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李中:在蓝色国土耕耘科技强国梦想

来源: | 日期:2023-3-6 10:40:49 | 访问:次 | 字号:

红日初升,其道大光,河出伏流,一泻汪洋。作为国有特大型能源企业,中国海油向海而生、因海而兴,诞生之日就承担起在蓝色国土耕耘科技强国的使命与梦想。从年产量当量9万吨增至超过1亿吨,累计供应油气当量超15亿吨;从浅海到深海,从300米到3000米,中国海油全力加大海洋油气资源勘探开发力度,推动我国油气供应格局实现了从“以陆地为主”向“陆海统筹、海陆并重”转变。先后在中国近海探明10余个亿吨级大油田和千亿方大气田,获得200多个油气发现,探明油气地质储量超70亿吨油当量。

企业之大幸,莫过于公司目标与国家命运同向而行,莫过于企业成长与民族复兴交相辉映。海油科技工作者把爱国之心化为报国之行,不管乱云飞渡、风吹浪打,始终以坚若磐石的信心、只争朝夕的劲头、坚忍不拔的毅力,一步一个脚印地在蓝色国土耕耘着科技强国的梦想。

本期专家访谈栏目,让我们一起走近可敬的海洋石油科学家,感受他们的心声、愿望与梦想……

记者:李总好,很高兴采访您。2022年的油气产量数据显示,中国海油所属渤海油田和南海东部油田油气产量均创下了历史最高纪录,并已分别成为我国第二和第七大油田,这是我国石油行业实施国内油气增储上产“七年行动计划”所取得的丰硕成果。作为一名海洋石油钻完井领域的知名科学家,您认为以上成绩的取得主要得益于什么?

李中:2022年国际大环境极其复杂,乌克兰危机推动世界能源供需版图调整,“双碳”目标倒逼传统能源转型加速。但是,我国以油气为主的紧缺战略性资源供应“大头在外”的格局依旧没有改变,国家能源安全保障任务仍然艰巨。加快建设海洋强国、保障国家能源安、是全体海油人的使命和担当。

我认为,中国海油油气产量屡创新高,科技创新起到了至关重要的作用。2022年,我们科研团队在深海油气勘探开发、超高温高压油气钻采、“卡脖子”关键装备攻关、数字化、绿色低碳等方面都取得了突破。“深海一号”大气田成功投产,累计生产天然气超过30亿立方米;乐东10-1超高温高压气田进入实质性实施阶段;深层油气开发取得重大突破,深层钻探技术不断提升;水下井口、水下采油树等制约深海油气开发的装备取得突破,国产化装备成功海试,正在推广应用到深海油气开发中。

我们从2013年就开始自营深水勘探开发,到了2021年才看到结果,这个时间还算是快的。这些成绩的取得,离不开我们几十年如一日扎实的基础研究工作,只有多年不间断地积累和一点儿一点儿的进步与突破,才能在今天收获到成功的硕果。这也说明科研工作者必须要耐得住寂寞、坐得住冷板凳,还必须要有绳锯木断、滴水穿石的执著精神。当然,眼界和决心也特别重要。这就像是地图、导航和驾驶关系一样,地图是正确的,导航是精准的,驾驶技术是先进的、一流的,最终才能安全、高效、快速地到达目的地。

记者:请您简要介绍一下我国当前海洋钻完井的技术水平,及其在世界钻井领域中的位置。以我国目前的技术能力,开发深海油气难度在哪里?有哪些亟需克服的难题?

李中:开发深海油气的技术体系,软实力和硬实力缺一不可。

硬实力是显现的、可见的,我们有一系列的“深海舰队”,主要是一些大型船舶。从“十二五”起, 中国海油就倾力进行深海装备建设,打造了一支以“五型六船”为代表的深水舰队,包括了深水半潜式钻井平台“奋进号”等,也有大家更为熟悉的、2021年投入运行的“深海一号”能源站。这些大型装备是我们走向深、远海的必备利器。

软实力就是一些核心的技术,经过十余年的发展,我们实现了从学习、跟跑到部分核心技术的领跑。比如深海浅层建井技术,由我们牵头起草了ISO国际标准,这一成果获得了2020年度国家技术发明奖。

在我们还没有掌握这些关键技术之前,都是用国外的船舶、国外的队伍进行深海钻探作业,时间、费用、作业方式等等都由外国人掌握,十分被动。后来,随着我们的装备和技术的进步,我们也可以自主作业了,并且我们还有更新的核心技术让我们干得更好、干得更快。

