盲目跟風(fēng)，而是根據(jù)自己的興趣和班主任的建議，主動(dòng)選擇了西南石油學(xué)院（現(xiàn)西南石油大學(xué)）。那時(shí)的他，雖然對(duì)石油行業(yè)還只是一知半解，但高中時(shí)期地質(zhì)勘探局在學(xué)校旁邊打井采集地質(zhì)資料的場(chǎng)景，已經(jīng)在他心中播下了探索石油奧秘的種子。

憑借優(yōu)異成績(jī)，1983年，蔣官澄如愿進(jìn)入西南石油學(xué)院。這所坐落于川中大地的學(xué)府，以其深厚的學(xué)術(shù)底蘊(yùn)和在石油工程領(lǐng)域的卓越成就而聞名。作為中國(guó)石油工業(yè)的搖籃之一，這里孕育了無數(shù)石油領(lǐng)域的專業(yè)人才。佟曼麗、楊世珖、羅平亞、孫金聲、胡星琪、陳大鈞、曹正品、雷憲章、葉仲斌、段明、鄒長(zhǎng)軍、蒲萬芬……這些名字熠熠生輝，點(diǎn)亮了我國(guó)石油科研的天空。在這所學(xué)府的熏陶下，蔣官澄度過了寶貴的4年本科時(shí)光。

蔣官澄初入校時(shí)，所學(xué)的專業(yè)是油田化學(xué)，這是西南石油學(xué)院在全國(guó)最早設(shè)立的專業(yè)之一，有著深厚的底蘊(yùn)。在入學(xué)的后兩年，這一專業(yè)更名為應(yīng)用化學(xué)。這一轉(zhuǎn)變，意味著他的學(xué)術(shù)之旅不再局限于油田化學(xué)的范疇，而是邁向了更為廣闊的應(yīng)用化學(xué)天地。這為他日后在鉆井液與完井液領(lǐng)域的創(chuàng)新研究，提供了一個(gè)更為全面和深入的化學(xué)知識(shí)體系。他學(xué)會(huì)了如何將化學(xué)的基本原理靈活運(yùn)用于解決復(fù)雜的工程問題，這種能力在他后來的科研工作中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

▲蔣官澄

“石油之光，照亮前行的路，勘探之歌，回蕩在心間。”伴隨著西南石油學(xué)院悠揚(yáng)的歌聲，沐浴在金色的陽光之下，蔣官澄茁壯成長(zhǎng)。大三暑期，因?yàn)楸憩F(xiàn)優(yōu)異，他被選中協(xié)助黃林基老師參與國(guó)家“七五”期間的重大科研項(xiàng)目。在那個(gè)炎熱的夏天，他與幾位同學(xué)一同前往成都烤焦廠，開始參與項(xiàng)目試驗(yàn)和解決現(xiàn)場(chǎng)問題，這是他首次真正踏入科研世界，面臨不少科研起步時(shí)的艱難，幸運(yùn)的是有良師益友相伴。在那個(gè)信息不發(fā)達(dá)的年代，為查找資料，他常常與三兩同學(xué)結(jié)伴，乘坐公交車或騎自行車一次次前往四川圖書館，那里的資料比學(xué)校更為齊全，是他們求索知識(shí)的寶庫(kù)。在現(xiàn)場(chǎng)，他們有幸得到了師傅們的帶領(lǐng)。這些經(jīng)驗(yàn)豐富的師傅，不僅在技術(shù)上給予指導(dǎo)，更在精神上給予他們鼓勵(lì)。學(xué)校的指導(dǎo)老師也陪伴著他們，悉心指導(dǎo)和為他們提供無私的幫助。在現(xiàn)場(chǎng)，蔣官澄同樣聽到了很多關(guān)于西南石油學(xué)院杰出代表羅平亞院士的事跡。羅院士以其刻苦鉆研、不畏艱難的示范，成為年輕學(xué)子心中的楷模。他在艱苦的工作環(huán)境中與工人們并肩作戰(zhàn)，展現(xiàn)出了敬業(yè)與奉獻(xiàn)的精神。這些故事不僅激發(fā)了蔣官澄在鉆完井液研究方面的探索熱情，更堅(jiān)定了他在石油領(lǐng)域埋首耕耘的信念。蔣官澄的首次科研實(shí)踐對(duì)他有著重大的意義，不僅為他之后的畢業(yè)設(shè)計(jì)埋下了伏筆，更為他全面了解儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1987年，本科畢業(yè)的蔣官澄到中國(guó)石油大學(xué)（華東）東營(yíng)校區(qū)任教，板凳甘坐十年冷，這一待就是20余年。從最初在“七五”末期的重要項(xiàng)目中磨煉經(jīng)驗(yàn)，到在“八五”項(xiàng)目中開始嶄露頭角……融入我國(guó)石油戰(zhàn)略規(guī)劃發(fā)展的浪潮中，他收獲了一個(gè)又一個(gè)創(chuàng)新突破。

