019年7月，一个轰动的消息从新疆塔克拉玛干大沙漠传来：塔里木油田负责的轮探1井顺利完钻，井深达8882米，成为目前亚洲陆上最深井，相当于在地下打穿了一个珠穆朗玛峰！

      塔克拉玛干沙漠是世界第二大流动性沙漠，塔里木油田身处沙漠腹地，被誉为“死亡之海”中的宝藏，这是人类工程史上又一奇迹，同时也标志着塔里木油田超深井钻井技术达到世界领先水平。

      面对轮探1井地质资料极度匮乏，工程师和科学家们反复优化论证，成功克服超高压、超高温、超高地应力等一系列钻探难题，将钻头送达接近9000米的地层深处。由中国建材总院自主研发的油井水泥以其优异的性能，作为钻井管道的护航舰，在严苛的地质环境下高质量地完成了油井固井，为“中国奇迹”又添上了浓墨重彩的一笔。

固井施工现场

从零开始，大庆油田幕后的“铁人”

      1959年，位于黑龙江省的松基3井喷出工业油流，标志着大庆油田的正式发现。老一辈石油人创造性地应用和发展了陆相生油理论，找到了全球最大的陆相砂岩油田——大庆油田，打破了“中国贫油论”，这个消息迅速传遍南北，举国欢庆。而国家石油部和相关科技人员并没有过多时间来庆祝，摆在他们面前的有一项艰巨而重大的任务——如何对资源进行有效开采。其实，早在大庆油田发现的前期，国家就已经未雨绸缪，开始在石油开采领域的探索。

      1958年前后，受国家石油工业部委托，原国家建材局将油井水泥的研发交给了新中国第一个建材科研机构，同时也是我国建材领域最具实力的中国建材总院，接到命令后，总院各部门迅速投入工作，紧锣密鼓地筹备与开展油井水泥的研发工作。

      油井水泥专用于油井、气井的固井工程，又称堵塞水泥。它的主要作用是将套管与周围的岩层胶结封固，封隔地层内油、气、水层，防止互相串扰，以在井内形成一条从油层流向地面且隔绝良好的油流通道。这就要求其在水泥浆注井的过程中有一定的流动性和适当的密度；水泥浆注入井内后，应较快凝结，并在短期内达到相当的强度；硬化后的水泥浆应有良好的稳定性和抗渗性、抗蚀性。

      建国初期，百废待兴，中国建材总院的科学家参考前苏联油井水泥生产与质量标准，经过一段时间的刻苦专研，逐步探索出油井水泥的生产技术，并逐步运用于实践。2年多的时间，通过一次次试验与生产，中国建材总院所研发的第一款国产油井水泥逐步揭开了神秘面纱，1960年，这种水泥陆续由江南水泥厂、抚顺水泥厂两家历史悠久的水泥厂进行了工业化生产，并成功运用于大庆油田的油井固井。

      回忆起那难忘的大会战时光，中国建材总院的老科学家们不甚唏嘘，虽然无法同王进喜一般，时刻在一线冲锋陷阵，但他们是大庆油田幕后的“铁人”。那段时间里，他们总是通宵达旦，实验大楼彻夜灯火通明，为了国家的需求，大家都在齐心协力，加紧研发油井水泥。而研发的成果也让人欣喜，如同攻城略地一般，总院老一辈科学家在极短的时间内攻克了一个又一个技术壁垒，从研发到应用仅用了两三年的时间，中国建材总院成功在大庆油田大会战中贡献了超高“战斗值”。如今，60年过去了，大庆油田依然在为国家的发展源源不断地输送动力。

勇于开拓，挑战一切“不可能”

      1988年，总院不仅攻克国产化难题，而且主导制定了GB 10238《油井水泥》国家标准，制定出了一套“土生土长”油井水泥产品标准，经过多次修订更新至2015年版，并且沿用至今，该项技术成果也曾多次获得国家科技进步奖。

      在这之后，中国建材总院的特种水泥研发不断推进与推广，我国特种水泥事业出现了迅猛发展。我国特种水泥厂实现了从技术到工艺的“中国制造”。至此，我国油井水泥从技术工艺、产品标准到生产、运用都真正实现了本土化。

      30多年来，由中国建材总院研发的油井水泥服务于国内外多个油田，截至目前，我国每年油井水泥的产量约为300万吨，由它们浇筑而成的固井结构稳扎稳打地为国家能源行业续航。

      进入21世纪，中国建材总院特种水泥研究团队刻苦修炼，在科研人员的不懈研发下，如今的油井水泥可谓十八般武艺样样精通，不仅能用于原油开采，还可用于页岩油、页岩气、可燃冰、天然气等新型能源的开采。

      目前，中国的石油固井技术在一些方面已经实现了超前领跑。因为相较于那些一铲子就能挖出“黑金”的石油大国，中国本土石油采集深度深、难度大、成本高，加之我国复杂至极的地质地貌条件，使得能源采集环境显得尤为苛刻。

      以塔里木油田8882米的轮探1井为例，每往下挖100米，地温将升高2℃～3℃，也就是说，当油井水泥到达位于“地底的珠穆朗玛之巅”时，将处于230℃～240℃左右温度环境下，此外还需要承受高于地面数百倍的压强。而固井中下灌的油井水泥必须在0℃～240℃这个巨额的温度区间中保持稳定的压强、温度、流动性、黏性以及硬化后的韧性、硬度等一系列复杂的条件。在水泥浆下灌过程中，还需严格控制水泥浆凝固时间，也就是说要让同一种水泥在不同的温度和压力条件下按照规定时间实现快速凝固成型，难度可想而知。

