追记刘广志院士：钻探一生求索路

刘广智(1923年3月11日-2014年11月19日)，中国工程院高级院士。他曾就读于西南联合大学机械系、西北工业大学航空系和北洋大学矿冶系。曾任中国地质学会勘探工程委员会主席、国际大陆岩石圈计划(ILPCC-4)中国协调员、国家科学钻探重点实验室学术委员会副主任、国土资源部咨询研究中心顾问。他的《人造金刚石钻进支撑技术的研究与应用》获国家科技进步奖一等奖。《金刚石钻进手册》及其英文版《金刚石钻进手册》获地质矿产部科技进步奖一等奖。“科学钻探专题信息系列(8集)”获中国国际重大科技成果证书。

■马新生

作为新中国地质勘探工程的主要创始人和开拓者，刘广智一生致力于钻探工程:解放初期，他游历白云鄂博、潼关山、攀枝花等大型矿山，组织各种类型的综合勘探工作；*造金刚石小孔钻削配套技术的研究和应用。定向钻井、绳索取心钻井、空气钻井、反循环钻井和底部动力机钻井五项技术的领先研究和推广，不仅使中国钻井工程跻身世界先进行列，也为一批老矿山探明了深部储量。他创造性地为上海控制地面沉降、广西田东煤田特大火灾事故和松辽盆地第一口油井的钻探做出了突出贡献。

*科学钻探深入地下5158米，并于2005年6月成功完成。面对这一辉煌的成就，它已经收到了许多来自地球深处的最新信息，刘广智对此感到非常高兴。自20世纪70年代末以来，他已经倡导多年，经过近4年的努力，他终于取得了成果。

“你不能去天堂进入地球。”

刘广智于1923年3月11日出生在北京。七岁时，他在一所私立学校开始接受教育。不久，他被北京第一中学录取，直接进入二年级。12岁时，他被孔德学校录取上初中。之后，他被北京第四中学录取去上高中。高中毕业后，他和同学逃离了日本占领的北平，考入西南联合大学机械系。

大学生活开始后不久，刘广智因参与学生运动而被捕。获救后，为了避免受到*特务的迫害，他被调到位于陕西省汉中市的西北工学院航空系。他的理想是成为一名飞行员，但由于贫困，他无法继续在航空系学习，*转到采矿和冶金系。“你不能去天堂进入地球”，从那时起，他就有了探索地下宝藏的野心。

抗日战争胜利后，刘广智随学校迁回天津，1947年6月毕业于天津北洋大学矿冶系，获得工学学士学位。同年，他去甘肃玉门参加钻井和采油工作。他曾担任实习工程师，后来成为国家*资源委员会玉门油田的钻井工程师。

1949年1月，刘广智因其出色的实习成绩被国家*资源委员会批准，并被授予在美国科罗拉多矿业学校学习的资格。为了欢迎北平的和平解放，他放弃了出国留学的机会，在办理出国手续的同时参加了地下工作。

同年4月29日，在华北人民*企业部的指示下，刘广智被派往地质调查局负责新中国地质钻探的准备工作，并担任中国地质计划委员会调查局钻探队的工程师。他带领钻井队在北京市门头沟区耿王坟遗址建造了中国地质部门解放后的第一座钻井塔。10月1日前，他完成了500米钻井的计划目标，并向*成立典礼赠送了礼物。

主持“黄埔一期”

*成立初期，*人民*把重点转移到经济建设上。1951年，在重工业部的帮助下，刘广智在龚王府花园(当时的北京重工业学校)举办了第一次钻井工程师培训班。长期以来，钻探行业一直开玩笑说，这个培训班的学员是新中国成立后钻探行业的“黄埔一期”。经过培训后，这些学生立即被分配到白云鄂博、铜官山、大冶、攀枝花、永仁、渭北和白银等大型矿区开展钻探工作。实际上，他们很快成为了中国钻井队的骨干。

1952年6月，中国地质指导委员会出版了刘广智翻译的《钻机说明书》。同时，他还主持制定了第一部符合中国国情的《岩心钻探规程》和《钻探六项质量指标》。这表明他为新中国地质部第一个勘探队的组建做出了不可磨灭的贡献，成为我国解放后规范化、大型勘探钻井工作的主要奠基人。

新中国成立后，新成立的地质部门发展迅速，取得了丰硕的成果，这与中国地质事业的创始人和领导者、著名科学家李四光先生的贡献直接相关。在李四光的领导下，刘广智与“黄埔一期”的技术人员一起，组织了部内大型矿区多种类型的综合勘探工作。经过艰苦不懈的努力，我国钻井水平迅速提高。

