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中海油研究总院李中:海上“驯龙高手”

来源:中国能源新闻网 时间:2025-04-16 16:27

国能源新闻网 记者 曲艺 通讯员 秦怡然

  浩瀚海洋深处,蕴藏着丰富的油气资源宝藏。海中取宝,意味着不仅要经受汹涌大海中的台风、寒潮、高盐高湿、暗流等等极限环境考验,还要跨越各种复杂地质条件带来的重重阻碍,在幽暗的地底深处,擒住难觅踪迹的油龙、气龙,其中艰难可想而知。而中海油研究总院钻完井总工程师李中就是一位迎难而上的“驯龙高手

  无论探宝还是取宝,都需要在地下油气藏和海面的钻采平台之间建立起一条供油气通行的稳固隧道,这项工作就是钻完井。作为直接和地层以及地下油气藏亲密接触的前锋,钻完井作业集中体现了海洋石油工业高风险、高科技、高投入的“三高”特性。稍有差池,钻头就可能偏离目标,铩羽而归,让数百万一天的钻井费用“打了水漂”;严重时,油气更是会从隧道的薄弱处喷射而出,造成墨西哥湾“深海地平线”那样船毁人亡的灾难性井喷事故。和在陆地上修路一样,环境越恶劣、地质条件越复杂,路越难修。而多年来李中所做的,正是在地质环境最复杂的地方,通过科学技术方法,用钻头和套管,引导脾气最暴虐的气龙走向正途。

  从业30多年来,李中带领团队深入研究高温高压、超高温高压、深水钻完井技术难题,为东方13-1、东方13-2高温高压气田,乐东10-1超高温高压气田,“深海一号”超深水大气田等一批大气田的勘探开发立下汗马功劳。

  他带领团队建立的高温高压钻完井关键技术获评2017年国家科学技术进步奖一等奖,被多位院士认定为“国际先进水平”,技术成果在墨西哥湾、英国北海、印尼、缅甸、伊拉克等海外高温高压区块也得到成功应用。作为入选国家“万人计划”的科技创新领军人才,李中取得了授权发明专利48件,撰写代表性论文75篇、专著10部,组织编制ISO国际标准1部。

  群英“折戟”,赤子之心勇追梦

  李中热爱海洋石油行业,但上班伊始他就见识了这个行业的另一面。

  首个海班工作地是乐东20-1-2探井作业现场,刚上平台他就觉察到了异样——原本机械轰鸣的钻井现场,却静悄悄的。中午时分,他从侧面获悉,乐东20-1-2是一口高温高压探井,前一天晚上发生井喷,多亏处理及时,没有酿成灾祸。井喷?当这个以前只出现在大学教科书上的字眼突然蹦到眼前,李中有些紧张。毕竟,这关乎生命安全。第二个海班他到同海域的另外一口探井作业现场值班,又遭遇了台风。“那个台风风力猛,轨迹怪异,平台所有人被迫撤往三亚。

  “乘船撤离时,拖轮摇摆得厉害,大部分人晕船呕吐,我也晕,感觉天空在眼前晃来晃去。”他回忆。两个海班后,海洋石油的高风险在李中心中留下深刻印记,但他不后悔当初的选择。“干啥没有风险?怕噎着难道还不吃饭了?”他这么想。

  此后,李中一直从事钻完井相关工作。他勤奋好学,一有时间就到档案馆翻阅相关资料。学习中他了解到,莺琼盆地中深层油气资源十分丰富,但同时,这里也是世界三大海上高温高压区域之一,储层温度最高达249摄氏度,达到井下工具耐温极限,储层压力系数最高达2.38,达到正常地层的两倍多,天然气开采难度极大!

  上世纪80年代,外方曾斥巨资钻15口高温高压井,结果全部失利,主动放弃勘探权益。此后的10余年,关于高温高压领域的钻完井作业,关于这里的天然气勘探一直没有大的起色。“外国石油公司为什么会勘探失利?”“莺琼盆地高温高压区域难道真是勘探禁区?”从那时起,莺琼盆地深处那条暴脾气的“气龙,就激起了喜欢挑战的李中征服的欲望。

  目光如炬,廿载攻关终得胜

  实际上,早在1986年国海油就开始大力推进对于莺琼盆地高温高压天然气勘探的相关研究。上世纪90年代,李中参与此项研究后,便努力创新思维寻求突破。

  创新,就是要在一片黑暗中开辟出一条前无古人的路,没头苍蝇一样乱撞是行不通的,必须讲究方式方法。李中对此有清晰的认识:“我不怕付出辛苦,但怕辛苦用错了地方。没有分辨清楚方向的坚持只能是自我安慰。”