      水泥浆是极易产生化学反应的水化物体，固井施工过程中，地下的地质、温度、压力以及特殊气体等都可能会对水泥浆产生不利影响，进而影响后期固井效果，使得固井水泥环出现裂纹，裂纹受到地下压强的影响逐步扩大，则极有可能会导致油气外漏，更严重者甚至会造成井喷等恶性事件的发生。除了施工时的难度，固井所用的水泥还需维持10～15年使用寿命。

      随着大庆、胜利等老牌油田开发的深入，进入了深度挖潜阶段，在地质因素、工程因素的综合影响下，这些老牌油田存在着一些还余有未开采油气的老井以及部分无法修复的废弃井，存在着资源浪费和潜在的安全威胁。中国建材总院特种水泥团队开始着手研制废弃井修复材料，专注于研发用于修复的油井水泥。从水泥品质上来看，修复时需要的油井水泥复杂程度远高于开采时使用的材料，这是由于废弃老井的固井水泥环受到地下气体、液体、砂石等长期冲蚀，导致水泥环破损、失去作用。采用性能更优的油井水泥对破损区域进行修复，完成之后的强度与韧性会比原本更高。在不断研究与实践下，这种专门用于修复废弃井的油井水泥成功应用于该项目，并取得了良好的成效，为我国的能源可持续发展战略又一次创下功绩。

      近年来，我国石油勘探工作不断推进，数个高储量的油气田被探索出来，它们多数都伴随着地质复杂、开采难度大等特点，对水泥材料也提出了更加苛刻的要求。但这并难不倒永远在探索未知的总院科研人员，他们就是要变一切不可能为可能。

携手伙伴，大步向前“共创共赢”

      几十年来，中国建材总院的油井水泥技术助力了大庆油田、辽河油田、胜利油田、华北油田、中原油田、大港油田、长庆油田、四川油田、克拉玛依油田、塔里木油田等国家重点油田的石油开采项目，常年稳定的合作奠定了总院在特种水泥领域无可替代的口碑。

      在生产方面，从最早的江南水泥厂、抚顺水泥厂到如今的嘉华公司 、河南同力、青松建化、天山水泥、葛洲坝水泥、山东华银、大连水泥等全国20余家知名特种水泥企业，作为中国建材总院的长期合作伙伴，积极配合和参与特种水泥的研发，在总院的技术支持下积极调整，制备出了质量高、性能好、工艺领先的油井水泥，服务了多个国家重大工程建设。针对部分水泥企业“走出去”的发展需求，帮助企业梳理水泥原材料从开采、生产到销售的全套环节细节，提出相关的规技术建议，以达到精细化生产的效果，协助他们进行API国际认证的技术咨询工作。

      此外，油井水泥还走出了国门，特别是进驻“一带一路”战略国家，同北京凯盛、中材国际等中国建材集团旗下的海外工程企业一同支援非洲国家的能源开采与基础设施建设。如刚果布的FORSPAK油井水泥生产线项目、阿尔及尼亚的STG油井水泥生产线项目等，总院技术人员手把手地教给当地水泥厂工人先进的工艺技术，为当地的经济发展带去了尖端的技术和源源不断的动力，同时也深化了中国与“一带一路”沿线国家的友谊。

薪火相传，路在脚下心向“远方”

      今天，由中国建材总院研发的油井水泥“固”住了一个又一个“动力源泉”，让黑色能源之花在世界各个角落绽放开来。这一切源于总院几十年的积淀，也来自于一个10多人组成、平均年龄仅35岁的年轻团队。

      这个年轻的团队充分吸收了总院特种水泥团队前辈们传承下来的养分，在中国建材集团的正确领导下，凭借着中国建材总院强大的科研实力，充分挥洒智慧与想象力，攻克了一个又一个复杂的油井水泥技术难题，一刻不停地推动着我国特种水泥技术的进步。他们认为，每一口油井都有其独特的性格，要想保证工程万无一失，必须经过专业的现场勘探与实验室中反复实验调配，以及生产环节的严格监督。

      他们大多正值而立，或新婚燕尔，或正值儿女成长的最好时刻，为了确保水泥成品的质量，反复奔走于实验室、生产现场、施工现场，每个环节都要严格把控。

      中央企业劳动模范、水泥科学与新型建筑材料研究院院长文寨军作为团队领头人，积极践行以国家重大工程建设需求为导向，以引领特种水泥行业发展为目标的团队精神。文寨军回忆，早在1994年，他刚刚参加工作的时候，曾赶赴水泥企业参与技术服务，当时的技术还并不成熟，但时间紧、任务重。为了调试好需要使用的油井水泥，他花了整整七天七夜的时间，而怀着忐忑的心情看到水泥浆灌入井下成功固井的时刻，年轻的他心中是满满的成就感。

      “不能把经验当技术，但丰富的经验可以提供一定的参考。”特种水泥团队学术带头人郭随华博士在接受采访时向记者讲到，作为中国特种水泥领域的绝对王牌，团队的每一位成员都深感自豪，但绝不是自负。他们坚持奉行不断学习提升，他们总是与工厂中的技术人员打成一片，相互切磋技艺，屡屡碰撞出科技的火花。

      “我们研发的水泥都是服务于国家重点工程的重要材料，一旦出现问题，那就会是大问题。”这是团队科研人员时常挂在嘴边的话，也是他们万事追求完美的重要原因。

      一个新的材料从研发到运用可能需要几十年的时间，耗费几代人的汗水与心血，特别是如油井水泥这类国家基础建设的重点材料。以国家重大工程建设需求为导向，以引领水泥新材料的质量发展为目标，中国建材总院稳扎稳打，与国家油井事业并肩作战，不断开拓油井水泥的无限可能。

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