揭秘中國深海“取火”利器

　　——勝利石油工程公司鉆井院可燃冰取心工具打破國外壟斷記事

　　聚 焦

　　沙特阿美市場第一口 含輻射井修井作業(yè)完工

　　4月上旬，勝利石油工程公司沙特項目部SP124隊優(yōu)質(zhì)完成了中石化在沙特阿美市場第一口含輻射井FDHL-700井修井作業(yè)。

　　FDHL-700井是一口天然放射性物質(zhì)處理井。天然放射性物質(zhì)廣泛存在于地層中，當(dāng)石油或天然氣從地下開采出來時，少量的天然放射性核素如鐳、氧等也會隨之采出。而FDHL-700井就是一口專門處理這類放射性物質(zhì)的注水井。

　　施工前，SP124隊與阿美工程師、阿美安全官、甲方監(jiān)督及輻射監(jiān)測人員商議探討，制定了風(fēng)險控制預(yù)案。施工中，強化防輻射安全教育，穿戴齊全防輻射勞保用品，每一步施工嚴(yán)格按照流程操作，確保了施工安全和人身健康。袁濱 喬薈寧攝

　　2018年4月，勝利石油工程公司鉆井工藝研究院鉆井工具研究所里一片繁忙，技術(shù)人員正在為中海油客戶定制一批急需交付的專用取心工具。“這已經(jīng)是近半年來的第二份合同了，”所長裴學(xué)良說，“雙方之所以建立起密切的合作，要歸功于我們自主研發(fā)的取心工具在南海成功應(yīng)用的歷史性突破。”

　　去年，中國在南海成功試采可燃冰，藍(lán)鯨一號鉆井平臺技驚世界的壯舉著實讓國人揚眉吐氣。然而，很少有人知道，中海油海洋石油708深水工程勘探船，也幾乎同時成功執(zhí)行了這一任務(wù)，并促成了國產(chǎn)水合物取心技術(shù)及工具躍入國際先進行列。

　　前途未卜 國產(chǎn)工具首戰(zhàn)深海取樣

　　時間回溯到2017年4月26日，中國南海，神狐海域，夜晚變得極不平靜，大風(fēng)六七級，浪高三四米，海洋石油708船如同一葉浮萍，在漆黑的海面上，任由風(fēng)浪擺布。

　　裴學(xué)良暈船暈得厲害，在他歷次出海中，這樣無助的天旋地轉(zhuǎn)還是頭一回，同樣命運的還有任紅、孫艷軍。三個來自勝利鉆井院的技術(shù)人員，背負(fù)著可燃冰取心的艱巨使命，遭遇突如其來的大風(fēng)，不得不暫停施工，在驚濤駭浪中堅守。

　　此刻，他們距離蘊藏海底的豐富可燃冰礦藏，近在咫尺。

　　船體劇烈搖晃，胃里更是翻江倒海，三個人一連兩天水米未進，身體變得虛弱。尤其是任紅，船上唯一的女博士，她既特殊又不搞特殊，“就算身體散架，設(shè)備也不能散架！”每過一小時都和大家一起檢查取心工具是否固定牢靠。

　　再次檢查工具，核準(zhǔn)各項數(shù)據(jù)，當(dāng)鉆桿前赴后繼，打開了一條直達(dá)海底的通道后，迅速投放工具，開泵取樣，停泵打撈……所有操作按部就班，一氣呵成。

　　裴學(xué)良和隊員們無疑是最緊張的，無法判斷是否取到了理想的樣本，內(nèi)心的壓力就如同巖心筒內(nèi)外的壓差，隨著工具緩緩上提，越來越大。

　　3個小時后，巖心筒打撈出海，經(jīng)檢測，好消息是壓力、溫度保住了，工具密閉性經(jīng)受住了考驗，壞消息是取回的樣本沒有檢測到可燃冰。

　　緊接著進行二次取樣，同樣的操作，同樣的等待，還是同樣的，沒有任何發(fā)現(xiàn)。船上的人們不安起來，難道工具下錯了位置？

　　再來！裴學(xué)良他們二話不說，向藏身海底的可燃冰展開第三次探取。

　　連戰(zhàn)連捷 千錘百煉鑄造勝利技術(shù)

