新浪微博
作者：本刊记者 吴 彪 孙秋霞 来源：科学中国人 发布时间：2015-11-17
导读：在北京东城区的一隅，坐落着一个几十米高的大厦，中国海洋石油总公司（以下简称“中海油”）即位于此。当我们走进中海油副总工程师姜伟的办公室，只见他眉头紧蹙，似乎在思索着什么。十多平米的房间里，堆满了报纸与书籍。房间右面的墙壁上，挂着一块写满公式的小白板。在数不清的日夜里，姜伟总是拿着一支笔，在上面推导计算，解决了我国海上钻完井工程技术领域的一道道难题。
当前，中国经济已发展成为高度依赖海洋的外向型经济，对海洋资源、空间的依赖程度大幅度提高。党的十八大对此做出了建设海洋强国的重大部署：提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国。
姜伟是我国海洋钻完井工程技术专家和工程技术学科带头人，早在30多年前，面对我国在海洋石油开发上的技术劣势，姜伟便下定决心要做好这方面的研究，“当时有一个非常质朴的想法，我要发现一个问题，然后解决一个问题，把我们钻井教科书重写了”。如今，姜伟不仅实现了这个愿望，还在我国近海的优快钻井工程技术到深水钻完井工程技术的发展中，建立了我国现代海洋石油钻完井工程技术体系，为我国近海油气开发、海洋石油工业走向深水以及维护国家海洋权益做出了突出贡献。
“过去我们晚了，不能永远晚；过去我们落后了，不能永远落后。”怀揣着一份强大的责任感和使命感，姜伟一干就是30多年，缩小了我国在海洋钻完井工程技术领域与世界的差距。他说：“为了海洋强国的梦想，我们还有很多工作要做，我们将继续努力，奋力拼搏，不辜负实现中华民族伟大复兴的历史厚望。”
十年磨砺，创造隔水导管关键技术领先水平
世界海洋石油资源量占全球石油资源总量的34%，且海洋油气产量将会稳步上升，成为世界油气产量增长的源泉。目前全球已有50多个国家对深海进行勘探，世界石油探明储量的蕴藏重心，将逐步由陆地转向深海。
人们常说，海洋石油勘探开发，是一项高风险、高投入、高技术的“三高”行业。其钻井作业水平，尤其是深水钻完井技术体现着一个国家的技术能力和经济实力。姜伟向记者介绍，海洋钻井隔水导管是海上钻井的第一道关口，其入泥深度和稳定性的控制是国际公认的海洋钻井首道技术难关。
10多年前，在我国海洋石油钻井中，隔水导管入泥深度是根据国外的经验来确定。但是，这种做法存在一定的不确定性和风险。姜伟向记者解释，“如果隔水导管入泥深度过浅，就会由于导管承载力不足造成井口失稳、下陷等复杂事故；如果隔水导管入泥深度过深，有的就会造成作业困难和经济上的浪费。钻井平台多工作一天，综合作业费用至少要多花费百万元”。
改革开放后，我国在海洋石油开发上刚刚起步。当时，对此问题国内还没有开展过研究。早在渤海湾，姜伟团队便发现隔水管打入的深度不准，“往海底锤击的时候，有时桩锤都砸裂了，但是仍旧打不下去。钻机设计时间是一天砸两口井，当时一口井也砸不下去，既耽误时间又造成经济上的浪费，而且很不安全”。面对此困境，姜伟夙夜难寐，饭也吃不下，忙的时候白天夜里连轴转，绞尽脑汁琢磨这个问题。“既然问题已经摆在面前，回避也不是办法，既然老外的东西也不准，那只有我们想办法研究解决。”
为了攻克这个技术难题，2000年，当时还在中海油研究总院担任钻完井总师的姜伟开始带领团队着手开展专题研究。姜伟告诉记者，他们是一支“产—学—研”相结合的队伍。“当时，中国石油大学的杨进教授组成了一个班子，经常带领小组奔波在油田和学校实验室之间。他们在海边专门搭建了一个实验场地，完全按照海上作业的环境条件，取得了第一手非常宝贵的资料。”姜伟研究团队不断地对群桩、单桩的下水深度做量化的分析和研究，通过实验放大比例，对现场的工作做出指导。
经过10年攻关，该项目突破了隔水导管关键技术瓶颈，打破了国外深水技术垄断，形成了完全自主知识产权的技术成果，在国际上处于领先地位，为海洋石油钻井安全作业、海洋环境保护提供了重要技术支撑，极大地推动了我国海洋石油工业的科学技术进步。
