逐夢石油科研:從起步到引領技術新跨越
石油作為現代工業的“血液”,對國家經濟發展和能源安全起著舉足輕重的作用。新中國成立初期,我國面臨著石油短缺、嚴重依賴進口的困境。大慶油田,這座承載著新中國石油工業光輝歷史與夢想的“石油搖籃”,自1959年松基三井噴油的那一刻起,便為我國的工業化進程注入了源源不斷的動力,一舉摘掉了我國“貧油國”的帽子。然而,隨著時代的發展,大慶油田在持續高產穩產的道路上也面臨著諸多嚴峻挑戰,如產出液含水上升、產量遞減、采收率提升困難等。
在這一關鍵的歷史節點,宋考平猶如一位無畏的能源衛士,挺身而出,憑借著對科研創新的執著追求與堅定信念,在大慶油田這片充滿希望與挑戰的土地上,書寫著屬于自己的傳奇篇章。
逐夢石油,開啟科研之旅
如果說石油是工業的血液,那么石油科研便是賦予這血液源源不斷活力的“造血工廠”。1979年,宋考平堅定地選擇了大慶石油學院油氣田開發工程專業,就此開啟了他的石油科研逐夢之旅。求學時期,宋考平不斷深造,相繼取得碩士、博士學位。在博士后科研工作站成績優異,榮獲“黑龍江優秀博士后”稱號,并迅速成長為大慶石油學院和大慶油田科研攻關的新生力量。
1983年臨近畢業時,宋考平加入了大慶外圍升平油田開發方案設計課題組,成為主要成員。在研究工作中,為了學習大慶油田的先進理論、技術和經驗,他不分白天和黑夜,特別是冬天冒著嚴寒,無數次從安達乘坐“綠皮火車”到大慶讓胡路火車站,之后步行到油田勘探開發研究院,向油田專家學習,并發展了原來的油田開發指標預測方法,建立了新的數學模型并用此模型編制了程序。當時學校計算機資源匱乏,宋考平就和團隊成員爭分奪秒,大量推導公式、編寫程序,運行調試并查漏補缺,循環往復。最終,在指標預測、方案優選和編程運用等方面取得理想成果。方案經審批并投入應用后,該油田于1984年投產,至今保持著年產20多萬噸原油的強勁”實力“,彰顯了宋考平早期科研實踐的能力與潛力。
攻克“水患”難題,守護油田穩產
注水驅油是最主要的采油方式,占我國石油產量的80%,但水和原油黏度相差很大,容易形成水竄。20世紀90年代,注入水驅替原油、開采力度加大、采出程度增加、地層能量不足以及邊底水侵入等因素,致使儲層中含水不斷上升,大慶油田開始進入高含水開采期。注入油層的水在驅出原油的同時,出現了低效無效循環,油井出水不出油的情況。面對這一嚴峻挑戰,宋考平毅然將全部精力投入到“治水”和剩余油挖潛及高效開發的研究工作中,與大慶油田相關領導、專家和工程技術人員一同日夜奮戰在科研一線。
經過不懈的努力,宋考平在多項國家自然科學基金重點項目、國家科技攻關和油田重點攻關項目中取得了優異成績。“水驅油藏注入水低效循環識別與治理技術”榮獲2008年度國家科學技術進步獎二等獎;“高含水期油田整體優化工藝、關鍵技術與工業應用”獲得 2009年度國家科學技術進步獎二等獎;“大慶油田高含水后期4000萬噸以上持續穩產高效勘探開發技術”榮獲2010年度國家科學技術進步特等獎(集體獎)。這些成果不僅為大慶油田的持續穩產提供了關鍵技術支持,在吉林、遼河、勝利等油田推廣,也彰顯了宋考平在科研領域的突出貢獻。
創新突破,引領采油技術變革
在科研探索過程中,宋考平敏銳地察覺到傳統采油技術的局限性。因水的黏度遠低于原油黏度,水驅油不管怎么控制,原油采收率也是有限度的,能提高30%已經是世界水平了,如何在此基礎上進一步大幅度提高采收率,提高水的黏度是重要選項。自1959年美國提出水中添加多糖稠化劑專利后,大慶油田就積極研究聚驅技術,并于1996年率先實現工業化應用,形成了領先的聚驅技術體系。然而,當該技術應用于中低滲透油層開采時,由于油層特性導致聚合物波及體積回縮,也會出現無效低效循環的“水患”現象,導致大量原油儲量難以采出。
面對這一技術瓶頸,宋考平決定從擴大波及體積入手尋求突破。從2006年起,宋考平與油田領導專家帶領團隊針對“剖面返轉”“低效循環”“剪切降解”等世界級技術難題展開了艱苦卓絕的攻關。針對“剖面返轉”問題,團隊依據相關理論,通過微觀觀測、巖心驅油等實驗及油田實測資料,發現了多介質逐次降粘“沖擊波”分子團隨機沖量“劑 -孔配伍”原理,攻克了技術難點,發明了多項關鍵技術,包括多層多介質分注技術和變滲流阻力驅油技術,形成了聚驅新工藝,使油層吸液厚度、低滲透層吸液量占比和層間波及體積得到顯著提升。對于“低效循環”和“剪切降解”問題,團隊引入新理論,發現了復雜物化介質環境下的相關原理,打通了技術難點,發明了以“多油層深部調剖”和“耐高溫高鹽調剖堵水劑”為核心的多項專利技術,大幅提高了封堵率和調堵效果。
歷經十余年的不懈努力,宋考平團隊的“新型聚驅大幅度提高原油采收率關鍵技術”項目取得了重大突破。該項目取得1項理論新認知,發現3方面高含水油藏高效多采油新原理,突破三大技術瓶頸,取得3項技術發明,研制成完整聚驅新技術,有效擴大了層間、層內、平面和微觀波及體積。項目最終榮獲2020年度國家技術發明獎二等獎。目前,該技術成果已廣泛推廣應用到10個油田、9700多口礦井,實現多增油700多萬噸,有力推動了我國采油技術實現新跨越,為國家能源安全提供了重要支撐,同時也助力了綠色油田的轉型發展。
宋考平的科研歷程是對“石油能源的飯碗必須端在自己手里”信念的生動詮釋。他以創新為驅動,以實際應用為導向,在油氣田開發領域取得了非凡成就。如今,已調入中國石油大學(北京)的宋考平,依托“油氣資源與工程全國重點實驗室”,正在研究水驅及聚驅之后再次大幅度提高原油采收率的高黏超臨界二氧化碳驅油技術。他在石油科研道路上的堅定前行,為我國石油事業發展持續注入強大動力,激勵著更多科研人員勇攀高峰,在保障國家能源安全的征程中不懈努力、奮勇向前。(唐梅)