求索之心，指引探索

中原油田白24井，作為蔣官澄工作后到現(xiàn)場(chǎng)打的第一口井，給他留下了深刻的印象。這口井位于山東省菏澤市東明縣白廟地區(qū)，而負(fù)責(zé)打井的井隊(duì)后勤部則設(shè)在了河南省開封市蘭考縣——那個(gè)焦裕祿曾經(jīng)奮斗過的地方。為順利打井，蔣官澄在很長(zhǎng)一段時(shí)間經(jīng)常往返奔波于兩地。他與團(tuán)隊(duì)一起，面對(duì)著低滲透氣藏的挑戰(zhàn)，開啟了攻關(guān)探索。一年多的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，讓他深刻體會(huì)到了課本知識(shí)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的差異，也讓他學(xué)會(huì)了如何將研究成果應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)，解決實(shí)際問題。難忘現(xiàn)場(chǎng)師傅帶給他的震撼，哪怕是往鉆井液中加水這件看起來微乎其微的事情其實(shí)都飽含著經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和智慧，當(dāng)中涉及水質(zhì)的選擇、礦化度控制、添加時(shí)機(jī)和量的精準(zhǔn)把握等，經(jīng)師傅傳授，蔣官澄有種茅塞頓開的感覺。這些細(xì)節(jié)，決定了鉆井液性能的優(yōu)劣，影響著鉆井的成敗?！皩W(xué)會(huì)了加水，你就相當(dāng)于學(xué)會(huì)了鉆井液現(xiàn)場(chǎng)知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)”，師傅一席話，蔣官澄至今言猶在耳。在白24井，蔣官澄還有機(jī)會(huì)接觸當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)前沿的技術(shù)，如綜合錄井儀的應(yīng)用等。這些新技術(shù)不僅拓寬了他的視野，更為他之后的科研工作提供了新的思路和方法。

隨著實(shí)踐的深入，蔣官澄有一種“永遠(yuǎn)也學(xué)不夠”的感覺，懷抱一顆不斷求索之心，他繼續(xù)攀爬象牙塔——到中國(guó)石油大學(xué)（北京）繼續(xù)攻讀碩士學(xué)位，同時(shí)以更加飽滿的姿態(tài)迎接對(duì)他科研人生有著重大意義的國(guó)家“八五”水平井項(xiàng)目的考驗(yàn)。

“石油水平井鉆井成套技術(shù)”是“八五”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目，由勝利、新疆、大慶、大港石油管理局和勘探局聯(lián)合多家高校及科研機(jī)構(gòu)等集體攻關(guān)完成。作為技術(shù)負(fù)責(zé)人，蔣官澄有幸全程參與了從室內(nèi)研究到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，再到編寫驗(yàn)收?qǐng)?bào)告和項(xiàng)目驗(yàn)收的整個(gè)流程。這份經(jīng)歷不僅鍛煉了他作為科研人員的能力，更是對(duì)他責(zé)任心的一次重要磨礪。

