逐梦石油科研:从起步到引领技术新跨越
石油作为现代工业的“血液”,对国家经济发展和能源安全起着举足轻重的作用。新中国成立初期,我国面临着石油短缺、严重依赖进口的困境。大庆油田,这座承载着新中国石油工业光辉历史与梦想的“石油摇篮”,自1959年松基三井喷油的那一刻起,便为我国的工业化进程注入了源源不断的动力,一举摘掉了我国“贫油国”的帽子。然而,随着时代的发展,大庆油田在持续高产稳产的道路上也面临着诸多严峻挑战,如产出液含水上升、产量递减、采收率提升困难等。
在这一关键的历史节点,宋考平犹如一位无畏的能源卫士,挺身而出,凭借着对科研创新的执着追求与坚定信念,在大庆油田这片充满希望与挑战的土地上,书写着属于自己的传奇篇章。
逐梦石油,开启科研之旅
如果说石油是工业的血液,那么石油科研便是赋予这血液源源不断活力的“造血工厂”。1979年,宋考平坚定地选择了大庆石油学院油气田开发工程专业,就此开启了他的石油科研逐梦之旅。求学时期,宋考平不断深造,相继取得硕士、博士学位。在博士后科研工作站成绩优异,荣获“黑龙江优秀博士后”称号,并迅速成长为大庆石油学院和大庆油田科研攻关的新生力量。
1983年临近毕业时,宋考平加入了大庆外围升平油田开发方案设计课题组,成为主要成员。在研究工作中,为了学习大庆油田的先进理论、技术和经验,他不分白天和黑夜,特别是冬天冒着严寒,无数次从安达乘坐“绿皮火车”到大庆让胡路火车站,之后步行到油田勘探开发研究院,向油田专家学习,并发展了原来的油田开发指标预测方法,建立了新的数学模型并用此模型编制了程序。当时学校计算机资源匮乏,宋考平就和团队成员争分夺秒,大量推导公式、编写程序,运行调试并查漏补缺,循环往复。最终,在指标预测、方案优选和编程运用等方面取得理想成果。方案经审批并投入应用后,该油田于1984年投产,至今保持着年产20多万吨原油的强劲”实力“,彰显了宋考平早期科研实践的能力与潜力。
攻克“水患”难题,守护油田稳产
注水驱油是最主要的采油方式,占我国石油产量的80%,但水和原油黏度相差很大,容易形成水窜。20世纪90年代,注入水驱替原油、开采力度加大、采出程度增加、地层能量不足以及边底水侵入等因素,致使储层中含水不断上升,大庆油田开始进入高含水开采期。注入油层的水在驱出原油的同时,出现了低效无效循环,油井出水不出油的情况。面对这一严峻挑战,宋考平毅然将全部精力投入到“治水”和剩余油挖潜及高效开发的研究工作中,与大庆油田相关领导、专家和工程技术人员一同日夜奋战在科研一线。
经过不懈的努力,宋考平在多项国家自然科学基金重点项目、国家科技攻关和油田重点攻关项目中取得了优异成绩。“水驱油藏注入水低效循环识别与治理技术”荣获2008年度国家科学技术进步奖二等奖;“高含水期油田整体优化工艺、关键技术与工业应用”获得 2009年度国家科学技术进步奖二等奖;“大庆油田高含水后期4000万吨以上持续稳产高效勘探开发技术”荣获2010年度国家科学技术进步特等奖(集体奖)。这些成果不仅为大庆油田的持续稳产提供了关键技术支持,在吉林、辽河、胜利等油田推广,也彰显了宋考平在科研领域的突出贡献。
创新突破,引领采油技术变革
在科研探索过程中,宋考平敏锐地察觉到传统采油技术的局限性。因水的黏度远低于原油黏度,水驱油不管怎么控制,原油采收率也是有限度的,能提高30%已经是世界水平了,如何在此基础上进一步大幅度提高采收率,提高水的黏度是重要选项。自1959年美国提出水中添加多糖稠化剂专利后,大庆油田就积极研究聚驱技术,并于1996年率先实现工业化应用,形成了领先的聚驱技术体系。然而,当该技术应用于中低渗透油层开采时,由于油层特性导致聚合物波及体积回缩,也会出现无效低效循环的“水患”现象,导致大量原油储量难以采出。
面对这一技术瓶颈,宋考平决定从扩大波及体积入手寻求突破。从2006年起,宋考平与油田领导专家带领团队针对“剖面返转”“低效循环”“剪切降解”等世界级技术难题展开了艰苦卓绝的攻关。针对“剖面返转”问题,团队依据相关理论,通过微观观测、岩心驱油等实验及油田实测资料,发现了多介质逐次降粘“冲击波”分子团随机冲量“剂 -孔配伍”原理,攻克了技术难点,发明了多项关键技术,包括多层多介质分注技术和变渗流阻力驱油技术,形成了聚驱新工艺,使油层吸液厚度、低渗透层吸液量占比和层间波及体积得到显著提升。对于“低效循环”和“剪切降解”问题,团队引入新理论,发现了复杂物化介质环境下的相关原理,打通了技术难点,发明了以“多油层深部调剖”和“耐高温高盐调剖堵水剂”为核心的多项专利技术,大幅提高了封堵率和调堵效果。
历经十余年的不懈努力,宋考平团队的“新型聚驱大幅度提高原油采收率关键技术”项目取得了重大突破。该项目取得1项理论新认知,发现3方面高含水油藏高效多采油新原理,突破三大技术瓶颈,取得3项技术发明,研制成完整聚驱新技术,有效扩大了层间、层内、平面和微观波及体积。项目最终荣获2020年度国家技术发明奖二等奖。目前,该技术成果已广泛推广应用到10个油田、9700多口矿井,实现多增油700多万吨,有力推动了我国采油技术实现新跨越,为国家能源安全提供了重要支撑,同时也助力了绿色油田的转型发展。
宋考平的科研历程是对“石油能源的饭碗必须端在自己手里”信念的生动诠释。他以创新为驱动,以实际应用为导向,在油气田开发领域取得了非凡成就。如今,已调入中国石油大学(北京)的宋考平,依托“油气资源与工程全国重点实验室”,正在研究水驱及聚驱之后再次大幅度提高原油采收率的高黏超临界二氧化碳驱油技术。他在石油科研道路上的坚定前行,为我国石油事业发展持续注入强大动力,激励着更多科研人员勇攀高峰,在保障国家能源安全的征程中不懈努力、奋勇向前。(唐梅)