　　連續(xù)作戰(zhàn)令裴學(xué)良他們極度疲憊，但自始至終又是極度亢奮的。多年嘔心瀝血的研發(fā)工作，千百次的試驗與挫折，讓他們堅信終將創(chuàng)造歷史！

　　4月30日23時50分，當(dāng)?shù)谌矌r心升上甲板，人們紛紛聚攏過來，中海油研究總院呂鑫博士手持檢測儀飛快搶到跟前，他瞪大了眼睛，確認(rèn)再三，“是甲烷，氣體達(dá)到可燃濃度！”

　　5月1日凌晨1時，708船正式舉行點火儀式，當(dāng)火苗被點燃的一瞬，現(xiàn)場掌聲雷動，長長的火焰照亮了項目組成員一張張掛滿淚水的笑臉，這是高純度甲烷燃燒才有的顏色，全體參試人員同時把掌聲送給勝利鉆井院取心團隊。

　　“我們不是唯一一家參與取心作業(yè)的單位。”裴學(xué)良說，“當(dāng)時有兩口井，我們負(fù)責(zé)的是第一口。”

　　第二口井取心出了問題，在最后提拉取心筒的環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤，巖心墜落海底。時間不等人，中海油方面當(dāng)機立斷，把第二口井的取心任務(wù)也交給勝利鉆井院。

　　臨危受命，是信任，更是重?fù)?dān)。裴學(xué)良掛斷電話，和隊員們說，第一口井一切順利，第二口井更不能出任何問題。“不然，大家會認(rèn)為我們是僥幸，是瞎貓碰著死耗子。”

　　施工前，他們一連對工具檢查了三遍，近百個環(huán)節(jié)，小到一個個密封圈，一遍排查下來至少3個小時，他們反復(fù)確認(rèn)，力求萬無一失。

　　5月7日，第二口井取心作業(yè)開始了，和第一口井一樣，裴學(xué)良、任紅、孫艷軍一天一夜沒有合眼，憑借第一口井成熟的作業(yè)參數(shù)，取心操作更加沉著、嫻熟。一筒、兩筒……先后取上七筒巖心，全程沒有一絲紕漏。

　　十年磨劍 小研究院點亮大國夢

　　歷史驚人的巧合，10年前的5月1日，中國科學(xué)家們借助國外工具，第一次在南海成功采樣可燃冰，證實了中國南海蘊藏有豐富的天然氣水合物資源。

　　就是自那時起，在全國石油科研院所名錄中并不十分搶眼的勝利鉆井院，把目光敏銳地投向了廣袤的海洋。

　　“可燃冰屬于戰(zhàn)略資源，不能總依賴國外技術(shù)搞勘探開發(fā)。”勝利石油工程公司副總經(jīng)理、時任勝利鉆井院院長韓來聚說，“國家的需要，就是我們攻關(guān)的方向。”

　　2007年那會，受制于國外技術(shù)封鎖，幾乎查不到公開資料，沒有借鑒，漫無頭緒，勝利鉆井院工具研發(fā)團隊只能摸著石頭過河。

　　五六年時間里，研發(fā)團隊沒有少走彎路，針對工具取心方式、密封方式、保溫方式，把能夠想到的設(shè)計思路，一一呈現(xiàn)在圖紙上。然而，希望的小火苗總是被現(xiàn)實無情地澆滅。

　　所有技術(shù)瓶頸中，保壓技術(shù)是困擾團隊最久的一個環(huán)節(jié)，數(shù)不清的設(shè)計、試制、試驗與失敗，幾乎走進了死胡同。就在團隊一籌莫展之際，忙于另一項目的裴學(xué)良觸類旁通，靈感乍現(xiàn)，他和團隊成員連夜畫出圖紙，火速聯(lián)系加工樣品，不出所料，新的系統(tǒng)保壓效果出奇地好。