▲蔣官澄團(tuán)隊(duì)舉辦能源與環(huán)境青年人才培養(yǎng)培訓(xùn)班

石油水平井鉆井技術(shù)的研發(fā)成功標(biāo)志著鉆井行業(yè)邁入了一個(gè)新時(shí)代，但這一轉(zhuǎn)變并非易事。與傳統(tǒng)直井相比，水平井的鉆探更為復(fù)雜，要求鉆頭在地下深處精確地沿儲(chǔ)層水平延伸。這一過程中，鉆完井液接觸儲(chǔ)層的面積大、時(shí)間長(zhǎng)，不僅對(duì)鉆完井液的井壁穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性、流變性、防漏堵漏能力等要求更高，而且對(duì)保護(hù)儲(chǔ)層能力要求更嚴(yán)格，必須采取措施以避免損害儲(chǔ)層的滲透率等。這些因素共同構(gòu)成了水平井鉆完井液技術(shù)的難點(diǎn)。時(shí)至今日，蔣官澄仍清楚地記得他們面臨的五大技術(shù)難題：井壁穩(wěn)定、井眼凈化、潤(rùn)滑防卡、儲(chǔ)層損害和漏失問題。這些難題在直井中便已存在，但在水平井中表現(xiàn)得更為嚴(yán)峻。面臨技術(shù)封鎖，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可循，他們必須自主研發(fā)適合水平井的專用鉆完井液。通過技術(shù)攻關(guān)，他們攻克了一個(gè)又一個(gè)難題，分別成功鉆探了國(guó)內(nèi)首口“長(zhǎng)、中、短”曲率半徑的水平井——女MH-1井、官H-1井和官H-2井，至今仍然清晰地刻在蔣官澄的記憶之中。這些井的鉆探，標(biāo)志著我國(guó)在水平井鉆井技術(shù)上邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐。蔣官澄作為主要研究者，推動(dòng)項(xiàng)目通過理論研究、室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工，形成了一整套水平井鉆完井液技術(shù)，取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性成果。經(jīng)專家鑒定，成果總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，最終獲得1997年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。同時(shí)，他也感受到了前輩扎實(shí)的知識(shí)功底和堅(jiān)韌不拔的品質(zhì)。

艱難困苦玉汝于成，眾人看到的是鮮花和掌聲，只有蔣官澄和他的同伴知道成績(jī)得之不易，在大港油田水平井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的日子，生活條件異常艱苦，甚至在飲食中都能吃到蒼蠅，這樣的記憶至今讓蔣官澄難以忘懷。但也正是這樣的環(huán)境，錘煉了他的意志和毅力。

國(guó)家“八五”期間，還有一件事情對(duì)蔣官澄至關(guān)重要。得到恩師信任，他承擔(dān)了一項(xiàng)在全國(guó)推廣儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)的項(xiàng)目任務(wù)，肩負(fù)起向不同層級(jí)石油工作者傳授儲(chǔ)層保護(hù)知識(shí)的重任。為更好地講好課程，他沒有停留在技術(shù)的表象，而是深入油田進(jìn)行細(xì)致的調(diào)研。他的足跡遍布各大油田，從江蘇油田到大港油田，每一次調(diào)研都讓他對(duì)儲(chǔ)層損害有了更深刻的認(rèn)識(shí)。

在深入的調(diào)研和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膫湔n中，蔣官澄發(fā)現(xiàn)了國(guó)際通用的顆粒鑲嵌保護(hù)技術(shù)存在的不足——其原理是利用粒徑等于儲(chǔ)層平均孔徑1/2～2/3的固相顆粒封堵孔喉，阻止流體侵入。因難以精確預(yù)知儲(chǔ)層孔徑與分布，顆粒粒徑的確定存在盲目性，根據(jù)平均孔徑建立的保護(hù)技術(shù)難以封堵對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)大的大孔喉與數(shù)量較多的微小孔喉，儲(chǔ)層損害仍較嚴(yán)重。

