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攀登采油科研“珠峰”的领路人:记石油工业著名专家王德民

2013年09月23日15:55    来源:黑龙江日报    手机看新闻

他是中国工程院的首批院士,我国石油工业著名专家。
 

  1961年他推导出我国第一套不稳定试井方法“松辽法”,此法至今已累计使用100多万次;1965年他在世界上首次研制、推广一套钢丝起下分层测试仪器;进入上世纪70年代,他又分别研究推广了国内首创的偏心配产、偏心注水工艺和“限流法”压裂工艺,为扭转大庆油田“两降一升”的问题和开发薄油层起到重要作用;80年代中后期,他组织科技人员完成了“化学驱”三次采油技术的攻关。

  王德民带领科技人员研究成功的“泡沫复合驱油技术”,对大庆油田复杂油层的战略开发有极高的实用价值,使我国采油技术达到世界先进水平。

  对自主创新,王德民有自己的看法:“改进的东西好搞,创新的东西风险大。只有将评价改进与评价创新区别开来,社会才能形成创新的良好氛围。”

  8公里的路途说起来很短,可8公里立起来就是一座珠穆朗玛峰,又有几个人能攀登上?王德民凭自己坚忍向上的品格,攀登上一个又一个采油技术高峰,向世界采油难题的“珠穆朗玛峰”发出了挑战!

  24岁的他发明的“松辽法”沿用至今,已整整45年 挑战采油业的“珠穆朗玛峰”

  大庆油田是世界上最大的陆相沉积油田,比美国最大的普鲁德湖湾油田还大。这方圆百里范围的百层岩石经千百万年的沉积,缄默成金;而王德民也将自己的人生理想、事业,倾注在北大荒那片他所钟爱的沃土,无怨无悔默默奉献46年,创造了采油技术上的奇迹,为大庆油田连续27年实现年产油5000万吨、稳产高产做出了重要贡献。

  上世纪60年代初,在我国决定开发大庆油田后,世界公认测算水平最高的美国埃克森石油公司运用他们的技术计算出,大庆采油率只有32%,王德民却运用他研究的一整套开采工艺技术,使大庆油田的采收率达到40%以上,打破了国际采油权威的断言。王德民以自己的聪明才智和“心有恒志节节求”的韧劲儿,为大庆油田创造了巨大价值。

  1960年,王德民即将从北京石油学院毕业。当听到东北发现大油田时,他和同学们兴高采烈地跑到院子里,“在月色里手舞足蹈,以钵代鼓,‘鼓’声山响,我们中国有大油田喽!”他回忆说,那些日子,他和同学们唱啊,跳啊,欣喜万分,强烈要求参加大庆石油会战。

  王德民出身于一个高级知识分子家庭,父亲留美学医,曾任北京同仁医院副院长,母亲是中国籍的瑞士人,从教于中央对外贸易大学。当时家中经济条件非常优越。可王德民毅然回绝亲人的挽留,打起背包,带上书本,奔赴大庆,到油田采油地质室测压组参加工作。

  创业初期的大庆,生产和生活条件都异常艰苦。王德民到大庆后,开始住的是牛棚,“青天一顶星星亮,荒原一片篝火红。”那“篝火”是在棚子里放块铁板,烧原油取暖。油烟把王德民他们简直熏成“黑人”。在如此艰苦环境下,王德民开始了自己的科研生涯。

  当时“试井”,一个月搞一次“测压会战”,把所有的井都测一次,将特制的仪器下到1000多米深的井里,测定油层的压力。千米地下石油储藏在“磨刀石”中,油石缝隙仅有头发丝的十分之一。在120个大气压下才可出油,当低于100个大气压时,气就出来了,若气泡阻力大就会不出油,而气压太高,又容易出水,油也出不来。

  对这个压力的计算,当时国际通用的方法是国外的“赫诺法”。此法误差较大,不符合大庆油田地下的实际情况,而且要工人们来回扛着100多斤重的绞车上井测试,后半夜才能睡觉,劳动强度很大。

  当时只有24岁的王德民决心发明一种新的测试计算方法,解决这一难题。

  王德民学的是采油专业,试井测量只是他所学32门功课中的一门。他学的是英语,为掌握数学推导知识,研究当时苏联这方面的资料,他又自学俄语。他废寝忘食,连续奋战100多天,终于在1961年2月17日,即参加工作5个多月后,根据不稳定热传导原理,推导出了符合大庆油田实情的油井压力计算公式。

