打下油田鉆井堅(jiān)實(shí)一錘

鉆井中有一項(xiàng)工程作業(yè)叫固井，因其耗資巨大、工藝復(fù)雜、無(wú)法重來(lái)，被稱為“一錘子買賣”。固井失敗，幾千萬(wàn)元的投入就打了水漂。西南石油大學(xué)從1977年建立固井團(tuán)隊(duì)至今，幾代人艱苦探索40余年，到了郭小陽(yáng)教授領(lǐng)銜的這一代，已經(jīng)掌握了一系列“硬核”技術(shù)，因而油田有“固井有困難，就去找西南”一說(shuō)。

一舉替代國(guó)外產(chǎn)品

“氣竄”是制約固井作業(yè)質(zhì)量的一大頑癥，是國(guó)際石油工程界公認(rèn)的難題。2006年重慶開(kāi)縣羅家二井井噴失火事件，2010年美國(guó)墨西哥灣鉆井平臺(tái)爆炸傾覆事件，都是固井質(zhì)量不良和氣竄誘發(fā)。能否攻克氣竄，保證固井成功，不只是投資效益問(wèn)題，更是事關(guān)生命安全和生態(tài)環(huán)境的大問(wèn)題。

上世紀(jì)80年代初，大慶、勝利、四川、中原、新疆等主要油氣田，都存在氣竄問(wèn)題，有的還相當(dāng)嚴(yán)重。擁有先進(jìn)技術(shù)的美國(guó)哈里伯頓、斯倫貝謝等跨國(guó)技術(shù)服務(wù)巨頭曾說(shuō)：“你們中國(guó)人要想解決這個(gè)問(wèn)題就要來(lái)買我們的產(chǎn)品和服務(wù)?！倍麄兊耐跖飘a(chǎn)品約3萬(wàn)美元一噸，折合人民幣約20萬(wàn)元，國(guó)家每年要付出大量的外匯。

一次，郭小陽(yáng)和高光昭在建材市場(chǎng)看到加了發(fā)泡劑的材料，產(chǎn)生了新的科研思路并進(jìn)行了防竄技術(shù)開(kāi)發(fā)研究，成果出來(lái)后在大慶油田進(jìn)行了9口井的工業(yè)試驗(yàn)，這是西南石油大學(xué)第一次向油田有償轉(zhuǎn)讓科研成果。

后來(lái)郭小陽(yáng)又研發(fā)成功工藝更簡(jiǎn)便、效果更顯著的KQ系列防氣竄添加劑，在四川選了5口高壓氣井進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)獲得成功，隨后又在中原、新疆、吉林等油田應(yīng)用全部獲得成功。產(chǎn)品經(jīng)石油部鑒定后推廣應(yīng)用，定價(jià)僅為美國(guó)的十分之一。從1987年至今30多年，我國(guó)油田一直在用這個(gè)產(chǎn)品，一舉替代了國(guó)外產(chǎn)品。

多次刷新世界紀(jì)錄

隨著淺層、易開(kāi)采儲(chǔ)量的遞減，開(kāi)發(fā)深層油氣資源是石油工業(yè)的發(fā)展方向，這給固井帶來(lái)更大的挑戰(zhàn)。郭小陽(yáng)領(lǐng)銜的第三代固井科研團(tuán)隊(duì)，針對(duì)深井超深井固井中的重大工程技術(shù)瓶頸，開(kāi)展了一系列理論和技術(shù)研究，取得了一批重大的理論創(chuàng)新和技術(shù)突破。

上世紀(jì)90年代末，新疆石油局在準(zhǔn)噶爾盆地鉆井中遇到超高壓、嚴(yán)重漏失地層，固井難度極大。郭小陽(yáng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與現(xiàn)場(chǎng)科技人員一起，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出國(guó)內(nèi)第一套超高密度隔離液與水泥漿體系，在國(guó)際上首次進(jìn)行深井塞流作業(yè)獲得成功，使新疆石油局超高壓固井技術(shù)領(lǐng)先國(guó)內(nèi)，為今天新疆石油局建設(shè)環(huán)瑪湖10億噸儲(chǔ)量大油田奠定了固井技術(shù)基礎(chǔ)。