受荷葉表面結(jié)構(gòu)、功能和原理的啟發(fā)，蔣官澄和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的“纖維架橋－顆粒支撐－惰性膜阻隔”的儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)，通過“自識(shí)別、自調(diào)節(jié)、自適應(yīng)”原理，克服了需精確預(yù)知儲(chǔ)層孔徑與分布的缺點(diǎn)，使平均保護(hù)效果提升到98%以上。1999年，他發(fā)表了一篇開創(chuàng)性的論文，首次改進(jìn)顆粒鑲嵌保護(hù)技術(shù)。論文中提出的解決方案不僅在理論上具有創(chuàng)新性，更在塔里木油田大宛齊地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。成果影響深遠(yuǎn)，后續(xù)研究者對(duì)儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)的相關(guān)研究都是在此基礎(chǔ)之上的深入拓展。

從實(shí)踐中來再到實(shí)踐中去，嘗到“師從自然”創(chuàng)新甜頭的蔣官澄意識(shí)到：自然是最好的老師，自然界中蘊(yùn)含著無盡的智慧和解決方案，并將這一理念貫穿于他之后的學(xué)術(shù)探索和技術(shù)創(chuàng)新之中。懷抱更好探尋自然奧妙并用于工程實(shí)踐的想法，2001年，他踏入中國(guó)海洋大學(xué)繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，向自然學(xué)習(xí)，融合多學(xué)科知識(shí)用于石油鉆探成為他越來越清晰的目標(biāo)。

與此同時(shí)，蔣官澄在實(shí)踐中的探索還在持續(xù)，通過不斷積累和創(chuàng)新技術(shù)，他和團(tuán)隊(duì)還做了很多有益的嘗試，包括優(yōu)選含酰胺基、酯基等功能基團(tuán)單體，采用乳液聚合法，發(fā)明了具核殼結(jié)構(gòu)的微納米乳液封堵劑，通過靜電力與化學(xué)鍵力在井壁形成惰性膜屏障；協(xié)同發(fā)明的有機(jī)胺纖維與疏水納米顆粒，在苛刻工況下，形成高強(qiáng)度封堵帶，阻止流體侵入等。此外，針對(duì)油氣開發(fā)生產(chǎn)中的儲(chǔ)層損害問題，他們分別研發(fā)了可控水解修井保護(hù)技術(shù)、注水井極化保護(hù)技術(shù)、出砂油藏防砂保護(hù)技術(shù)等，保護(hù)了儲(chǔ)層，提高了油氣井產(chǎn)量。以系列技術(shù)為基礎(chǔ)，他們創(chuàng)建了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“油氣井全生命周期儲(chǔ)層損害預(yù)測(cè)、保護(hù)與評(píng)價(jià)理論與技術(shù)”，并在我國(guó)各大油田成功實(shí)現(xiàn)了成果轉(zhuǎn)化與工業(yè)化規(guī)模推廣應(yīng)用。成果于2004—2006年、2013—2015年在12個(gè)國(guó)家35個(gè)油氣田的1.1628萬口井上規(guī)模應(yīng)用，增產(chǎn)1.5倍以上，創(chuàng)效40.35億元，成為增儲(chǔ)上產(chǎn)主要技術(shù)。這一系列技術(shù)突破也是他和單位2007年獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)項(xiàng)目成果的主要支撐。項(xiàng)目第一完成人為蔣官澄、第一完成單位是中國(guó)石油大學(xué)（華東），兩個(gè)“第一”都在中國(guó)石油大學(xué)（華東），創(chuàng)造了建校以來的新紀(jì)錄。

師從自然，賦能鉆井

2009年，憑借在專業(yè)領(lǐng)域的系列創(chuàng)新成果，蔣官澄獲得中國(guó)石油大學(xué)（北京）拋來的橄欖枝，開啟了又一段探索征程。