  那天正值春节,王德民乐得将食堂发下来的饺子面和馅包了两个特大饺子庆贺。

  经过鉴定,新的计算方法被定为“松辽法”,并很快在全油田应用推广。实践证明,“松辽法”比“赫诺法”精确两倍。

  接着,王德民又搞出第二、三、四种测算方法。他的“松辽法”一直用到现在,45年来被用了100多万次。

  腿摔断后,才住了3天院,他就拄着拐杖回了办公室坚持学以致用拼命也要攻克难关

  大庆油田地下储油石层非常复杂,最薄的有1尺左右厚,最厚的有30多尺厚,这样的油石层达100多层。哪一层进出水、哪一层油多又哪一层油少?光凭测量压力是得不到准确回答的,还得将仪表下到各石层里去测数据。当时世界上都是用承重10吨、食指粗的电缆或钢丝绳将仪表下到千米地下测试。这些注水井口的大气压力达到120,水像喷泉一样直喷而上,王德民和技术人员在寒冷的冬天往井里下钢丝绳、送仪器,一站就是几个小时,喷过水的衣服常常会被冻成“盔甲”,弯不了胳膊、迈不了步。这样长年累月地工作,王德民得了关节炎,夜里疼得翻不了身。

  艰苦的体力劳动,使王德民意识到,沿袭这种旧的测试法,效率太低又不科学。一夜,他突发奇想:能不能用很细的钢丝代替钢丝绳?

  这个试验的风险是巨大的。若改用2毫米细的钢丝,其承重只有100多公斤,一旦钢丝断了,将仪器留在1000多米地下,就会酿成严重生产事故。

  但他决定试下去。经过两年苦战,他研究出多层试油和油水井分层测试等一整套工艺,用细钢丝将6种仪表下到井下,及时掌握每一油层油、水、压的详细情况。这项工艺技术填补了国内空白,处于国际领先地位,直到现在还作为油田的主导技术在使用,其可靠率达99%,而原来旧法可靠率仅为80%。

  王德民情系大庆油田的发展命运。他说搞科研必须学以致用,不能为了搞鉴定、出论文、获奖励。只要大庆油田生产遇到难以解决的实际问题,他总是勇于承担重任,拼命也要攻克难关。

  1969年,已开发10年的大庆油田出现了地层压力下降、出油产量下降、含水量上升的问题。这被称为“两降一升”的问题,决定着大庆油田的命运。王德民没等谁指派,主动承担这一失败风险很大的科研项目。他和同事们攻关一年多,经过1000多次试验,研制成功我国自己的偏心配产、配水器,生产效率比原来提高5倍多。对大庆油田长期高产稳产起到重要作用。现在大庆油田1万多口井历时30多年,仍在用偏心配产、配水技术。

  进入70年代,大庆油田进入中含水开采期,原有采油工艺大部分已不适应新的需要,必须采用新技术满足生产所需。王德民夙兴夜寐地一心扑在新技术研发上,他自愿承担科研责任,和同事们一起选择一批油田实用的新课题,共取得20多项科研成果,其中3项达到国内外先进水平。其中分层压裂法推广使用后,每年为油田增产100多万吨原油。

  大庆油田有1/4薄差油层,厚度仅为0.2米至0.5米。这在世界上还没有开采先例。要让这部分薄差油层多出油,须采取高压注入液体,压裂薄差油层,使之产生比原来大100倍的裂缝,渗透出油。难就难在怎样只压裂所需要的油层,在技术上要求能在地下1000多米射开0.2米薄的油层,深度误差得小于万分之二。业内人说这比当个神枪手还难。但王德民又一次和同事们一起攻克了这个难关,使大庆未被列入开采量的薄油层,也变成可开采的油藏。开采这些薄油层,每年可新增采储量5000多万吨。这项成果在油田推广后,使储量增加7亿吨,等于又找到一个大油田。

  王德民成为大庆石油管理局副总工程师后,发挥科技带头人的作用,针对油田继续强化注水,可能造成大面积水淹和大批套管损坏的潜在威胁,带领一批科技人员深入现场试验,分析数据。一次不慎将腿摔断,可他仅住了3天医院,就又拄着拐杖回到了办公室。

  拄着拐杖的王德民组织全局300多名工程师投入这一科研攻关,使大庆油田年产量由5000万吨上升到5500万吨。

  在大庆油田进入高含水期,王德民积极倡导并落实采取钻2次、3次加密调整井的技术措施,使大庆油田可采储量又增加6亿吨。

  如何开采出更多的石油,他的技术研究提前了整整10年不断超越自我创新脚步永不停顿

  上世纪中后期,一个问题摆在了大庆人面前:大庆油田年产5000万吨油究竟可持续开采多少年?有外国专家预测,加上已用的各种方法,大庆油田年产5000万吨油可持续到1995年。但是王德民不信,他和很多大庆人坚信,开展技术创新,采用更新的采油技术,大庆能继续保持更长时间的高产、稳产。

  世界平均采油率为33%,而大庆油田采油率已达40%%以上。别人都认为大庆人已做得很好了,可王德民却问:那剩下的将近60%的油藏怎么才能更多地采出呢?他打个比方说:“采油就好像洗衣服,用冷水洗是洗不净的,要想洗得更干净,只好用化学的办法。”

  事实上,王德民已提前10年研究化学驱油技术了。在国际上,以美国为代表的很多国家都不用化学驱油,认为它是一个不好掌握的技术。而大庆油田从1996年就大量投入使用了,开发面积超过100平方公里,动用地质储量达2亿吨,创造经济效益超过100亿元人民币。

  这项被叫做“聚合物驱油”的技术,使大庆油田采油率提高到50%,相对增长25%。此技术荣获1998年国家科技进步一等奖。

  回顾这件事,大庆人感慨良多。当初,当王德民提出这一科研项目时,遇到了意想不到的压力。有人甚至怀疑:“国外都没搞成功,你怎么能搞成功?”可王德民迎难而上,勇挑重担,使这个关系到大庆油田可持续发展的战略项目正常运行,如期成功。

  王德民何以敢承担如此大的责任?