新的勘探技术团队刚成立时，只有10多台钻机。为了打破资本主义社会几个主要经济大国对我国的严格技术*，满足我国经济复苏时期对各种矿产资源的迫切需求，刘广智克服各种困难，与同行一道，迅速实现了中国历史上从未有过的“多工种地质勘探”工作。到1953年，全国范围内运行的钻机数量，连同备用钻机，已经达到3000台，增长了300倍。

第一种灭火方法

1959年中秋节，广西田东县113煤田地质队发生瓦斯喷射火灾事故。火柱有20多米高，无法扑灭。地质部副部长何长工命令刘广智星夜赶往火灾现场。

在现场，刘广智创造性地运用油田灭火经验指挥8台消防车，在油井上形成了一层致密的高压水幕。他用手榴弹测量了他很快找到的准确距离，用一根长杆将手榴弹放在火喷嘴处，并通过爆破熄灭明火。然后，他指示现场工作人员安装两台高压泵和高压管道，计算泥浆用量，清理现场的碎片，亲自和队长一起进入井口，强行下钻，迅速将高比重泥浆倒入井内，彻底消除了再次发生火灾的可能性。这次灭火行动的胜利，是用小型地质钻探设备在小钻孔内成功处理一起严重火灾呼吸事故的首例，在国内外尚属首例。

到处跑和救人是刘广智义不容辞的责任，而提高钻井工人的素质和知道如何预防和处理事故是他的责任。为此，他将多年积累的知识和从各种文件中获得的经验系统化，编写了一本名为《岩心钻探事故的预防和处理》的专业指导手册。这本书一出版，就引起了整个钻探行业的极大关注，可以说是一个巨大的冲击。

开发人造金刚石钻具

“*”时期，地质系统进入了矿业发展的高潮。然而，由于盲目“跨越”，钻井工程建设中“低效率、低质量、高成本”的局面不可避免地同时出现。刘广智打破传统，大胆提出新的技术理念，认为金刚石钻探是一项创新技术，是扭转钻探大发展中突出的被动局面的有效方法。

在广泛协商的基础上，刘广智开始领导和组织人造金刚石钻头的开发。他是第一个抓组织工作的，通过上级的协调一一落实。钻石来自哪里？我国没有发现大型天然钻石矿。上级领导建议说:“我们必须立足于我们的国家，立足于人为因素。”为此，他制定了一项实用的技术政策，即钻井设备应“同步改造、同步建造、逐步更新”的理念。作为金刚石钻头和磨具研发的协调者和领导者，他在地质部的支持下，在各种研究机构之间运行，以协调技术合作和研发进展。通过科技工作者的努力以及地质部勘探工程司和几个科研机构的合作，人造金刚石钻具将在短期内研制成功。通过对比试验，我国研制的人造金刚石钻头的钻进效率和质量明显高于日本的金刚石钻头。

1963年12月6日，中国成功研制出第一颗人造金刚石，这在探矿领域是一个非常好的消息。此后，地质矿产部对国产人造金刚石钻头进行了全面的技术推广。1965年，著名地震学家、原地质部总工程师谢·先生指出:“战后，地质工作向两个方向发展:外层空间(利用地球资源卫星进行勘探)和内层空间(地球科学钻探)，地质工作取得了巨大进展。”我国研制的人造金刚石钻头极大地发展了我国的探矿工业。先后探明了103种国内有储量的矿产，彻底推翻了外国地质学家“中国铁、铜、油资源贫乏”的结论，在发展新中国工业建设方面取得了巨大成就。

治理上海沉降

地面沉降是一种地质灾害，导致区域地面高程降低，从而引发一系列次生灾害，造成严重危害。

上海的地面沉降问题从开埠之初就已经存在。从1953年到1956年，米月的面积为50平方公里，人口密度为0.05。从1956年到1959年，城市的年定居面积扩大到160平方公里。当时，年最大沉降量达到110毫米，随后出现地面开裂、建筑物倾斜和防洪墙损坏等现象。

1960年春，刘广智应邀到上海参加上海市*组织的上海移民专题研讨会。与会的各界专家提出了造成地面沉降的诸多因素:海平面上升、新构造运动、静荷载、动荷载、天然气开采、地下取土等。但是，刘广智根据他在玉门油田多年的采油经验和对国外有关资料的了解，对上述因素提出了不同的看法，认为这些因素不是造成大上海地面沉降的主要原因。当他提出上海地面沉降现象的形成最有可能是由于地下水资源的过度开采时，他立即遭到了一些专家学者的反对。他们认为抽取地下300米深的水不足以引起沉降。这个公式没有充分的基础，是虚构的。他的意见几乎被忽视了。