中國(guó)石油大學(xué)（北京）以其深厚的學(xué)術(shù)底蘊(yùn)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和開放的學(xué)術(shù)氛圍，成為石油科學(xué)研究的高地。它為蔣官澄提供了更廣闊的科研和實(shí)踐舞臺(tái)。到北京不久，蔣官澄便獲得國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目的支持，成為我國(guó)石油工程領(lǐng)域第三個(gè)、油田化學(xué)方向第一個(gè)獲得國(guó)家自然科學(xué)杰出青年基金資助的教授。此后“十一五”到“十三五”期間，他先后成為國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、“863”項(xiàng)目首席專家、我國(guó)高校油氣等能源領(lǐng)域“十三五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)的唯一項(xiàng)目長(zhǎng)等。針對(duì)不同非常規(guī)油氣井的特殊性，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員基于之前積累的關(guān)于仿生學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，深入探索研究自然界里適合石油勘探開發(fā)的技術(shù)和方法，經(jīng)過十余年時(shí)間持續(xù)研究，攻克了系列技術(shù)難題，成為保護(hù)儲(chǔ)層和復(fù)雜油氣鉆井液新理論與新技術(shù)的引領(lǐng)者之一、仿生鉆井液和雙疏鉆井液理論與技術(shù)的原創(chuàng)者。

▲專家調(diào)研新疆鉆井現(xiàn)場(chǎng)

在自然界中，許多動(dòng)植物的表面都擁有令人驚嘆的自清潔特性，它們無需外界干預(yù)就能保持清潔，如荷葉的表面能排斥水珠，水稻和芋頭葉的葉片，以及蝴蝶翅膀和水黽的腳等，都展現(xiàn)出了類似的神奇現(xiàn)象。這種現(xiàn)象被稱為超疏水性，它賦予了這些生物表面一種特殊的“不沾”能力。

蔣官澄早年在研究顆粒鑲嵌保護(hù)技術(shù)時(shí)對(duì)相關(guān)研究就有涉獵，并積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。到北京后，基于國(guó)家杰出青年科學(xué)基金等項(xiàng)目資助，他將相關(guān)研究繼續(xù)深入拓展，取得了創(chuàng)新突破。以多孔介質(zhì)油氣藏為研究對(duì)象，他發(fā)現(xiàn)油氣藏巖石表面在特殊情況下存在一種特殊潤(rùn)濕現(xiàn)象——雙疏性（即疏水又疏油的現(xiàn)象），繼而提出了井下巖石表面雙疏潤(rùn)濕性的定義。

能不能利用自然界雙疏的特性解決鉆井過程中遭遇的“鉆井復(fù)雜與儲(chǔ)層損害”的難題？帶著這一想法堅(jiān)持不懈攻關(guān)，他和團(tuán)隊(duì)收獲了“來自自然界和科學(xué)界相互融合的寶貴禮物”——他們建立了兩種油氣藏巖石雙疏評(píng)價(jià)方法，揭示了雙疏性巖樣表面性質(zhì)及滲吸規(guī)律，提出了雙疏反轉(zhuǎn)機(jī)理和控制方法，厘清了單直毛細(xì)管氣-水體系驅(qū)替特性和雙疏性對(duì)多孔介質(zhì)中氣-水-油分布特征的影響，從而創(chuàng)建了井下地層巖石表面雙疏性理論。

基于井下地層巖石表面雙疏性理論，針對(duì)不同非常規(guī)油氣井的特殊性，蔣官澄帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投入實(shí)踐驗(yàn)證，收獲了一個(gè)又一個(gè)實(shí)實(shí)在在的創(chuàng)新果實(shí)：發(fā)明超疏水強(qiáng)封堵高效能致密油氣井鉆井液，使井壁巖石在井下惡劣環(huán)境中呈超雙疏和惰性，繼而使抑制性達(dá)到油基鉆井液水平（最高水平），與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相比，減少井下復(fù)雜率82.9%、提速32.8%、提高產(chǎn)量1.5倍以上，并因技術(shù)優(yōu)勢(shì)被著名的斯倫貝謝公司引進(jìn)，解決了他們難以解決的技術(shù)難題；發(fā)明雙疏聚膜強(qiáng)封堵煤層氣井鉆井液，解決了微納米孔縫封堵和煤屑床等國(guó)際難題，與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相比，煤屑床厚度、井塌事故率分別降低83.3%、92.6%，產(chǎn)量提高2.1倍以上；發(fā)明疏油型強(qiáng)封堵頁(yè)巖油/氣井高密度無土相油基鉆井液，解決了自吸油對(duì)井壁巖石破壞和鉆速慢等重大國(guó)際難題，與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相比，井下復(fù)雜率和鉆井成本分別降低87.6％、38.22%，提速2.29倍以上。

