李中:要紧盯前沿技术,更要走到一线

来源:科技日报      日期:2023-09-04

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李中在海洋石油982深水半潜式钻井平台。受访者供图

【总师对话】

◎本报记者 操秀英

从三亚乘直升机向东南飞行大约50分钟,便能从茫茫大海中看到“钢铁巨人”——“深海一号”能源站,源源不断的海底天然气供应让其顶端的火炬熊熊燃烧。

“深海一号”是我国首个自营勘探开发的1500米深水气田,于2021年6月25日在海南陵水海域正式投产。

中国海洋石油集团有限公司近日发布消息称,“深海一号”二期工程项目正加速建设,已顺利完成新建平台上部组块双层甲板片吊装就位作业,平台建造总体进度已达到40%。

李中作为中海油研究总院有限责任公司总工程师,曾主持“深海一号”超深水气田勘探开发钻完井工程,见证了我国海洋油气开发技术实现跨越式发展的整个历程,科技日报记者9月1日对他进行了专访。

创新就是要打破常规

记者:您主持了“深海一号”超深水气田勘探开发钻完井工程,在这个工程中您遇到哪些技术难题?

李中:该工程除了会涉及常规深水作业气田面临的作业窗口窄等问题,还有一些特殊性。比如,该区块地层压力体系复杂,如何实现安全钻进;此地浅层地质灾害分布广泛,如何有效控制;气田井位分散,如何实现跨井区安全高效连续作业等。

记者:您及团队是如何解决这些难题的?

李中:解决这些问题,其实也没有什么诀窍,就是在实践中不断摸索,还有就是大胆创新。

记者:能举个例子吗?

李中:比如说,解决浅层地质灾害分布广泛问题,常规的方法是“躲”,而我们研制出了世界上第一个“钻导眼、主动放喷、移井位”深水浅层风险分级控制技术,确保了深水水下井口的安全建立。

再比如,常规移井位的方法是先回收全部隔水管再移井位,而我们发明了钻井平台拖曳隔水管带防喷器跨井区移位技术,首次实现了深水批钻作业。这项创新让单井平均钻井周期由65天缩至34天。

记者:所以,很难说解决哪个难题的过程让您印象更深刻,这是个系统工程。

李中:是的。正是这些打破常规的创新方法,使我们解决了“深海一号”超深水气田钻完井工程中出现的一个又一个难题。

“火山口”上钻探石油

记者:您还主导完成了我国首个海上高温高压气田的钻完井工作,该工程获评2020年央企十大超级工程,这个工程给您出的难题和“深海一号”估计不一样?

李中:没错,这回碰上的难题是高温高压。井底地层温度最高可以达到249摄氏度,我们相当于在火山口钻探石油。地层压力最高可达142兆帕,超过了现有大部分防喷器的压力等级。

记者:高温高压下最考验的是设备和井下工具。

李中:是这样的。在这个温度下,大部分井下电子类的监测和探测工具都无法使用。高温高压对设备影响很大,设备失效可能会造成井喷或井眼报废。

记者:南海北部的莺琼盆地就是这样一个高温的环境。

李中:南海地处三大板块交汇处,是全球唯一一个同时聚集了海洋油气领域复杂断块、高温高压等三大世界级难题的海域。位于南海北部的莺琼盆地的地层温度最高超过240摄氏度,压力最高达1400个大气压。这个压力,相当于把一辆轿车压在指甲盖上的作用力。

记者:难度这么大,我们为什么必须“啃”下这块“硬骨头”?有没有考虑过借助外部力量?