据姜伟介绍，海洋钻井隔水导管关键技术已在我国海域及海外（西非、赤道几内亚、刚果（布）、印尼等）58个油气田、2300多口井上成功应用，事故率为零，取得直接经济效益51.41亿元。同时，该技术也得到了国内和国外著名同行专家的高度评价，使我国成为世界上少数掌握该项深水技术的国家之一，并于2014年获得国家技术发明奖二等奖（排名第一）。
参加工作30多年来，姜伟主持了多个国家“863”、国家重大专项及中海油大型油田开发建设项目，拥有丰富的现场工作经验和众多科研成果，先后获得国家科技进步奖二等奖2项，省部级科技进步奖一等奖25项；在国内外公开发行技术刊物上独立发表论文200余篇、出版专著3部、获国家发明专利63项。特别是近年来，他组织开展了海洋石油981在南海自营深水井的成功钻探，为981平台“超深水半潜式钻井平台的研发与应用”获得2014年度国家科技进步特等奖做出了贡献。
“30多年前，刚参加工作，我感觉中国的海域有这么多油气资源，我们应该做自己该做的事情，实实在在地解决一些问题。”当初一个质朴的想法，支撑着姜伟一步一脚印走到现在，他见证了我国海洋石油钻完井工程关键技术研究和深水海域油气开采开发过程，更经历了国家为海洋石油勘探开发的投入和厚爱。同时，他还建立了我国深水钻完井技术体系，推动我国深水钻完井工程技术稳步发展。党的十八大提出的海洋强国的战略方针，更是为发展我国深水钻完井工程技术、为建设海洋强国、维护海洋权益提供了千载难逢的历史发展机遇和平台。
齐心聚力，建立海上优快钻井工程技术体系
上世纪90年代，相较于国外，我国钻完井有着很大的提效空间，提高钻井速度是加快油气勘探开发步伐的重要途径。
姜伟告诉记者，海上油田地质构造复杂，断层多，油藏分布规律难以掌握。渤海湾目前已发现的大多数油藏埋深浅，油稠，属于低压高渗油藏。如果采用常规的开发技术，油田因其效益多属于边际油田。为了从根本上扭转这一局面，探索出一条适合边际油田开发的模式，1995年，引入了优快钻井的概念，姜伟带领团队在渤海绥中36-1油田开始了探索与实验，并且取得了较好的成绩。在钻井工程质量和钻井效率方面都得到了大幅度的提高，同时对渤海边际油田的开发逐步摸索出一条可以借鉴的成功经验。
1997年，姜伟团队在油田开发时遇到一个技术难题，他回忆道，“渤海QK17-2油田的东区有个小区块，油藏埋深浅，钻机过去插桩插不住。最后就想办法，干脆打大位移井，在西区平台上钻井，把位移打到4公里，开发东区油田”。于是，十五期间，姜伟作为课题负责人主持国家863“海底大位移钻井技术研究”课题研究工作，开启了一段艰难的探索之旅。付出终有回报，姜伟团队依靠自己的技术力量，形成海上大位移钻井工程技术集成。该项技术在渤海2个油田钻成6口大位移水平井，最大水平位移3697米，最大水垂比2.01，节约投资2.3亿元。同时，他提出钻具旋转条件下动载极限扭矩问题及定向井多扶正器钻具组合力学特性研究与应用，为推动这一时期海上定向井技术发展发挥了重要作用。
一劳并非永逸，解决完这个难题，未来还会有无数个难题出现。由于我国渤海的稠油资源占中海油的80%，如何将其开发出来，是摆在姜伟团队面前的一个重要问题。姜伟向记者介绍，海上油田加密丛式井开发是世界性的大难题，“它有很多自身的特点，井下就像蜘蛛网，深度和方向要错开，井与井不能在地下相撞，否则会造成石油和天然气的泄露”。
从2006年开始，姜伟团队一直在研究这个课题。“海上稠油开发要用自己的方法取得较好的经济效益，从过去的一个平台钻35口井，到现在的80多口井，要实现降本增效，必须提高技术水平和管理力度”。经过10年努力，作为国家重大专项海上稠油高效开发工作副组长，他结合海上钻井技术和装备的原理和特点，在稠油出砂在线监测、海上化学驱油高效配注装备系统研制等方面，成功研制应用并获得10项发明专利技术，形成适合海洋稠油开采的密集丛式井钻完井等关键工程技术，应用新技术，在渤海油田钻井72口，新增产值175亿元，为渤海稠油的开采发挥了重要作用。
