慶祝新中國成立60週年 -- 經濟科技

新中國科技60年:從“貧油”到“以技術換市場”

時間:2009-09-30 10:59   來源:科技日報

  新中國石油工業的原始“家底”薄得可憐,1949年,全國原油産量僅12萬噸。西方國家給我們扣上了“貧油”的帽子。經過一代代石油人的努力和石油開採技術的不斷創新,2008年,我國原油産量達到1.9億噸,居世界第五位。海外石油開採量已達6220萬噸,其中份額油3050萬。在這60年的發展歷程中,我國不但徹底甩掉了“貧油”的帽子,而且實現了技術換市場、技術換資源的巨大變化。

  在年輕共和國物質匱乏的痛楚記憶裏,“貧油”是最令人不堪回首的一頁。它不僅直接造成了汽車背氣包、“坦克大炮不如打狗棍”的嚴峻現實,更深深刺痛了全體中國人的心。

  最典型的例子,就是眾所週知的“鐵人”王進喜在北京沙灘紅樓路邊悲壯的一幕。這一幕,成為“鐵人”塑造過程中的關鍵一環,也是他日後上演一幕幕驚天動地史詩劇的合理起點。

  新中國石油工業的原始“家底”薄得可憐:1949年,全國原油産量僅12萬噸,放到現在,也就是一口中低産油井的年産量;全國煉廠的原油加工能力僅11.6萬噸,生産石油産品8萬噸,放到現在,幾乎都可以忽略不計。

  “貧油”是西方世界的譏諷,更是活生生的現實。而徹底甩掉這頂恥辱帽子,則始於50年前大慶油田的發現。

  從那時到現在,從“貧油”到以技術換市場、以技術換資源,時間跨度、品質跨度都如此巨大的演進,高度濃縮在了大慶油田50年開發史中。

  找到一條不同於世界其他油田的正確技術路線

  50年前大慶油田的發現,得益於有中國特色的陸相生油理論的突破,有其歷史的必然;但它正好在那個時候被發現,卻有一絲暗合歷史機緣的意味——正處於“一五”建設高潮、工業基礎精心構築中的新中國,急切地需要“工業的血液”。大慶油田的適時發現,使剛剛“站起來”的中國人腰桿也挺直起來。

  但只能怨天不能尤人的是,大慶油田由陸相沉積決定的多油層非均質砂岩油藏特性,在開採難度上遠遠高於海灣地區的海相沉積油田。這就註定了,大慶油田的開發從一開始就必須找到一條不同於世界其他大型整裝油田的正確技術路線,走出一條符合自身實際的自主創新之路。

  現任大慶油田有限責任公司總經理助理、副總地質師,被稱為“新時期鐵人”的王啟民是這條創新之路的見證人,又是親歷者。

  當時,國際上油田開發主導理論是“均衡開採”,即通過向地下均勻地注水,再把油均勻地開採出來。大慶油田開發不久,已有一半以上油井油層被淹,采收率只有5%,這樣下去,油田80%的地下資源將化為烏有。這時,許多技術人員都患了“恐水症”,有人提出“溫和注水”,只要油井一見水,就降低注水速度和數量,結果採油速度緩慢。

  王啟民對“溫和注水”、“均衡開採”理論提出大膽質疑。經過幾年探索試驗,逐步摸清了中低含水階段(含水小于40%),注入水不均勻推進的油水運動規律,提出“非均質”開發理論和“高效注水開採”方法。“因為大慶油田呈現明顯的‘非均質狀態’,簡單説就是有厚油層,也有薄差油層;同一層的不同部位,也千差萬別。就像兩個人賽跑,厚油層像體力好的大個子,跑得快;薄差油層就像體力差的小個子,跑得慢。‘溫和注水’、‘均衡開採’就是讓大個子和小個子跑一個速度,這怎麼行呢?”由此,確立了“先高後低、逐步強化、轉移接替”的注水開採方法,使“大個子”和“小個子”都跑出了好成績,日産百噸以上的高産井成批涌現出來,“三年把大油田面積、儲量基本弄清,産量上到500萬噸”。

  從“六分四清”到表外儲層開採

  上世紀70年代,隨著開採程度的加深,油田平均含水上升到54%,産量下降幅度增大。

  王啟民主持了中區西部分層開採試驗,一幹就是10年。他們先後採集分析了1000萬個數據,對地下情況如數家珍,繪製出油田第一張高含水期地下油水飽和度圖,揭示了油田各個含水期的基本規律,通過試驗創立了油田中含水期“六分四清、分層開採”的開採方法,即利用基礎井網以同井分層開採為主要手段,以分層注水為基礎的分層測試、分層研究、分層改造、分層堵水、分層管理,做到分層段注水量清、産油量清、含水率清、壓力水準清。“這套方法突破了籠統注水開採含水上升速度快、采收率低的弊端,使水驅采收率提高了10%—15%”,增加儲量近10億噸,為大慶油田實現5000萬噸穩産第一個十年提供了保證。這兩項技術成果先後獲得1978年全國科學大會獎和1985年全國科技進步特等獎。