李中:开发南海油气,是保障国家能源安全和捍卫海洋权益的重大战略举措。

国外雪佛龙股份有限公司等6家国际石油公司在该区域钻探15口井,由于钻井事故频发,耗资近50亿元均未实现钻探目标而退出,这些问题在常规深水作业中都没有遇到过。

记者:所以必须自力更生了。

李中:对,从1998年开始,我们针对高温高压带来的一系列问题系统开展了技术攻关,形成了一套由四大国际级首创成果相互支撑而成的技术体系,解决了南海高温高压钻完井世界级难题,为发现7个大中型海上高温高压气田提供了技术支撑。

我们利用这套技术体系在莺琼盆地海域开展高温高压井钻井作业,钻井成功率高达100%,平均单井钻井周期、成本不到以前的一半。在此基础上完成的“南海高温高压钻完井关键技术及工业化应用”项目2017年获国家科学技术进步奖一等奖,为世界提供了一份完整的高温高压区天然气开发的“中国方案”。

享受解决问题的过程

记者:面对不同的难题,您都尽可能地给出工程解决方案,其中的秘诀是什么?

李中:首先是有一种使命感吧。从事石油勘探开发的人都熟悉一首歌,叫《我为祖国献石油》。我们这个行业的职责就是找到、开采出更多的石油,而要献出更多石油,还得靠科技创新。

我刚参加工作的时候,我国海洋石油勘探行业的技术薄弱、装备老旧,不得不依靠国外,但我坚信我们一定能靠自己解决技术难题、开发“蓝色国土”。

记者:使命感之外,您喜欢海洋石油勘探开发工作吗?

李中:当然,我要说的另外一个方面就是兴趣和求知欲。在现场遇到问题或困难时,我从不会觉得麻烦,反而很享受解决它们的过程。

比如说,浅层气中的甲烷在特定温度和压力下遇到水会变成固态的水合物,我觉得这太神奇了。我在作业过程中就一直关注水合物生成、运移等相关问题,后来在读博期间,把它作为研究课题。最后,我们把深水浅层气的运移规律都摸清楚了,从此我们在深水作业过程中再也不怕浅层气了。

记者:现在我国海洋油气开发钻完井技术的水平如何?

李中:我举例来说明。2015年,我们与外国公司在我国南海同一个区块相隔20公里的两个井位同时钻井作业,钻进同一个目的层。外国石油公司耗时120天、耗资3.6亿元,才完成一口探井,而我们花费了40天、投入仅8000万元,就成功完成一口探井,而且获得的资料比他们全,评估出来的储量比他们高。

目前,我国深海钻井的最大作业水深达到2619米,创下西太平洋作业水深纪录。可以说,我国的深水钻井技术已经跻身世界先进行列。有些关键技术已经在海外深水区块得到应用,实现了从“技术引入”到“技术输出”的转变。

记者:我们与国外还存在哪些差距?

李中:在个别领域,我们依旧要正视差距,一些关键的零部件还依赖进口,一些局部的分析设计还需要依靠国外的软件。近年来,在国家项目的支持下,我们也在持续进行技术攻关,解决“卡脖子”问题。

记者:随着禀赋较好的海洋油气资源逐渐被开发,“甜点”剩得不多了,剩下的可能是一些“碎渣渣”,我们面临较大的增储上产压力。那么,未来一段时间,我国深海油气田开发要侧重解决哪些问题?

李中:我们知道,海洋钻井是非常贵的,打一口海洋钻井的费用平均相当于打一口陆地钻井的10倍,而制约海洋油气开发的往往是成本。

中国海洋石油集团有限公司近几年提出了“新优快”钻井技术,就是要在安全高效钻井作业的同时,采用创新技术大幅降低作业成本,使一些边际油田或者没有经济性的油田被成功开发。目前,已利用该技术成功开发了位于渤海的垦利16-1油田,开发效果良好。

记者:如何用智能化或数字化技术赋能海洋油气开发?

李中:近年来,我们已在开展智能油气田建设。我认为,将来应该将数字化和智能化的建设从地面向地下拓展,以井筒为核心,打造地下数字化网络,全面感知储层和油藏,通过智能分析和井下监控手段实现油藏的智能管理,以大幅提高油田的采收率。

鼓励年轻人到现场去

记者:您在海上一线工作近30年,如今成为中海油研究院有限责任公司的总工程师。您最初是如何与石油结缘的?