2011年到2014年，“低壓易漏長(zhǎng)裸眼防漏固井理論與技術(shù)”在塔里木油田應(yīng)用，將低密度水泥漿一次性上返至地面，封固井段長(zhǎng)度從4500米、5867米、6500米一直提高到7000米，多次刷新世界紀(jì)錄。2015到2016年，“塔里木庫(kù)車山前低返速配套固井理論與技術(shù)”連續(xù)創(chuàng)造了6130米、7368米、7440米尾管小間隙、超高密度固井水泥漿一次性上返全封的世界紀(jì)錄，成功解決了困擾西氣東輸源頭氣田20余年的固井難題。

2014年到2016年，“固井前調(diào)整鉆井液性能提高井固井質(zhì)量的理論與技術(shù)”在大港油田采油三廠和冀東油田應(yīng)用100余井次，固井質(zhì)量全優(yōu)，成功解決了調(diào)整井固井質(zhì)量差、后續(xù)生產(chǎn)嚴(yán)重出水甚至只出水不出油等困擾大港油田40多年的技術(shù)難題。這項(xiàng)技術(shù)為我國(guó)東部老油田煥發(fā)青春和增儲(chǔ)上產(chǎn)闖出了一條新路。此后，郭小陽(yáng)團(tuán)隊(duì)的固井設(shè)計(jì)思想與工作方法被油田廣泛采用，培養(yǎng)出了多位固井能手。

一直在與國(guó)外公司比武

25年前，長(zhǎng)慶油田在鄂爾多斯盆地的蘇里格發(fā)現(xiàn)了大氣田，但儲(chǔ)層3500—4000米以下，漏失井段長(zhǎng)，漏失最嚴(yán)重，勘探8年之久幾乎沒(méi)有水泥漿能夠返出井口，固井質(zhì)量全國(guó)最差。

那時(shí)正值我國(guó)申辦奧運(yùn)會(huì)，長(zhǎng)慶油田擔(dān)負(fù)著向北京供氣的政治任務(wù)，為了盡快投產(chǎn)，先后請(qǐng)來(lái)了美國(guó)哈里伯頓、斯倫貝謝和日本新日鐵，這些國(guó)際巨頭要價(jià)一個(gè)比一個(gè)高，油田難以承受。他們想到了“西南”，便發(fā)電報(bào)給固井研究室負(fù)責(zé)人劉崇建，劉崇建派郭小陽(yáng)頂了上去。郭小陽(yáng)率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)整整干了3年，曾在油田連續(xù)工作了189天，他們研發(fā)的“低壓易漏長(zhǎng)裸眼地層注水泥成套技術(shù)”解決了困擾長(zhǎng)慶8年的難題，替代了國(guó)外公司昂貴的技術(shù)方案，奠定了蘇里格氣田安全開(kāi)發(fā)的重大工程技術(shù)基礎(chǔ)，中石油再次向全國(guó)鉆井系統(tǒng)發(fā)出表彰通報(bào)。1999年，該成果獲得中石油科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，這是我國(guó)固井領(lǐng)域的第一個(gè)最高級(jí)別獎(jiǎng)勵(lì)?，F(xiàn)在，長(zhǎng)慶油田已連續(xù)5年穩(wěn)產(chǎn)5000萬(wàn)噸以上，成為我國(guó)第一大油田，被譽(yù)為“陸上新大慶”，而其固井主體技術(shù)25年前即以奠定。