  進入80年代,隨著穩産期的延長,油田逐步進入高含水期,主力油層含水已高達60%以上。如何實現5000萬噸穩産10年,成為最大的挑戰。

  1984年,王啟民承擔了編制第二個5000萬噸穩産10年規劃的任務,他瞄準了厚度只有0.5米的表外儲層。按照國際慣例,這是被判了“死刑”的油層。“但大慶油田的表外儲層遍佈每口井、每個油層,單獨看起來很瘦,但上千平方公里,加起來不是很肥嗎?”為此,他們先打了三口試驗井,拿出岩芯,沒見到絲毫油跡,只在油管壁上有一點點油花。大家一看,三搖頭——現場搞地質的看了搖頭,“太差太差”;開發部的看了搖頭,“去去去”;最後領導看了搖頭,“不行不行”。

  但王啟民想,許多禁區既然是人設定的,就可以打破它!憑著這股韌勁,他和同事們天天泡在油區,一幹七年,通過對1500多口井的地質解剖、分析,4個試驗區45口井的試油、試採,10口取芯井的岩芯測定和分析,對表外儲層的地質特徵、潛力分佈、開採條件、産能特點、挖潛效果及開發效益都有了深刻的認識,終於摸索出一套開發表外儲層的技術,實現了由主力油層向薄差油層開採的過渡和産油量的接替。據計算,表外儲層地質儲量可達7億噸,可採儲量近2億噸,等於又找到一個大油田。 

  穩油控水,創造世界奇跡

  到90年代,大慶油田面臨的最大困難是,主力油層含水超過90%。如此高含水後期要穩産,地面擴建工程量巨大,能耗也越來越大。“能不能想辦法,5年內把産液高峰期往後挪?”

  王啟民考慮,“有可能性”。於是提出對高含水油田實施“穩油控水”的建議,即利用各類油層水淹程度差異,採用“三分一優、結構調整”方法,控制特高含水層的採出量——控液降水;提高低含水、動用差油層採出量——增産穩油。

  當時的石油部部長王濤到大慶視察,王啟民跟他拍胸脯,第一要穩産,第二還要控水,爭取三年不過1%。王部長驚訝地問,這怎麼可能?同時激勵他,“如果你實現了,給你磨盤大的獎章,金質獎章。”

  但王啟民們心中有數,“思路一定,剩下具體技術問題都好解決”。到1995年,“穩油控水系統工程”獲得了巨大成功,“八五”期間,油田不僅保持5000萬噸以上穩産,而且有效控制了産液量的快速增長,實現了油田三年含水上升不超過1%的目標,與原國家審定的“八五”油田開髮指標對比,5年累計多産原油610多萬噸,少産液24749萬噸,創造了難以估量的經濟和社會效益。1997年,“穩油控水”工程榮獲國家科技進步特等獎。

  到2002年,大慶油田實現年産原油5000萬噸以上穩産27年,把世界同類油田只有12年的高産紀錄遠遠甩到身後,創造了令人咋舌的世界奇跡。

  采收率衝刺70%,創建百年油田

  進入2003年,大慶油田面臨資源接替難、特高含水期開發難和週邊增儲上産難等諸多困難,對“持續有效發展,創建百年油田”戰略目標形成巨大挑戰。

  怎樣創建百年油田?增加經濟可採儲量成為主攻目標。

  大慶油田上世紀90年代應用的聚合物驅油二次採油技術,已提高采收率10個百分點,使聚驅年産量達到1000萬噸以上。油田二次採油技術水準、應用規模和整體效益均處於世界領先地位,主力油層采收率已突破50%大關,比美國、俄羅斯的33%和36%高出近15個百分點。對大慶油田來説,采收率每提高一個百分點,就可增加4000多萬噸的可採儲量;突破采收率60%的目標,就將增加可採儲量近5億噸。

  還能不能在聚驅技術領域取得突破?

  “有兩個問題最為棘手:一是聚合物需要用清水來配製,每年新水耗費量巨大;二是注聚後污水外排,浪費資源的同時,也危害環境。”王啟民冥思苦想:“如果有一種分子量高、抗污水能力強的聚合物,不就可以用污水代替清水來配製嗎?”他帶著這個想法多次到北京、上海的高等院校和化學助劑廠請教,經過多學科聯合攻關,一種適合地下條件的高分子量、抗污水能力強的聚合物投入使用。喇北西塊工業開採試驗表明,提高采收率可達18%,使主力油層采收率達到了56.7%。在油田全面推廣三年來,節省清水7560萬立方米,減排污水8528萬立方米。

  按照“應用一代、研發一代、儲備一代”的方針,目前,聚驅後再提高采收率的新技術正在大慶油田試驗運用,而三元複合驅,微生物驅等技術,也已經和正在系列化、配套化、整合化,“目標是采收率過65%,衝刺70%”,這將再創世界油田開發新紀錄。