李中:这就要说起我小时候的经历了。我生长在中原大地的一个乡村,家乡的田野间矗立着高高的井架,那些身着工装的石油工人,我再熟悉不过了,很想知道他们每天在做什么。而他们化验室里那些瓶瓶罐罐,对我这个乡村少年来说,太神秘了。

那时一放学,我就跑到他们化验室里问东问西,那些大哥哥、大姐姐每次都耐心地解答我的问题。去的次数多了,我对那些设备是干什么的、石油是怎么从地下出来的也略知一二了。

从那时起,一颗小小的“种子”便在我心底发芽:长大了,就当个石油人吧。高考后填报志愿时,我填的都是石油院校。

记者:这份工作和您小时候想象的一样吗?

李中:艰辛和困难肯定是超出预期的。1994年,我刚入职,第一次踏上海上平台,第一次坐直升机,心里憧憬着“面朝大海,春暖花开”。可没想到,接下来发生的事,打碎了我所有的幻想。

记者:具体发生了什么?

李中:我刚一上平台,本以为会听到机器轰鸣,结果现场却是一片寂静、甲板一片狼藉。

后来我才知道,在我上平台前,这里刚发生了一起严重的井控事件,最后不得不关闭防喷器、剪断钻具。这在钻井作业中属于十分严重的事故。这件事让我深深感受到了作业的危险,也促使我在工作中一直保持着细致谨慎的作风,力求安全高效地完成各项工作任务。

记者:您在工作中细致谨慎,不过在一些重要时刻,比如“深海一号”超深水气田项目取得阶段性进展时,您应该还是很激动吧?

李中:那当然了。2014年8月18日,LS17-2-1井测试,钻井平台加压、点火、射孔成功,井筒压力快速上升。看着火苗由小变大,最后变成熊熊火炬,大家都热泪盈眶。

这一天海油人整整等了12年。回首20余年的工作经历,我见证了中国海洋石油集团有限公司坚持自主创新、从白手起家到自主开发深海油气,这一路走得是多么不容易啊。

记者:您认为一名优秀的科研工作者应该具备哪些品质?

李中:我认为优秀的科研工作者应当具有清晰的理论认知、不懈的求索精神、能够吃苦耐劳、重视团队合作,还要有超强的责任心。

记者:这应该也是您期望年轻的石油人能做到的。作为团队负责人,您如何培养年轻人?

李中:我会鼓励年轻人到现场去。做科研的当然要紧盯前沿技术进展,但更要走到一线。我还记得上学的时候,我们石油专业要学“四大工程”:钻井工程、完井工程、采油工程、油藏工程。既然是做工程,就不能脱离实际,而搞工程的科研人员更不能脱离实际。很多东西在书本上是学不来的,只有在实践中发现问题、解决问题,才能不断促进技术的进步。

另外,我希望年轻人能够终身学习。当然,这不仅仅针对年轻人,对我自己也一样。随着人工智能等新技术的发展,现在技术迭代速度非常快,有时候我们的认知在几个月后就会被颠覆,只有不断学习,不断更新认识,不断创新,才能保持技术先进性,促进行业的高质量发展。

记者手记

结识李中,源于中国海洋石油集团有限公司一位朋友的推荐。在随后的采访中,他可以将高深专业的技术词语解释得通俗易懂,对重大工程中的每个节点都了如指掌,总能讲出很多记者喜欢的故事。你很快就能从和他的对话中得出一个结论——这是一个热爱石油行业、热爱科研、热爱挑战和冒险的科研人员。

他办公室的书架几乎是空的。他说,他需要能量补给,但他的书这里根本摆不下,都存在硬盘里随身携带。同时,他也会向团队中的年轻人学习。

2020年,李中从中海石油(中国)有限公司湛江分公司调任中海油研究总院有限责任公司,任副总经理兼总工程师。从生产单位到科研单位,李中称这次岗位变动是他职业生涯的“分水岭”。

虽然工作发生变动,但李中说,他依旧会时常想起紧急情况发生时和团队彻夜不眠、并肩作战的情景。这提醒他,到中海油研究总院有限责任公司做科研,更要有“时不我待”的紧迫感,要取得更多能解决实际问题的成果,让一线作业人员能少些“紧急情况”。