2015年,在我国的乐东区块,在同一时间,相同地质条件下,我们和某国际知名石油公司各钻了一口同样深度的高温高压探井,这是一场真刀实枪的PK。对比数据显示,在我们的自营井温压条件均高于外方作业井的情况下,外方作业井钻井周期达120天,生产时效85%;我们的自营井钻井周期约为45天,生产时效95%,作业效率较外方高160%,事故、复杂情况较外方少10%。而外方作业井的费用约为4.8亿元,自营井则不到1亿元。实践证明,我们的自营高温高压探井经过多年的经验积累和工艺创新提高,形成了一套较为成熟的作业模式和技术体系,在作业质量、效率、成本控制等方面较某国际知名石油公司具有了很大的比较优势。

目前,我们深海钻井的最大作业水深达到了2619米,创下西太平洋作业水深纪录。最大钻井深度超过5000米,压力超过70兆帕,温度超过175摄氏度,可以说我们深水钻井技术己经进入世界先进行列。有些关键技术已经在海外深水区块应用,实现了技术引入到技术输出的转变。

2021年,我国首个自营深水气田——“深海一号”成功投产,深水油气田开发也实现了1500米超深水的跨越,现在我们在深水高温高压区域有了更新的进展,“深海一号”二期(陵水25-1气田)正在紧锣密鼓地建设中。

目前,在这一领域,我们还有一些亟需克服的难题。未来,深海的油气开采会进程加快,油气开采的水深也会越来越深,与陆地的距离也会越来越远。将来,我们需要更多、更先进的深海装备,而在深海补给方面,还需要进一步加强。除了装备和后勤补给,我们面临的复杂地层也会越来越多,挑战会越来越大。目前在国内,我们已经从常规深水迈向了深水高温高压、深水深层,这些油气田开发的难度是呈指数级增长的。2022年,陵水25-1气田已经开钻,这也是“深海一号”的二期工程,这个气田就是深水高温高压,压力达到69兆帕,其开发建设难度比一期要大很多;我们的新发现——宝岛气田,也处在国内的深水深层中。但是,我们已经通过多年攻关实现了11项关键技术突破,6个是国内首次,与过去不可同日而语,所以我们更有信心也更有底气建设好这些深水新气田。科技创新,步履不停,惟有科技软实力的不断进步和突破,才能实现高难度深海油气田的自主开发建设。

记者:众所周知,海上油气生产的作业环境更为复杂,安全形势也更加严峻,中国海油的作业者是如何保障深水钻井安全的?

李中:深海海洋环境远比浅海恶劣,台风频发;深海海底地层更加松软,海底地质条件更为恶劣;深海钻井的难度无疑是更大的。同时,因为深海作业,装备、人员都远离陆地,方方面面的支持和补给更加困难,我们不仅要面对恶劣并瞬息万变的自然环境,费用的投入也十分庞大,钻一口深海井的费用需要2亿至3亿元,是常规井的4到5倍,油气田的的建设者、管理者与作业者的压力也随之成倍增加。

我们一直非常重视深水钻井安全,这是“天字一号”工程,从设计到监控再到应急预案,我们有全方位的、成体系的一整套安全保障措施,这就是为了杜绝发生电影《深海浩劫》里面那样的安全生产事故。

首先,我们牢牢抓住设计的源头安全,持续加强深海钻井风险识别,在方案设计中就分析和找到作业的风险点,通过对地层压力的精准预测、井身结构的合理设计、井控设计等技术手段规避深水钻井的一切风险。其次,通过一些技术和监测装置,提高钻井作业过程中的井喷等重大风险的随钻预警能力,我们研制了深水钻井的早期溢流监测装置并借鉴智能化手段等,构建了四位一体的“井下+海底+水下+水面”风险识别系统,预测钻井作业风险,做到提前发现风险,及时制订管控措施,防范于未然。此外,在深水井作业前制订深水钻井作业重大风险的应急预案,我们研发建立了井喷失控的应急抢险技术、救援井技术等。同时,还研制并成功海试了水下应急封井器,如同给喷涌的火山口加盖一个能完全封堵溢流的多功能“瓶盖”。通过这些先进的技术和装备,确保即使在发生井喷失控等重大事故后,也能及时控制,将危害降到最低。

记者:您主持创立了海上高温高压钻完井和深水优快钻完井两大关键技术体系,创新发展了复杂断块油田高效开发钻完井技术,主导完成了我国首个海上高温高压气田,以及我国首个自营超深水“深海一号”气田勘探开发钻完井工程。这不仅使我国在海洋高温高压钻完井领域抢占了世界技术的制高点,使其技术水平跻身世界第一梯队,更显著推动了我国海洋油气领域的技术进步,引领了海洋钻完井技术发展方向,其关键技术已在海外成功应用。您做这些事情的初衷是什么?是什么力量支撑着您带领团队攻克这一系列技术难题?您实现这些关键技术创新的思路是如何产生的?