2018年，中國(guó)、埃塞俄比亞、吉布提在簽訂“一帶一路”東非最大天然氣跨境合作項(xiàng)目時(shí)，因遇到固井難題，埃塞俄比亞能源部產(chǎn)生動(dòng)搖，擬請(qǐng)斯倫貝謝公司接手。為了保住項(xiàng)目，中資企業(yè)向西南石油大學(xué)求援，在當(dāng)?shù)匕踩謩?shì)并不明朗的情況下，郭小陽(yáng)只身前往，查明原因，指導(dǎo)中資企業(yè)迅速擺脫了被動(dòng)局面，使協(xié)議得以落實(shí)。中資企業(yè)保利協(xié)鑫埃塞分公司總裁動(dòng)情地說(shuō)，感謝西南石油大學(xué)幫助他們捍衛(wèi)了國(guó)家榮譽(yù)。

“幾十年來(lái)，我一直在與國(guó)外公司比武?！惫￡?yáng)說(shuō)。在長(zhǎng)慶、四川和塔里木油田，他都與美英日等國(guó)公司交過(guò)手。比如在塔里木庫(kù)車山前超深井固井作業(yè)中，就與斯倫貝謝、哈里伯頓過(guò)招。斯倫貝謝曾經(jīng)把塔里木第一口8000米超深井固報(bào)廢了，哈里伯頓來(lái)了說(shuō)也干不了。最終是郭小陽(yáng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了嚴(yán)重漏失情況下尾管固井水泥漿一次性上返全封的技術(shù)難題，這是國(guó)際上高溫高壓超深井首次采用全程塞流注水泥技術(shù)獲得成功，完全替代了國(guó)外技術(shù)，使我國(guó)超高壓固井技術(shù)一舉跨入國(guó)際領(lǐng)先行列。

這些“硬核”早已引起國(guó)際上的關(guān)注。因此，2018年10月30日至31日，第14屆世界石油高溫高壓鉆完井與生產(chǎn)會(huì)議在國(guó)際石油之都美國(guó)休斯敦召開(kāi)時(shí)，主辦方邀請(qǐng)郭小陽(yáng)參加。會(huì)議是美國(guó)能源部授權(quán)，由囊括全美石油公司、技術(shù)服務(wù)公司、裝備制造商、材料生產(chǎn)商、船舶研究機(jī)構(gòu)的美國(guó)海洋工業(yè)聯(lián)合會(huì)主辦，世界頂級(jí)石油雜志《世界石油》承辦，是世界高溫高壓鉆完井技術(shù)的最高競(jìng)技舞臺(tái)。郭小陽(yáng)在會(huì)上的報(bào)告不僅受到主辦方和專家學(xué)者的交口稱贊，還得到繼續(xù)加強(qiáng)交流合作的邀請(qǐng)。郭小陽(yáng)是首次代表中國(guó)出席大會(huì)，也是唯一作大會(huì)報(bào)告的大學(xué)教授和唯一參會(huì)的中國(guó)學(xué)者。

郭小陽(yáng)說(shuō)：“我們與國(guó)外相比還有差距，哈里伯頓、斯倫貝謝是國(guó)際石油技術(shù)服務(wù)的鼻祖，擁有很多先進(jìn)技術(shù)，可以幫我們解決問(wèn)題，但你一定要付出高昂的代價(jià)。國(guó)外公司不會(huì)把核心技術(shù)賣給我們，我們必須在學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新。”

經(jīng)過(guò)幾代人的努力，西南石油大學(xué)在固井領(lǐng)域已建成集石油工程、材料科學(xué)與工程、應(yīng)用化學(xué)、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科相結(jié)合的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)，成員均具有博士學(xué)歷，年齡跨度40歲，成為現(xiàn)今國(guó)內(nèi)固井領(lǐng)域人才培養(yǎng)規(guī)模最大、學(xué)術(shù)地位最高、科技創(chuàng)新成果最顯著和攻堅(jiān)克難聲譽(yù)最突出、技術(shù)影響力最大的科研團(tuán)隊(duì)。目前，團(tuán)隊(duì)第四代已經(jīng)挑起大梁，第五代“90后”已進(jìn)入團(tuán)隊(duì)。

《中國(guó)教育報(bào)》2020年05月18日第7版