庆祝新中国成立60周年 -- 经济科技

新中国科技60年:从“贫油”到“以技术换市场”

时间:2009-09-30 10:59   来源:科技日报

  新中国石油工业的原始“家底”薄得可怜,1949年,全国原油产量仅12万吨。西方国家给我们扣上了“贫油”的帽子。经过一代代石油人的努力和石油开采技术的不断创新,2008年,我国原油产量达到1.9亿吨,居世界第五位。海外石油开采量已达6220万吨,其中份额油3050万。在这60年的发展历程中,我国不但彻底甩掉了“贫油”的帽子,而且实现了技术换市场、技术换资源的巨大变化。

  在年轻共和国物质匮乏的痛楚记忆里,“贫油”是最令人不堪回首的一页。它不仅直接造成了汽车背气包、“坦克大炮不如打狗棍”的严峻现实,更深深刺痛了全体中国人的心。

  最典型的例子,就是众所周知的“铁人”王进喜在北京沙滩红楼路边悲壮的一幕。这一幕,成为“铁人”塑造过程中的关键一环,也是他日后上演一幕幕惊天动地史诗剧的合理起点。

  新中国石油工业的原始“家底”薄得可怜:1949年,全国原油产量仅12万吨,放到现在,也就是一口中低产油井的年产量;全国炼厂的原油加工能力仅11.6万吨,生产石油产品8万吨,放到现在,几乎都可以忽略不计。

  “贫油”是西方世界的讥讽,更是活生生的现实。而彻底甩掉这顶耻辱帽子,则始于50年前大庆油田的发现。

  从那时到现在,从“贫油”到以技术换市场、以技术换资源,时间跨度、质量跨度都如此巨大的演进,高度浓缩在了大庆油田50年开发史中。

  找到一条不同于世界其他油田的正确技术路线

  50年前大庆油田的发现,得益于有中国特色的陆相生油理论的突破,有其历史的必然;但它正好在那个时候被发现,却有一丝暗合历史机缘的意味——正处于“一五”建设高潮、工业基础精心构筑中的新中国,急切地需要“工业的血液”。大庆油田的适时发现,使刚刚“站起来”的中国人腰杆也挺直起来。

  但只能怨天不能尤人的是,大庆油田由陆相沉积决定的多油层非均质砂岩油藏特性,在开采难度上远远高于海湾地区的海相沉积油田。这就注定了,大庆油田的开发从一开始就必须找到一条不同于世界其他大型整装油田的正确技术路线,走出一条符合自身实际的自主创新之路。

  现任大庆油田有限责任公司总经理助理、副总地质师,被称为“新时期铁人”的王启民是这条创新之路的见证人,又是亲历者。

  当时,国际上油田开发主导理论是“均衡开采”,即通过向地下均匀地注水,再把油均匀地开采出来。大庆油田开发不久,已有一半以上油井油层被淹,采收率只有5%,这样下去,油田80%的地下资源将化为乌有。这时,许多技术人员都患了“恐水症”,有人提出“温和注水”,只要油井一见水,就降低注水速度和数量,结果采油速度缓慢。

  王启民对“温和注水”、“均衡开采”理论提出大胆质疑。经过几年探索试验,逐步摸清了中低含水阶段(含水小于40%),注入水不均匀推进的油水运动规律,提出“非均质”开发理论和“高效注水开采”方法。“因为大庆油田呈现明显的‘非均质状态’,简单说就是有厚油层,也有薄差油层;同一层的不同部位,也千差万别。就像两个人赛跑,厚油层像体力好的大个子,跑得快;薄差油层就像体力差的小个子,跑得慢。‘温和注水’、‘均衡开采’就是让大个子和小个子跑一个速度,这怎么行呢?”由此,确立了“先高后低、逐步强化、转移接替”的注水开采方法,使“大个子”和“小个子”都跑出了好成绩,日产百吨以上的高产井成批涌现出来,“三年把大油田面积、储量基本弄清,产量上到500万吨”。

  从“六分四清”到表外储层开采

  上世纪70年代,随着开采程度的加深,油田平均含水上升到54%,产量下降幅度增大。

  王启民主持了中区西部分层开采试验,一干就是10年。他们先后采集分析了1000万个数据,对地下情况如数家珍,绘制出油田第一张高含水期地下油水饱和度图,揭示了油田各个含水期的基本规律,通过试验创立了油田中含水期“六分四清、分层开采”的开采方法,即利用基础井网以同井分层开采为主要手段,以分层注水为基础的分层测试、分层研究、分层改造、分层堵水、分层管理,做到分层段注水量清、产油量清、含水率清、压力水平清。“这套方法突破了笼统注水开采含水上升速度快、采收率低的弊端,使水驱采收率提高了10%—15%”,增加储量近10亿吨,为大庆油田实现5000万吨稳产第一个十年提供了保证。这两项技术成果先后获得1978年全国科学大会奖和1985年全国科技进步特等奖。