  他说:“大庆油田是很难开采的陆相油田,要解决出现的新问题,就要采用新技术,敢为人先、放胆前行,坚持创新精神。搞技术创新不是为了得奖,而是用创新技术解决实际问题。”

  王德民以这种务实创新精神,在聚合物驱油技术的基础上,又研究开发出“碱———表面活性剂———聚合物”三元复合驱油技术。这一技术经过8个现场试验,驱油率又增加50%。

  为让人们理解他的科研,王德民又打起洗衣服的比方来:“洗衣服的水流得很快,界面张力低容易把衣服中的油带出来。而地下水在油石层中1秒钟走不到1毫米。地下储油磨刀石张力得下降1000倍至10000倍,才能将油带出来。”

  王德民是那种不需扬鞭自奋蹄的人。在创新之路上,他总是不断超越自我。在攻下“碱———表面活性剂———聚合物”三元复合驱油技术后,他又向“泡沫复合驱油”新技术的高峰攀登。

  “泡沫复合驱油”技术,就是将聚合物、碱、活性剂加上天然气合而为一,充分利用泡沫上浮顶油和“油流水阻”、“大缝堵小缝钻”的特点,把油岩上层的油驱走。经现场试验表明,泡沫复合驱油技术,可使出油率高达70%。这是目前国际上绝无仅有的原始创新技术!

  该技术现已获得中国、美国、英国、加拿大、俄罗斯等国家的发明专利,并荣获2005年度国家创造发明二等奖。

  王德民从未停止过创新思维,他在考虑未来5年、10年大庆油田的长远发展。大庆过去所搞的工艺都是适合水驱的,不适合化学驱油,现在他正在研究一套适合化学驱的采油工艺,对“凝合剂弹性增加洗油效率”新课题进行研究,并在考虑“改进活性剂加碱工艺”,研究一种不怕硬水的活性剂驱油技术,以适用世界多种油层不同驱油的需要……

  他坦言:不喜欢在气候寒冷的地方生活,却热爱大庆油田一生无怨无悔与大庆油田共命运

  身着一件棕色皮夹克,精神矍铄、鬓发整洁、疾言敏行的王德民,使人简直就不能相信他已是年届70的人了。他侃侃而谈大有谈笑鸿儒般的风度。一看就知道他是那种极认真、极坦率的科技工作者。

  王德民坦言自己不喜欢在气候寒冷的地方生活,但他却热爱与之相伴一生的大庆油田:“大庆油田在哪里,我家就在哪里!人生能与这么大的油田共命运,是件很荣幸的事儿。”他对此生选择以大庆油田发展为业无怨无悔。

  但王德民也有憾事。他说最大的遗憾是现在还不能享受一下退休生活,几乎不能写书。没有时间写书!比起花几年时间写书来,他更关心着手解决油田新的实际问题。“真是越往前走,越能发现更值得研究的大问题。总结过去,我更停不下来了。”

  “什么时候真正退休?”

  “很难!”王德民对记者说,“有人问我,什么时候你调回北京那样的大城市去,那里你的知名度会更高,写写论文、讲讲课,过上退休生活。可是,大庆有现场需要解决新问题,这时刻对我所学专业是一种挑战。”说到这儿,王德民笑了,说他自己也说不上是学什么专业的。的确,几十年科研下来,他的知识已兼跨数学、仪表、机械、化学、流体力学、采油工程、油藏工程、地面工程等20多个学科和专业。凡是大庆需要的,他就努力学,凡是采油工作用得上的,他就努力学。即使今天,他还是不停地学习。

  为大庆学习,他不知疲倦,只知道幸福:“我是学采油的,一生上哪儿去找这么大的油田干事业啊!”

  说起自主创新,王德民说:“改进的东西好搞,创新的东西风险大。只有将评价改进与评价创新区别开来,社会才能形成创新的良好氛围。”

  王德民现在还坚持自己在电脑上写讲稿和论文,有时甚至通宵达旦。每当熬过一宿后,他的手就会累得直哆嗦。他还坚持站着讲课,而且一讲就是半天。他坚守着自己的教学科研个性,不改勤学之风。

  王德民研究推广的每个项目,都是超亿元的复杂工艺技术,但却简单易行,便于工人掌握。他始终都在致力于科学技术简单化的实践。因为他一生都提醒自己,要“学以致用”,学要为国家所用。

  (原载《经济日报》)

  (黑龙江日报、2006年04月20日刊)

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(责编:方晔云、盛卉)

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