成果為蘇里格世界級(jí)特大型、臨興－神府?dāng)?shù)千億方大型致密氣田建設(shè)提供了減阻與封堵防損害技術(shù)；為瑪瑚世界最大礫巖油田建成提供了防漏防塌等技術(shù)支撐；為我國(guó)第一個(gè)年產(chǎn)100億方的長(zhǎng)寧—威遠(yuǎn)超高壓復(fù)雜頁(yè)巖氣田提供了防塌減阻防損害技術(shù)；為沁水盆地建成我國(guó)最大煤層氣田提供了增產(chǎn)型鉆井液技術(shù)支撐……當(dāng)越來越多的成果走向世界各大石油工程廣闊天地，蔣官澄和他的研究同伴們開發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)不僅在國(guó)內(nèi)外油田中生根發(fā)芽，更為全球能源的可持續(xù)發(fā)展提供了中國(guó)方案，展現(xiàn)了中國(guó)智慧和中國(guó)力量。

井下地層巖石表面雙疏性理論成果獲邀編輯成《多孔介質(zhì)油氣藏巖石表面雙疏性理論基礎(chǔ)（中英文版）》，且部分儲(chǔ)層保護(hù)理論成果入編美國(guó)大學(xué)石油工程專業(yè)教材，得到國(guó)內(nèi)外院士與專家們公開高度評(píng)價(jià)。成果先后榮獲2012年國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（排名第七）、2017年部級(jí)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)（排名第一）等，還獲得2020年中國(guó)專利金獎(jiǎng)（排名第一），是迄今為止全國(guó)油氣井工程領(lǐng)域榮獲的唯一中國(guó)專利金獎(jiǎng)。

“大自然真的是最偉大的設(shè)計(jì)師，它擁有無限的創(chuàng)新潛力，等待我們?nèi)ヌ剿骱屠?。”?dāng)探索的腳步越來越深入，蔣官澄也感慨于自然界生物的精妙構(gòu)造和生存策略，這些生物在漫長(zhǎng)歲月中演化出的適應(yīng)性特征，為他提供了無盡的靈感和啟示——當(dāng)他在中國(guó)海洋大學(xué)攻讀博士學(xué)位時(shí)，海洋生物貽貝所展現(xiàn)的特性就為他之后率先將仿生學(xué)引入鉆完井液領(lǐng)域，創(chuàng)建仿生鉆完井液理論與技術(shù)埋下了伏筆。

多分支、魚骨刺井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井是21世紀(jì)國(guó)際公認(rèn)的高效開發(fā)油氣的先進(jìn)井型和主要技術(shù)發(fā)展方向，但井塌、高摩阻、井漏、儲(chǔ)層損害等問題更突出，長(zhǎng)期未得到解決，已成為世界性鉆完井液技術(shù)難題和決定復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井成敗的關(guān)鍵。為滿足復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的鉆井需要，原來鉆完井液通常含磺化類、油類等有毒處理劑，對(duì)自然環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)破壞大。