为了慎重论证，地质、测量、土力学等领域的专家们反复研究，意见逐渐统一。他们认为，刘广智提出的过量抽取地下水是上海地面沉降迅速的最直接原因，并已形成示范报告提交给上海市*。《上海地面沉降研究报告》指出，“地下水开采、海平面上升、新构造运动、静载荷、动载荷、天然气开采、地下取土、深井出砂、人工填土和黄浦江疏浚”可能是影响地面沉降的十大因素。指出大量开采地下水是上海地面沉降的主要原因，为今后的工作奠定了基础。

为了加强上海地面沉降的研究和防治，1962年，地质部下达了“研究上海市区地下水区域漏斗扩展与城市地面沉降，开展水文地质工程地质和长期观测”的任务，从而拉开了上海地面沉降系统监测研究的序幕。通过对城市水文和工程地质条件的系统勘探，以及对城市水准点、地下水动态观测井和分层目标的定期监测，找出了地面沉降与地下水开采在时间、区域和水平上的“三集中”关系，指出地下水开采是地面沉降的主要原因。与此同时，刘广智、李师中等人也接受委托，利用钻井技术协助上海钻探多口观测井。通过连续多点的科学观察，他进一步证实了自己的观点是符合实际的。后来，他提出了一个补救计划，向含水层补充淡水，以控制过度开采，大上海的地面沉降问题开始缓解。

探索科学钻探

自1973年以来，刘广智已经占领了大陆科学钻探，这是世界科学前沿的一门新学科。一次偶然的机会，他在一本名为《美国科学家》的杂志上看到了一篇题为《深海钻探十年》的文章，这篇文章讲述了深海钻探的历史。将来，它将穿过地壳到达上地幔，研究海底的沉积和演化，进一步证实地球膨胀和板块运动的理论...这一宏大的科学基础战略引起了刘广智的极大兴趣。

由于现代科学技术的飞速发展，地球科学已经被提升到了外层空间和深层地球(内部空间)两个方向，特别是对深层地球的研究已经成为许多发达国家具有战略意义的项目。1974年，美国在俄克拉荷马州钻探了深度为9583米的罗杰斯1号井。这一世界纪录一直保持到1980年，当时被前苏联科拉半岛的C7-3井打破(井深12262米)。此外，日本、澳大利亚、法国、英国和瑞典都参加了美国领导的深海钻探计划和海洋钻探计划。其中，在前苏联C7-3井的超深孔中，发现了一种“意想不到的深部循环流体”，它在11500米的深度上平稳地循环。这个钻孔在地震、地电、地磁和其他方面的新发现，推翻了许多传统理论，一经公布，立即震惊了全世界的科学家。

为了跟踪这一前沿学科的发展，刘广智组织了业内钻探和勘探机械方面的教授、专家和翻译，出版了8卷《科学钻探文集》，总字数约250万字。特别是他的两篇文章《关于*科学钻探快速发展的建议》和《中国发展科学钻探的重要性和可行性》随着国内宣传和国际交流，引起了地球科学家的广泛关注。

国际岩石圈计划CC-4大陆协调小组于1987年正式确定了中国的代表席位，并推荐刘广智主持中国科学钻探计划的研究。此后不久，在1989年，中国正式成立了“大陆科学钻探研究计划组”。作为该小组的重要成员，经过4年多的调查和论证，刘广智初步形成了一个可供选择的实施方案——*科学钻探工程总体原则。该计划设定了从浅到深的短期目标:约5000米的中浅井眼和10000米以上的超深井眼。除了向有关领导部门提出建议外，他还积极组织专家科学论证在中国开展大陆科学钻探的重要性和可行性。经过多方呼吁和努力，地质矿产部成立了“*科学钻探高级研究”项目，并申请国家重大科学发展项目。

科学钻探直接关系到环境工程和地质灾害防治。刘广智指出，水、工业和环境密切相关。今后，对水、工业和环境的研究应该作为一个整体来考虑。仅仅考虑水、工业和环境地质是不够的。环境恶化与地质灾害密切相关。环境恶化是由地震灾害造成的。

*科学钻探深入地下5158米，并于2005年6月成功完成。这是当时正在实施的国际大陆科学钻探计划的20多个项目中最深的科学钻探。*科学钻探工程的实施极大地促进了中国钻探技术的发展。面对这一辉煌的成就，它已经收到了许多来自地球深处的最新信息，刘广智对此感到非常高兴。自20世纪70年代末以来，他已经倡导多年，经过近4年的努力，他终于取得了成果。在这个重大科研项目的基础上，同时取得了一系列重要的科研成果，标志着我国“入境”计划的重大突破。

(作者是*民族大学信息工程学院博物馆馆员)