  李中正是一个很擅长找方法的人。对于创新,他一直在贯彻一套行之有效的底层逻辑——抓主要矛盾。

  他带领团队深入分析前期钻井失利原因,并很快抓住了事情的主要矛盾——既然钻完井的工作对象是地层,那就不能只想着怎么加固井筒,还要深入进行地质研究,做到知己知彼,对不同的地层特点采取针对性措施。因此,他带领团队从地层强度、储层压力着手,深入认识莺琼盆地高温高压地质特性,明确各层段安全、优质钻进举措,有力提升了高温高压探井作业的安全性与质量。

  针对此前高温高压探井作业效率低、成本高的实际,他带领团队集中精力钻研各层段优快钻进技术,针对性研发适合高温高压探井作业的配套产品。比如高温高压探井作业时,海底井口温度接近0摄氏度,但钻到目的层后温度迅速升高至200摄氏度以上,钻井液会从“豆浆”变成“豆腐渣”,流变性变差,功能失效。李中就带领团队与中海油服等单位密切合作,研制出更耐高温、更稳定的钻井液体系。

  和高温高压这条“恶龙”缠斗,不仅需要独辟蹊径的睿智,也需要“不破楼兰终不还”的决心和坚持。在实践中研究高温高压井钻井技术的那些年,李中的手机从不静音。无论是三更半夜在熟睡中,还是在和朋友、家人小聚,手机振动一声必然接起,于他已经是一种条件反射。“没有大事,总监不会给基地打电话。”电话拨通时,井下压力可能正迅速逼近极限值、可能正在井涌、可能已经做好了撤离人员的准备。“没有哪件事印象深刻不深刻一说,都很刺激。”李中说。

  无论多苦,李中和团队成员始终咬定目标不放松。经年累月、天天“打仗”似的忙碌与煎熬没有击垮他们,反而让他们更加斗志昂扬。2010年前后,他们逐渐摸清了高温高压的“暴脾气”,形成了四大创新成果。这四大创新成果互相支撑,又形成完整擒服“气龙”的高温高压钻完井技术体系。

  “2010年首个气田东方13-1钻探发现后,我们很激动,团队小聚时大家忍不住欢呼、流泪。这么多年的攻关太不容易了。”李中回忆。

  应用这套技术体系,国海油湛江分公司(以下简称“湛江分公司”)随后在莺琼盆地部署的高温高压井钻井成功率高达100%,平均单井钻井周期、成本不到以前的一半。得益于这套技术,湛江分公司2010年后发现了7个高温高压气田。不仅如此,这套技术体系还走出国门,在国外高温高压区块48口井中成功应用。“最初我们无技术、无人才,只能全盘引进外国石油公司的技术勘探,如今反向输出技术,我们很自豪。”湛江分公司技术研发人员李炎军说。

  闯深水、破“双超”,他山之石可以攻玉

  李中带领团队攻关形成的高温高压钻完井技术体系,还有力地促进了深水领域的天然气勘探突破。

  与高温高压领域相比,我国深水领域的天然气资源同样丰富,勘探难度同样是世界级。国际上都以300米水深为界限,一般不到300米水深被称为浅海,超出300米水深称为深海,超出1500米至3000米被称为超深海。深水钻完井,面临地层破裂压力低、井控风险大等众多技术难点。现代海洋石油工业大约用了近30年时间,前进到大概100米水深的海域。随即继续试探着向更深海域迈进,上世纪后半叶已经进入300米水深的海域。

  我国对于深水的研究起步晚,2005年与外方合作勘探我国深水区块,才揭开了我国深水油气勘探的序幕。起初,中外合作钻了近10口深水探井,我方人员参与其中。此后国海油又积极派员参与其他拥有权益的区块深水项目,年轻的李中就是其中的“学生”。

  2011年,国海油成立深水钻完井作业团队,李中是负责人之一。他开始带领团队大量借鉴高温高压探井钻完井技术与经验,调研国际先进的深水钻完井作业安全及技术管理措施,提前开展技术攻关,形成一套深水优快钻完井关键技术。2013年有限湛江分公司部署了首口自营深水探井陵水17-2-1。2014年2月,陵水17-2-1井安全高效完钻,且钻获良好油气显示。经测试,该井获得高产气流,一举发现了我国首个自营千亿方大气田,也就是后来名扬四海的“深海一号”大气田。

  运用这套技术,国海油深水钻完井团队创造了当年的“洋师傅”都难以企及的“国速度”。2015年前后,他们与国外知名油气公司在莺歌海同一构造相隔仅20公里的两处同时钻井,仅用该公司1/5的费用、1/3的时间即顺利完钻。

  陵水17-2的勘探突破,打开了一扇通往我国深水天然气“宝藏”的大门。琼东南盆地深水区,分布着宝岛、陵水、永乐等众多凹陷,这些凹陷有着相似的油气地质环境和成藏条件,陵水17-2构造勘探获突破,使得这些凹陷的勘探前景更加明朗。