  进入80年代,随着稳产期的延长,油田逐步进入高含水期,主力油层含水已高达60%以上。如何实现5000万吨稳产10年,成为最大的挑战。

  1984年,王启民承担了编制第二个5000万吨稳产10年规划的任务,他瞄准了厚度只有0.5米的表外储层。按照国际惯例,这是被判了“死刑”的油层。“但大庆油田的表外储层遍布每口井、每个油层,单独看起来很瘦,但上千平方公里,加起来不是很肥吗?”为此,他们先打了三口试验井,拿出岩芯,没见到丝毫油迹,只在油管壁上有一点点油花。大家一看,三摇头——现场搞地质的看了摇头,“太差太差”;开发部的看了摇头,“去去去”;最后领导看了摇头,“不行不行”。

  但王启民想,许多禁区既然是人设定的,就可以打破它!凭着这股韧劲,他和同事们天天泡在油区,一干七年,通过对1500多口井的地质解剖、分析,4个试验区45口井的试油、试采,10口取芯井的岩芯测定和分析,对表外储层的地质特征、潜力分布、开采条件、产能特点、挖潜效果及开发效益都有了深刻的认识,终于摸索出一套开发表外储层的技术,实现了由主力油层向薄差油层开采的过渡和产油量的接替。据计算,表外储层地质储量可达7亿吨,可采储量近2亿吨,等于又找到一个大油田。 

  稳油控水,创造世界奇迹

  到90年代,大庆油田面临的最大困难是,主力油层含水超过90%。如此高含水后期要稳产,地面扩建工程量巨大,能耗也越来越大。“能不能想办法,5年内把产液高峰期往后挪?”

  王启民考虑,“有可能性”。于是提出对高含水油田实施“稳油控水”的建议,即利用各类油层水淹程度差异,采用“三分一优、结构调整”方法,控制特高含水层的采出量——控液降水;提高低含水、动用差油层采出量——增产稳油。

  当时的石油部部长王涛到大庆视察,王启民跟他拍胸脯,第一要稳产,第二还要控水,争取三年不过1%。王部长惊讶地问,这怎么可能?同时激励他,“如果你实现了,给你磨盘大的奖章,金质奖章。”

  但王启民们心中有数,“思路一定,剩下具体技术问题都好解决”。到1995年,“稳油控水系统工程”获得了巨大成功,“八五”期间,油田不仅保持5000万吨以上稳产,而且有效控制了产液量的快速增长,实现了油田三年含水上升不超过1%的目标,与原国家审定的“八五”油田开发指标对比,5年累计多产原油610多万吨,少产液24749万吨,创造了难以估量的经济和社会效益。1997年,“稳油控水”工程荣获国家科技进步特等奖。

  到2002年,大庆油田实现年产原油5000万吨以上稳产27年,把世界同类油田只有12年的高产纪录远远甩到身后,创造了令人咋舌的世界奇迹。

  采收率冲刺70%,创建百年油田

  进入2003年,大庆油田面临资源接替难、特高含水期开发难和外围增储上产难等诸多困难,对“持续有效发展,创建百年油田”战略目标形成巨大挑战。

  怎样创建百年油田?增加经济可采储量成为主攻目标。

  大庆油田上世纪90年代应用的聚合物驱油二次采油技术,已提高采收率10个百分点,使聚驱年产量达到1000万吨以上。油田二次采油技术水平、应用规模和整体效益均处于世界领先地位,主力油层采收率已突破50%大关,比美国、俄罗斯的33%和36%高出近15个百分点。对大庆油田来说,采收率每提高一个百分点,就可增加4000多万吨的可采储量;突破采收率60%的目标,就将增加可采储量近5亿吨。

  还能不能在聚驱技术领域取得突破?

  “有两个问题最为棘手:一是聚合物需要用清水来配制,每年新水耗费量巨大;二是注聚后污水外排,浪费资源的同时,也危害环境。”王启民冥思苦想:“如果有一种分子量高、抗污水能力强的聚合物,不就可以用污水代替清水来配制吗?”他带着这个想法多次到北京、上海的高等院校和化学助剂厂请教,经过多学科联合攻关,一种适合地下条件的高分子量、抗污水能力强的聚合物投入使用。喇北西块工业开采试验表明,提高采收率可达18%,使主力油层采收率达到了56.7%。在油田全面推广三年来,节省清水7560万立方米,减排污水8528万立方米。

  按照“应用一代、研发一代、储备一代”的方针,目前,聚驱后再提高采收率的新技术正在大庆油田试验运用,而三元复合驱,微生物驱等技术,也已经和正在系列化、配套化、集成化,“目标是采收率过65%,冲刺70%”,这将再创世界油田开发新纪录。