  闖蕩世界,專啃硬骨頭的看家法寶

  自1993年3月首次在海外獲得油田開採權益之後,中國石油企業“走出去”的步子越來越大,收益也越來越豐厚。

  在中國石油人“走出去”的歷程中,有一種通行現象曾一度令人困惑:無論勘探還是開發,我們拿到的作業區總是最難、最差、最具風險的。極端的例子是,在簽下一個極難作業區後,外方把他們認為已經毫無開發價值的另一區塊捎帶白送給我們,而我們隨後卻把這個作業區幹成一塊“肥肉”。

  剔除非經濟、非技術的原因,中國石油人在國內油田的惡劣、複雜地質條件下,長期練就的一套把地下資源“吃幹榨盡”的特殊技能,是他們闖蕩世界、專啃硬骨頭的看家法寶,也是以技術換市場、以技術換資源的前提。

  以榮獲2003年度國家科學技術進步一等獎的“蘇丹Muglad盆地1/2/4區高效勘探的技術與實踐”為例。它是由中國石油、馬來西亞Petronas、加拿大SPC和蘇丹Sudanpet四家所組成的聯合作業公司——大尼羅石油作業公司(GNPOC)承擔。項目實施中,各方協調、團隊合作是必不可少的,但技術實力、隊伍素質等更在不言而喻中默默地比拼。

  在聯合作業公司中,外方三家打井,定井位的成功率不到50%;而由現任中國石油勘探開發公司總地質師的蘇永地負責定井位的中方28口井,每個都成功。

  之前,美國雪佛龍(Chevron)公司已在Muglad盆地經營近20年,找到4億桶可採儲量;而我們從1997年6月進入,5年左右時間就找到8億桶可採儲量。

  1/2/4區三個區塊中,1、2區比較簡單,4區相對複雜。雪佛龍找到的儲量,主要在1、2區;目前4區的儲量,都是我們找到的。蘇永地介紹,我們在理論上突破了他們找油的理念,首次提出Muglad盆地具有被動裂谷盆地的屬性,並創立了該盆地的地質模式和成藏模式,發展了斷塊圈閉側向封堵理論,認清了優質儲層的分佈規律和有效儲層的深度界限。通俗地説,就是把在中間找改為往兩邊找。一開始,外方都不接受這一思路,我們一邊堅持,一邊耐心做工作,最終用所發現油田全部為高産油田的結果,使他們心悅誠服。

  老外為什麼服氣?因為在這種同等條件下的技術比拼中,決定勝負的沒有別的,只有“你找不到油田,我能找到;你找到小油田,我找到大油田”這樣的“硬道理”。 

  年 譜

  1949 我國原油産量僅12萬噸,全國煉廠的原油加工能力僅11.6萬噸,生産石油産品8萬噸,石油産品自給率不足10%。

  1956 新疆克拉瑪依油田投入試採;國內第一座大型煉油廠——蘭州煉油廠開始建設。

  1960 大慶油田投入開發。全國原油産量達到163.6萬噸,石油産品自給率提高到40%以上。

  1963 全國原油産量達到648萬噸。12月,周恩來總理在第二屆全國人民代表大會第四次會議上莊嚴宣佈:中國需要的石油已經基本可以自給。

  1965 1960年到1965年,隨著大慶油田的開發和石油煉製技術的重大發展,我國的石油産品實現了三年過關、五年立足於國內的目標。

  1983 在1964年到1983年的20年間,我國原油産量從648萬噸增至1.06億噸,年均增速高達15%,幾乎翻了四番。

  1985 我國原油産量達到1.25億噸,居世界第六位。由於産量持續增長,我國石油自給有餘。20世紀80年代中期,石油創匯曾是國家外匯的主要來源,1985年石油出口創匯最高,佔全國出口創匯總額的26.9%。

  1993 我國再次成為石油凈進口國,石油企業開啟了“走出去”的歷程。3月,中國石油在泰國邦亞區塊獲得石油開發作業權,這是中國石油企業首次在海外獲得油田開採權益。

  1996 11月,中國石油中標蘇丹Muglad盆地1/2/4區塊,與馬來西亞、加拿大、蘇丹的3家石油公司共同組成聯合作業公司,中國石油擁有40%的股份。這是中國石油企業第一個與外國石油公司聯合投資、共同作業的海外大型項目,短時間內發現了6個新油田,新增地質儲量13.97億桶。

  1999 我國獲得海外份額油300萬噸。

  2003 我國境外油氣勘探開發已在蘇丹、馬六甲、南美、墨西哥灣和中亞等地區取得了控股、參股和獨立勘探開發權,控制海外份額油剩餘可採儲量超過4億噸,建成原油年生産能力1300萬噸。

  2008 中國石油海外石油開採量已達6220萬噸,其中份額油3050萬噸;中國石化海外份額油産量達901萬噸,同比大幅增長31%。這一年,我國原油産量1.9億噸,居世界第五位。(瞿劍)

 

編輯:楊笑
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