　　了解井下工具設(shè)計的人都十分清楚，“越是小工具，越是大文章。”勝利鉆井院鉆井工具首席專家吳仲華說，“發(fā)揮空間受限，采用常規(guī)技術(shù)難度很大，要實現(xiàn)同樣的功能，更是難上加難。”

　　世上無難事，只怕有心人，勝利鉆井院取心人用3年時間，成功研發(fā)出保溫保壓取心裝置、帶壓轉(zhuǎn)移裝置、送入回收裝置、集氣點火裝置、冷卻裝置等一整套工具，全部擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，先后獲得25項專利授權(quán)，最終，向國家交出了一份合格的答卷。

　　“如果每個環(huán)節(jié)的可靠度有99%，那么擁有100個環(huán)節(jié)的工具可靠度就銳減為36%。”經(jīng)歷了南海探尋可燃冰的裴學(xué)良不滿足于眼前的成績，他說，“我們希望工具更短一點，不斷簡化，無限接近完美。”

　　延伸閱讀

　　大規(guī)模應(yīng)用新技術(shù)提高采收率

　　科技日報訊 (記者孫明河 通訊員賈玉濤 代儉科)一種新型三次采油技術(shù)非均相復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)試驗技術(shù)，在中石化勝利油田取得突破性進展后，2018年在勝利油田展開大規(guī)模應(yīng)用，動用地質(zhì)儲量2460萬噸，增加可采儲量近200萬噸，采收率提高8.1個百分點，延長特高含水后期老油田經(jīng)濟有效期10年以上。

　　聚合物驅(qū)油，作為勝利油田三次采油中最為成熟的技術(shù)，早已斐名國內(nèi)外。該技術(shù)自上世紀(jì)90年代初先后在勝利油田30個礦場單元推廣應(yīng)用，累計為油田增油1930萬噸。然而，在應(yīng)用十幾年后，隨著聚合物驅(qū)程度的不斷增強，油藏的采出程度和含水率日漸接近極限，已有的技術(shù)已很難滿足進一步大幅度提高采收率的需求。

　　經(jīng)過多年的探索，一種新型的顆粒狀驅(qū)油劑“PPG”浮出水面。正是得益于這種小小的顆粒，勝利油田科研人員建成了“PPG+表面活性劑+聚合物”這一非均相復(fù)合驅(qū)油體系。

　　“PPG”顆粒遇水溶脹，并具有較強黏彈性，膨脹后像橡膠一樣有韌性，能夠有效封堵油層中的“大孔道”。壓力低時，它能夠封堵孔道，產(chǎn)生液流轉(zhuǎn)向，增加流體波及面積；壓力增大時，它能變形通過孔隙，在油藏中運移，封堵油藏深部的孔喉。

　　該技術(shù)在勝利油田孤島油田中一區(qū)Ng3聚驅(qū)后油藏實施后，綜合含水由98.2%下降到81.3%，最大下降16.9%，提高采收率8.5個百分點，最終采收率達(dá)到63.6%，試驗區(qū)日產(chǎn)油由3.3噸提高到79噸，增油20多倍。

　　2018年，非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)又取得新的突破，研發(fā)的新低成本驅(qū)油劑適應(yīng)類型由Ⅰ類油藏推廣到了Ⅱ類油藏，進一步擴大了油藏覆蓋規(guī)模。

　　目前，勝利油田在孤島、孤東、勝坨和東辛等4個特高含水后期老油田規(guī)模化推廣5個項目，覆蓋水驅(qū)和聚合物驅(qū)后等2種油藏類型。“十三五”期間，油田將進一步加大非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)推廣力度，預(yù)計覆蓋儲量1億噸以上。（孫明河）