李中:我的初衷就是要以实际行动贯彻习近平总书记“能源的饭碗必须端在自己手里”的指示批示,带领团队攻克制约我们发展的“卡脖子”技术,推动能源科技创新,形成具有自主知识产权的核心技术与装备。

伴随着中国海油深水全球化,油气勘探开发正在从“资源主导”向“技术主导”转变,前沿技术的攻关和关键装备的研发关系着能否钻得更深、钻得更稳。在我们没有掌握这些技术之前,都是国外的装备、国外的队伍在我国进行深海钻探作业,技术水平的悬殊差距使得我们下定决心,从跟踪学习到合作钻探,从模仿到创新、从跟随到争先,最终通过不断地尝试、探索、创新,打破了核心技术长期受制于人的局面,我想这应该是我们能攻克这一系列技术难题的力量之源。

至于创新思路的产生,我想再举个例子来讲。我们目前在深水或者高温高压领域做油气测试工作的时候,有一套自主知识产权模块化的测试装置和测试工艺。以前做油气试井时,按照海外的惯例及国内一些公司的习惯做法,是先把参加作业的各承包商的装备动员到平台甲板上进行安装联调,这个动员安装的时间少则20天,长的也可能一个月还不止。在油价高企时,深水作业的成本每天四五百万元,因此仅动员安装期的成本就得大几千万不止。因此我们就想,是否能不动员那么多家承包商上平台安装,而是事先把我们自己能够控制与替代的装备先研制出来,然后模块化集成,这样就把整个工具装备的动员安装周期由二三十天缩短到了三五天,不仅成本极大降低,而且给我们的地质快速决策解决了一个大难题。因为以前钻初探井时是没有条件进行测试的,主要受限于测试设备的动员安装无法短时间完成,只能钻评价井才能进行测试。现在有了这项技术装备之后,我们只要在初探井取资料三五天后,相关装备就可以动员到平台进行油气试井,这样又节约了评价井的成本。一个技术装备的创新,带来的是整个油气田勘探开发周期的极大缩短,给公司带来巨大经济效益,归根结底对公司高质量发展的责任感和使命感催生出来对创新的需求。

记者:我们关注到您目前还担任中海油天然气水合物国家重点实验室副主任,您对水合物未来的商业化发展有怎样的预期?

李中:作为一名海洋钻井工程的从业者,我对天然气水合物的感受是颇为深刻的。之前,我们是把它作为一个工程灾害来认识和处理的,因为整个海床底下全部是水合物,你想避开它是不可能的。比如我们固井的时候,水泥浆凝固放热,在这个过程中,就会发现井口周围沿着导管顶部孔洞咕噜咕噜有气泡往上冒,然后在导向架和井口区又重新成冰,这其实就是天然气水合物,因此我对天然气水合物的现场感受比在实验室感受深刻多了。

天然气水合物就是咱们常说的“可燃冰”,大家都认为它将是未来重要的低碳能源,目前我国已进行了三次天然气水合物的试采,现在我们正在准备做第四次试采。对于“可燃冰”的商业化开采,我个人认为目前还不应报以明确的乐观态度,因为未知的东西太多,我们未来还会持续做一些技术攻关与研究。仅从探勘角度来讲,目前我们对“可燃冰”的探勘认识还需要突破,针对“可燃冰”这个特定的矿种,我们现在实际上对其在海底的赋存规律认识还不是特别透彻,虽然能找到一些甜点,但其在规模赋存上还没有发现比较优质的矿区。未来怎么找到它?采用哪种开发开采方式?作为上游企业,我们还要考虑成本和效率,这也是油气公司要重点关注的事。

记者:您是全国劳动模范、全国五一劳动奖章获得者和全国石油石化优秀科技工作者,还是一位工学博士,国家“万人计划”科技创新领军人才。您带领团队勇闯石油勘探开发的深海禁区,破解了南海油气无法开采的“魔咒”,为世界提供了高温高压油气开采的中国方案,牵头完成的南海高温高压钻完井关键技术及工业化应用,获得了国家科技进步一等奖。我们特别想了解一下,您是如何与石油结下了不解之缘的?是什么原因促使您作出了这个影响一生的选择?一路走来,您印象最深的人或事是什么?