  闯荡世界,专啃硬骨头的看家法宝

  自1993年3月首次在海外获得油田开采权益之后,中国石油企业“走出去”的步子越来越大,收益也越来越丰厚。

  在中国石油人“走出去”的历程中,有一种通行现象曾一度令人困惑:无论勘探还是开发,我们拿到的作业区总是最难、最差、最具风险的。极端的例子是,在签下一个极难作业区后,外方把他们认为已经毫无开发价值的另一区块捎带白送给我们,而我们随后却把这个作业区干成一块“肥肉”。

  剔除非经济、非技术的原因,中国石油人在国内油田的恶劣、复杂地质条件下,长期练就的一套把地下资源“吃干榨尽”的特殊技能,是他们闯荡世界、专啃硬骨头的看家法宝,也是以技术换市场、以技术换资源的前提。

  以荣获2003年度国家科学技术进步一等奖的“苏丹Muglad盆地1/2/4区高效勘探的技术与实践”为例。它是由中国石油、马来西亚Petronas、加拿大SPC和苏丹Sudanpet四家所组成的联合作业公司——大尼罗石油作业公司(GNPOC)承担。项目实施中,各方协调、团队合作是必不可少的,但技术实力、队伍素质等更在不言而喻中默默地比拼。

  在联合作业公司中,外方三家打井,定井位的成功率不到50%;而由现任中国石油勘探开发公司总地质师的苏永地负责定井位的中方28口井,每个都成功。

  之前,美国雪佛龙(Chevron)公司已在Muglad盆地经营近20年,找到4亿桶可采储量;而我们从1997年6月进入,5年左右时间就找到8亿桶可采储量。

  1/2/4区三个区块中,1、2区比较简单,4区相对复杂。雪佛龙找到的储量,主要在1、2区;目前4区的储量,都是我们找到的。苏永地介绍,我们在理论上突破了他们找油的理念,首次提出Muglad盆地具有被动裂谷盆地的属性,并创立了该盆地的地质模式和成藏模式,发展了断块圈闭侧向封堵理论,认清了优质储层的分布规律和有效储层的深度界限。通俗地说,就是把在中间找改为往两边找。一开始,外方都不接受这一思路,我们一边坚持,一边耐心做工作,最终用所发现油田全部为高产油田的结果,使他们心悦诚服。

  老外为什么服气?因为在这种同等条件下的技术比拼中,决定胜负的没有别的,只有“你找不到油田,我能找到;你找到小油田,我找到大油田”这样的“硬道理”。 

  年 谱

  1949 我国原油产量仅12万吨,全国炼厂的原油加工能力仅11.6万吨,生产石油产品8万吨,石油产品自给率不足10%。

  1956 新疆克拉玛依油田投入试采;国内第一座大型炼油厂——兰州炼油厂开始建设。

  1960 大庆油田投入开发。全国原油产量达到163.6万吨,石油产品自给率提高到40%以上。

  1963 全国原油产量达到648万吨。12月,周恩来总理在第二届全国人民代表大会第四次会议上庄严宣布:中国需要的石油已经基本可以自给。

  1965 1960年到1965年,随着大庆油田的开发和石油炼制技术的重大发展,我国的石油产品实现了三年过关、五年立足于国内的目标。

  1983 在1964年到1983年的20年间,我国原油产量从648万吨增至1.06亿吨,年均增速高达15%,几乎翻了四番。

  1985 我国原油产量达到1.25亿吨,居世界第六位。由于产量持续增长,我国石油自给有余。20世纪80年代中期,石油创汇曾是国家外汇的主要来源,1985年石油出口创汇最高,占全国出口创汇总额的26.9%。

  1993 我国再次成为石油净进口国,石油企业开启了“走出去”的历程。3月,中国石油在泰国邦亚区块获得石油开发作业权,这是中国石油企业首次在海外获得油田开采权益。

  1996 11月,中国石油中标苏丹Muglad盆地1/2/4区块,与马来西亚、加拿大、苏丹的3家石油公司共同组成联合作业公司,中国石油拥有40%的股份。这是中国石油企业第一个与外国石油公司联合投资、共同作业的海外大型项目,短时间内发现了6个新油田,新增地质储量13.97亿桶。

  1999 我国获得海外份额油300万吨。

  2003 我国境外油气勘探开发已在苏丹、马六甲、南美、墨西哥湾和中亚等地区取得了控股、参股和独立勘探开发权,控制海外份额油剩余可采储量超过4亿吨,建成原油年生产能力1300万吨。

  2008 中国石油海外石油开采量已达6220万吨,其中份额油3050万吨;中国石化海外份额油产量达901万吨,同比大幅增长31%。这一年,我国原油产量1.9亿吨,居世界第五位。(瞿剑)

 

编辑:杨笑
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