  此后,李中又带领团队向超深水、超高温高压钻完井技术发起攻坚。2015年,李中带领团队成功钻获我国首个超深水天然气田陵水18-1。2017年,他们首次成功完钻了超高温高压探井——乐东10-1-3井,且钻遇优质气层。2018年4月,他们成功挑战极限,高效完钻了世界罕见的超高温高压探井乐东10-1-6井,且钻获133米气层;2018年9月,再钻乐东10-1-13井,再次钻获百余米天然气层。

  高温高压、超高温高压,深水、超深水,难度不断加码,每一项突破都创造了国内“首次”。在外人看来,李中在带领团队一路创造“擒龙”的神话。他却说,这些创新有另一条共通的底层逻辑,就是“系统性思维”——解决问题不能生搬硬套,研究思路却可以不断嫁接,用好系统性思维,研究中的许多问题就都一通百通——高温高压钻完井的研究思路被他“嫁接”到深水钻完井等其他细分领域,再重点击破非共性问题,成效显著。“知识是通的”这句话,被他运用得驾轻就熟。

  “没有钻井人克服不了的困难,经过努力,我们一定能取得更好成绩!”面对花样翻新的各种难题,李中总是充满信心。

  永不止步,吹响优智钻井集结号

  2020年,李中从湛江分公司总工程师调任中海油研究总院副经理兼钻完井总师,这是他职业生涯的一大转折。从生产一线来到研究机构,李中的世界突然安静下来。

  夜里手机可以静音,电话铃多响几声再接也没关系,需要处理的事依然很多,但几乎不会再那样十万火急。午夜梦回,李中会想起钻井平台上的脚步杂沓、机器轰鸣,想起紧急情况发生时和团队彻夜不眠、并肩作战的往昔,想起大家意见不和时的据理力争、完成艰巨任务后的心潮澎湃、遇到复杂情况时的进退两难……

  忆往昔峥嵘岁月稠,李中却必须要朝前看。看似风平浪静的研究工作中,有新的战役等待他吹响冲锋号。

  在科研单位,应该做点什么?李中不想“炒冷饭”。顺着以前的研究方向继续深入进去,肯定还会不断有新突破,但这还不够。科研,应该有前瞻性,要站在认知的最前沿擘画未来。

  “数字化、智能化钻完井”是李中瞄准的新方向。他让人把“生于忧患,死于安乐”几个大字挂进了会议室。在他看来,科研创新如逆水行舟,科研工作者的使命就是大胆走出舒适圈抢立潮头,否则很快就会被“拍在沙滩上”。觉得“做不了”既是因为斗志不足,也是因为信息闭塞导致缺乏危机意识。“3000年的农耕文明最终走向了闭关锁国,改革开放才迎来了大发展,做科研不能还是‘面朝黄土背朝天’,要抬头看路。”

  抬头看路,李中自己正是这样做的。新鲜知识的不断摄入让他能目光清明地掌握行业动态、判断行业趋势。数字化、智能化是发展大势,当做、可做,这一点,李中毫不怀疑。

  不久,李中的想法得到了验证。新闻网站报出一条只有一句话的消息,内容是世界两大顶尖油服公司达成战略合作协议,业内人士一看便知,这是要向钻完井智能化发起挑战了。“这么好的时代,但是留给我们的时间特别少。”李中感叹道。

  “国外公司很强,我们也不差。研究队伍专业素质很强,勤奋肯干,只是需要点拨和尝试。”擅长抓“主要矛盾”的李中再次给予团队恰到好处的指引。钻完井智能化,首先要解决的问题是钻头工况信息参数的真实感知获取。“通过推算的方式获得的数据并不准确,在一堆假数据的基础上谈优化设计是一种概念偷换。”在钻头上安装感知短接并解决数据传输的问题,有了准确的数据,再让机器基于模型和算法去判断和管理,路径通了,“做不了”的事也变得充满希望。

  目前,李中带领团队在优智钻完井方面的探索已经初见成效:他带领团队研制形成的井震融合钻井地质工程一体化技术,实现了钻头前方超压等高风险地层的预先识别和随钻动态更新,钻头前方200米范围内深度预测误差低于总井深的3‰,达到国际领先水平;钻井工程参数实时测量系统有效解决了井下近钻头工程参数实时测量及传输难题,测量准确率在95%以上;带领团队攻关“海上钻井风险智能预警、调控及协同优化技术研究”课题,解决海上深层钻井速度慢、工期长,严重制约深层油气上产的难题,跟踪支持了惠州、渤中等中深层区块共20余口井,关键井段提速超过30%,有效推动了海上钻井作业智能化的发展……

  “科研无尽头,永远不要想着大功告成。”李中说,“我们要发扬钉钉子精神,钉牢一颗再钉下一颗,不断钉下去,才能让科技创新成果源源不断涌现出来。”

  责任编辑:于学华