扩展阅读

中国钻井科学技术史述评

■唐

院士主编的《中国钻井科学技术史》是以刘院士为首的新中国老一辈钻井专家对中国钻井工程科学技术研究的重要贡献，填补了中国钻井工程科学技术发展史上的空白。

该书系统论述了中国钻井科学技术从古至今的起源、发展和进步，以及中国在世界钻井科学技术中的地位。实践证明，我国最早发明了小直径深井钻井技术，这种先进的钻井工艺已在西部油气勘探开发中得到应用。这是中国钻井工人的骄傲，也是对世界钻井科学技术的重要贡献，但在过去却鲜为人知。该书还论述了新中国成立后中国钻井科技取得的巨大成就及其未来发展前景。

这是一本关于中国钻井历史的非常好的书，读了它，使钻井人员越来越热爱我们伟大的祖国。他们热爱自己的职业，决心继承老一辈专家的光荣传统，推动中国钻井工程的科学技术发展。

这是中国钻井科技成果的特别版，特别是在新中国成立后。总结了新中国成立50年来钻井工程取得的巨大成就和丰富经验，指出了未来的发展方向，鼓励钻井工程科技人员更加努力，争取世界一流的成就，保持繁荣。

这是钻井工程学科的优秀教材。详细论述了钻井技术和中国特色钻井技术。高校和中专学生掌握专业知识后，在市场经济条件下能够更好地为我国钻井工程服务，成为钻井工程科学技术的合格接班人。

这本书也非常适合对外宣传和交流。它宣传了中国钻井工程的成就，扩大了中国钻井工业在世界上的影响，使外国人更好地了解中国。因此，建议将《中国钻井科技史》的英文版翻译成英文。

(作者是国立地质大学教授、博士生导师、钻井专家、俄罗斯自然科学院外国院士)

环

探索和开发非生物源油气的新途径

■刘广智

非生物油气的存在是人类未来取之不尽、用之不竭的清洁能源的理论，从发现到证实已有近40年的历史，但不幸的是，石油行业仍有许多人持怀疑态度。

20世纪60年代初，一位名叫托马斯·戈尔德的年轻美国地质学家加入了美国专业地质学家协会(AIPG)。在一次学术研讨会上，他提出了“非生物来源”可以产生石油和天然气的假设。由于论点不完整，他被一些专家嘲笑为“疯子”和“半疯子”。他很生气，立即退出了会议。事实上，在1951年，前苏联的库梁采夫教授提出了石油的无机成因理论(赵等人译《反对石油的有机成因假说》北京:科学出版社，1958)。

从那以后，非生物来源产生石油和天然气的假说在全世界范围内争论了近30年，最终在1982年取得了突破。1988年在莫斯科举行的第四届国际科学钻探会议上，在前苏联科学家发表的40项科学深井钻探的伟大科学成就中，宣布当在摩尔曼斯克科拉半岛建造的SH-3超深井钻探到11500兆帕的压力时，在井下压力接近3000兆帕的条件下，发现了一个“不应该有的”裂缝(当时的苏联地质部长克兹洛夫的语言)，并清除了碳氢化合物。这个消息在会上发布后震惊了世界科技界。瑞典是一个无石油国家，听到这个好消息后，其代表立即返回瑞典。不久之后，瑞典电力公司投资在该国北部的一个大坑(直径40公里，裸露的岩石是结晶岩石)中设置了一个井场，以建造该国第一口非生物源油气勘探井(格雷文堡1号井)。设计井深为9000米，终止了超过6500米的钻探，从前寒武纪岩石中获得了85桶(约13吨)原油。试验结果表明，其理化性能指标与普通油相同。

为了进一步证实在前寒武纪结晶岩基底中发现油气和非生物源油的理论，1985年后，前苏联在第聂伯-彼得罗夫斯克盆地(Dnieper-Petrov Sk)部署了三口深井(分别为6904米、7057米和7502米)。以上结果得到了验证。前寒武纪结晶岩基底的12个钻井区先后发现了2×108吨的石油储量(包括少量上古生界地层)。经过测试，该油含有大量的金属颗粒，镍/钒值也增加。在测试中发现了微生物和细菌。甚至没有发现10-6级的痕迹，即没有生物指示物，有大量的氦，与烃类、烃类、CO2、氮等深部流体一起从上地幔裂隙带走。这种油的产生主要来自羟基。

非生物来源的非生物成因油气不仅是一个假说转化为现实的问题，也给人类带来了一个非常令人兴奋的信息，即地球深部的油气将远远超过地球浅层已探明的油气储量，为人类提供取之不尽、用之不竭的清洁能源带来了无比光明的前景。中国是一个石油供应短缺的国家，所以我们可以考虑部署一些钻井力量，开辟新的途径，开发新的油气勘探和开发领域。

最初发表在《科学时报》第一版，2005年6月3日

讲座期间刘广智的照片

江西刘广智909队

与勘探工程师李师中握手

《中国科学新闻》(第三版，2014年12月19日)