能不能利用海洋貽貝生物分泌黏附蛋白和蚯蚓分泌黏液能夠膠結(jié)巖石且潤(rùn)滑通道的特性來解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井中面臨的難題？受到大自然生物生存方式啟發(fā)的蔣官澄說干就干，開啟了深入探索——通過多年積累，他破解了這些生物膠結(jié)巖石與潤(rùn)滑孔道的原理，并將功能官能團(tuán)接枝到特殊聚合物鏈上，發(fā)明了能在巖石上形成“仿生殼”、增強(qiáng)膠結(jié)力、提高井壁力學(xué)穩(wěn)定性的仿生固壁劑。他還研發(fā)了能與巖石和鉆具表面發(fā)生鍵合作用、使鉆具與井壁間的直接摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)槲侥らg的滑動(dòng)、大幅降低摩阻的仿生鍵合型潤(rùn)滑劑，繼而創(chuàng)建了仿生鉆完井液理論，以及環(huán)保、強(qiáng)化井眼、超潤(rùn)滑型仿生鉆完井液新技術(shù)。其中，仿生固壁劑可增強(qiáng)巖石顆粒間內(nèi)聚力，使井壁圍巖強(qiáng)度不僅不降低反而增加，并防止井漏，而國(guó)外最先進(jìn)的技術(shù)僅能減緩巖石強(qiáng)度降低、不能加固井壁；仿生鍵合型潤(rùn)滑劑可阻止流動(dòng)邊界內(nèi)出現(xiàn)渦流、減少鉆具/套管和鉆具/井壁間摩阻，與國(guó)外技術(shù)相比，它在減少流動(dòng)邊界摩擦阻力等方面效果更為顯著。

成果應(yīng)用效果顯著。2013—2015年，技術(shù)已在國(guó)內(nèi)外12個(gè)國(guó)家的35個(gè)油田推廣應(yīng)用1142口井，井塌、阻卡、卡鉆復(fù)雜率分別降低82.6％、79.7％、86.4％，平均鉆速提高27.7％，鉆井液成本降低22.9%，油氣產(chǎn)量較以前復(fù)雜結(jié)構(gòu)井提高1.6倍以上，有效解決了復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的井塌、高摩阻、井漏、儲(chǔ)層損害、環(huán)境污染等重大國(guó)際難題，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)井高效鉆井與環(huán)境保護(hù)的和諧、可持續(xù)發(fā)展，獲2016年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（排名第一）等。

“仿生鉆完井液理論與技術(shù)”與“雙疏型強(qiáng)封堵鉆完井液理論與技術(shù)”共同促成了鉆完井液理論與技術(shù)的進(jìn)步，為中國(guó)模式“頁(yè)巖革命”的創(chuàng)建提供了關(guān)鍵支撐。特別是仿生鉆完井液作為一項(xiàng)原創(chuàng)性成果，已經(jīng)在國(guó)際學(xué)術(shù)界引起了廣泛的關(guān)注，激發(fā)了全球范圍內(nèi)對(duì)仿生鉆完井液研究的熱潮。它不僅引領(lǐng)了鉆完井液領(lǐng)域的新理論、新方法和新技術(shù)的發(fā)展方向，而且為這一領(lǐng)域帶來了創(chuàng)新的活力。

功成有我，和諧共鳴

春華秋實(shí)結(jié)碩果，良田豐饒谷滿倉(cāng)。近40年風(fēng)雨兼程，近40年潛心研究，蔣官澄在我國(guó)鉆完井液研究領(lǐng)域收獲了滿園碩果，但自始至終，他都不覺得成果屬于他一個(gè)人，“石油鉆井工程是一項(xiàng)需要聚眾力、集眾智才能成事的事業(yè)”，將人生融入國(guó)家一個(gè)又一個(gè)“五年計(jì)劃”的奮斗軌跡中，蔣官澄早就樹立起“功成不必在我，功成必定有我”的信念意識(shí)。與國(guó)家石油鉆井事業(yè)共同成長(zhǎng)，與團(tuán)隊(duì)一同成長(zhǎng)是他視為值得驕傲一生的事情。

“我國(guó)自改革開放以來，針對(duì)每一時(shí)期石油天然氣勘探開發(fā)的特點(diǎn)，在油氣井工程領(lǐng)域連續(xù)組織了國(guó)家級(jí)的集團(tuán)性科技攻關(guān)研究，取得了一系列重要科研成果，逐步縮小了與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平的差距。中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣井工程學(xué)科的師生們始終參與其中，經(jīng)過幾代人堅(jiān)持不懈的努力，不僅出色地完成了科技攻關(guān)任務(wù)，而且造就了一支又一支實(shí)力雄厚、結(jié)構(gòu)合理的創(chuàng)新研究隊(duì)伍，沉淀了特有的底蘊(yùn)和文化?！泵棵刻岬阶约核诘膱F(tuán)隊(duì)，蔣官澄都難掩自豪，而他談?wù)摰米疃嗟?，還是劉希圣教授、沈忠厚院士、高德利院士、李根生院士等老前輩們?cè)趭^戰(zhàn)過程中給團(tuán)隊(duì)留下的寶貴精神財(cái)富。