李中:我与石油的缘分从儿时起就开始了。我生长在中原大地的一个乡村里,从我有记忆起,家乡的田野间就矗立着高高的井架,那些身着工装、天天忙忙碌碌着的石油工人,以及化验室那些瓶瓶罐罐,对我这个小小乡村少年而言,这一切太神秘了。带着强烈的好奇心,一放学,我就跑到化验室问东问西,那些大哥哥大姐姐每次都耐心地回答我的疑问。去的多了,对那些设备是干什么的,石油是怎么从地下找出来的也略知一二了,那些哥哥姐姐和我开玩笑说,小李中,既然你这么感兴趣,长大了,也干石油吧!从那时起,在我小小的心灵里真的就种下了一颗种子:长大了,就当个石油人吧!在高考时,我的全部志愿填的都是石油院校。

在我30多年的职业生涯中,印象最深的一件事儿发生在我在海上平台工作的第三年,当时我是海上钻井监督。一个晚上,结束了一天工作后,已经躺下睡觉了,但是突然听到床头窗外库美系统乓-乓-乓的连续响起来,我对这个声音非常敏感,当时一下就醒了,听到这声音,我想肯定是井喷了,拉开窗帘往钻台上一看,整个钻台都被黄色雾状物笼罩着,什么都看不见,我立马套上工服、拎着安全帽就往现场跑。等我来到钻台的时候,局面基本上已经被控制住了,按照我们的程序,现场司钻是第一当事人,他必须要在第一时间把现场状况控制住,必须及时处置到位。幸运的是我们的队伍是训练有素的,另外装备维护保养也非常到位,由于处理迅速、得当,把一次井喷事故控制在苗头中。从那时起,海上安全生产的那根弦更加深刻地印在了我的脑海里和血液中,一刻也没有放松过。只有保障好作业安全,才能让我们的每一位员工在每一次出海后都能安全回家,才能让我们的油气作业安全、顺利地进行。

记者:您当前重点关注的领域是什么?未来计划从哪些方面着手实现新的突破?

李中:2021年,我们成功自主开发了“深海一号”超深水大气田,这为将来开发水深更深、距离更远的深水油气田奠定了良好的基础。在深水钻完井领域,我国的部分关键技术已经达到了国际领先水平。目前我们还有深水油气开采的一些装置正在加紧攻关和海试,已经取得了一些新突破。
同时,海上超深井方向是国家“四深”战略的重要组成部分(深地),深层是中国海油未来增储上产的主力军,深水钻井在深部地层压力、井壁稳定、可钻性等方面,和常规井相比,更为复杂。深水苛刻的条件,使常规技术无法满足超深井高效作业需求。为了使海油具备海上埋深6000米级超深井高效钻井作业能力,亟需在海上超深井安全高效钻井取得新的技术突破。

未来,随着工业和信息技术发展,深水油气田开发也会越来越智能,比如未来我们可能会有深海智能钻机,能够实现少人化、无人化的深远海钻探作业。也许未来会有深海空间站,把海面上的工作搬到海底去。

深水开采目前以天然气为主,天然气是一种清洁的优质低碳燃料。我们的深海一号大气田每年能够稳定供气超过30亿立方米,可满足粤港澳大湾区1/4的民生用气需求,以后供气量会越来越高,对于社会经济和民生保障有着重要意义。等到“深海一号”二期投产,将超过45亿方,想想这些就感到非常自豪,也更加有动力。

记者:您认为一个成功的科研工作者应具备哪些品质,才能实现科技报国的伟大抱负?您如何定义“石油科学家精神”?

李中:科研工作者应当具有清晰的理论认知,不懈的执著精神,能够吃苦耐劳,重视团队合作,还要有超强的责任心和不怕失败的顽强精神。
我认为的石油科学家精神应该是爱国奉献,坚决扛起为国找油找气、端牢能源饭碗的光荣使命和重大责任。要有自强不息、勇攀高峰、敢为天下先的创新精神。在破解关键核心科技难题上敢打攻坚战,在解决国家重大需求中敢啃硬骨头,努力打造更多“中国创造”、“中国利器”,真正把科研论文写在科研攻坚、油气生产的第一线。(记者:赵丹梅 唐大麟)


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