秉承前輩的教誨，蔣官澄在建立以他為帶頭人的鉆完井液科研團(tuán)隊(duì)時(shí)，始終秉承一個(gè)原則：不僅要求團(tuán)隊(duì)成員要有精湛的業(yè)務(wù)能力，更要有高尚的思想品德。在這一理念的加持下，團(tuán)隊(duì)先后涌現(xiàn)出在萬米深井項(xiàng)目中擔(dān)任重要職務(wù)的鄧正強(qiáng)博士，在關(guān)鍵時(shí)刻挺身而出、救人于危難的吳雄軍博士等。談起這些讓他感到自豪的學(xué)生時(shí)，蔣官澄是滿臉欣慰的表情。

事實(shí)上，作為團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)頭人，蔣官澄始終身先士卒，為隊(duì)員做著表率：“十三五”項(xiàng)目攻關(guān)期間，為保證項(xiàng)目進(jìn)度，他從不休假，一周總是保持工作7天的工作狀態(tài)。連續(xù)的超負(fù)荷工作導(dǎo)致他右耳出現(xiàn)耳鳴甚至聽力嚴(yán)重受損，癥狀不可逆，還患上了腰間盤突出等，遭受病痛折磨，但他并沒有因此請(qǐng)假休息，仍然每天堅(jiān)持工作，即使病情嚴(yán)重到必須上醫(yī)院治療的時(shí)候，他也是上午工作，下午抽時(shí)間治療，晚上回來繼續(xù)工作……面臨人員緊張、教學(xué)科研任務(wù)繁重的困難，他創(chuàng)新工作方式，組織團(tuán)隊(duì)人員積極溝通交流，集中攻克了一批復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆完井液關(guān)鍵技術(shù)難題，取得了豐碩的成果。

在團(tuán)隊(duì)成員的眼中，蔣官澄是個(gè)很特別的存在，他有自己一套獨(dú)特的理念——他堅(jiān)持思想的獨(dú)立性，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員在科研探索中保持開放和創(chuàng)新的精神；他倡導(dǎo)深入鉆研，但在遇到難題時(shí)，不拘泥于一種方法，而是靈活轉(zhuǎn)換思路，尋找新的解決途徑；他強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的碰撞融合，將不同領(lǐng)域的知識(shí)應(yīng)用于石油鉆井領(lǐng)域。值得一提的是，“師從自然”的理念始終貫穿在他和團(tuán)隊(duì)的工作中。蔣官澄始終認(rèn)為，自然界的和諧與平衡，是解決復(fù)雜問題的靈感之源。所以他一直鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員細(xì)心觀察自然界的現(xiàn)象，學(xué)習(xí)生物的生存策略，從中發(fā)現(xiàn)解決問題的新思路和新方法。這種從自然界中汲取靈感，將生物的適應(yīng)性、效率和創(chuàng)新性應(yīng)用到科研工作中的方法，為他們打開了一片新的天地。

從生物的精妙構(gòu)造中尋找設(shè)計(jì)的靈感，從生態(tài)系統(tǒng)的平衡中領(lǐng)悟協(xié)同工作的智慧，從自然選擇的法則中理解適應(yīng)與進(jìn)化的重要性……這些來自自然界的啟發(fā)，被蔣官澄巧妙地融入鉆完井液的科研工作之中，使得他所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)不僅在技術(shù)上取得突破，更在理念上達(dá)到了新的高度，讓他們?cè)诿鎸?duì)未知挑戰(zhàn)時(shí)，有了更多的信心和勇氣。伴隨著新一輪國(guó)家石油戰(zhàn)略規(guī)劃藍(lán)圖的徐徐打開，新一曲科技與自然的和諧共鳴正在奏響。