此外，姜伟还带领模块钻机团队潜心海洋模块钻机的设计、建造和安装，形成了我国海上模块钻机设计和建造技术和国家标准，并被OGP/ISO国际标准化组织定为ISO-18647“海上石油平台模块钻机”国际标准。这是我国在石油钻完井工程技术领域制定的首部国际标准。极大提升了我国石油钻采装备技术的国际竞争力和影响力。
积跬步，致千里。姜伟带领团队以解决问题，攻克技术难题为主要目的，以发展海洋技术的需求为导向，推动了我国海洋石油钻完井技术的进步，形成我国海上石油优快钻完井工程技术体系，为我国近海油气开发做出重要贡献。
攻坚克难，勇攀高峰
姜伟的团队从最初的6人，到今天的近100人；从带领没有经验的年轻人，到现在培养的技术骨干；从基础理论的突破，到工业化装备的发明应用，姜伟深有感触：“只要选准了于国家海洋战略发展有益的目标，总能开辟一片天地。”姜伟敢想敢做、勇于担当的精神给团队注入了一股强大的精神力量，他们挥斥方遒，共同度过十多个春秋。
2000年，为了更好地解决隔水导管入泥深度的问题，中海油研究总院集中了当时钻采专业的大部分优势兵力，并充分联合中国石油大学（北京）、中海油四个分公司（天津、上海、湛江、深圳）及中海油服、监督监理技术公司，瞄准世界海洋深水钻井的技术关键难题。在这10余年的时间里，项目团队发挥着各自的优势，最终攻克了深水关键技术难题，使我国成为了目前世界上少数掌握该项技术的国家之一。
姜伟告诉记者，基础理论研究的突破是技术层面质的飞跃，需要长期的技术沉淀和艰辛探索。该技术从本构模型理论建立，到室内试验，现场试验探索，再到现场应用完善，最终创建应用到工程作业的设计方法，并持续进行设计计算和现场技术支持，整个发展历程的背后，凝聚着科研人员的汗水、泪水和坚持。
“有时候科研人员也是一线工人！”回想起现场试验的历程，姜伟表情有些复杂，看似平静，又暗藏波澜，“理论的建立，让科研人员在办公桌前熬白了头发；而现场试验，更让这一帮书生，真正体会到了一线工人的艰辛。”
喷射试验是历次大型试验中姜伟印象最深的一次。实施喷射法下入隔水导管试验的第一步是选择试验场地，这关系到整个喷射法下入隔水导管试验研究的成败。在实地考察了几个备选场地之后，他们首先选定了一个有数米水深的试验场地，在进行试验性的喷射下入时，不料在隔水导管下入数米之后碰到了坚硬的地层或是有砾石回填层，喷射下入无法进行，一周的辛苦白白浪费。但团队并未放弃，他们继续转战其它场地，通过连续数日的寻找，他们最终找到了一个水深约1米的试验场地。在那个广阔的滩海，重新架起了24米长，9米宽的长方形脚手架平台。然而在试验的实施过程中，发生过起重机因一支撑点下陷而倾斜的事故，因起重机不能依靠自身的动力摆脱险境，最后他们调来两辆同吨位的起重机将身处险境的起重机吊离。
讲这段故事时，姜伟一直目视远方，似乎思绪又飞回了夏日浩瀚的海边，“我们的付出没白费，现场试验的一手数据，让我们确定了合适的模型参数”，说到这里，姜伟情绪欢快起来，脸上写满了科研人员获得重大突破时的那种兴奋。
在姜伟的带领下，海洋钻井隔水导管团队获得国家技术发明奖二等奖1项，省部级科技进步奖2项，省部级技术发明奖1项，授权发明专利11件，软件著作权登记2项，出版专著2部，核心论文35篇，企业标准1项，国际海洋油气大会等特邀报告16次。同时，培养了博士和硕士研究生45名及百余名海洋石油工程技术骨干，形成了一支我国在海洋石油工程技术领域里具有国际影响力的研发团队。
“不拒众流，方为江海。”姜伟认为，聚才用才应该包括国内国际，择天下英才而用之。在面对国外技术垄断的背景下，他倡导整合自身资源，挖渠引水、筑巢引凤，请进来也得走出去。不仅积极开展和国际公司的合作，更加强自身队伍和海外的交流学习，多次联合中国石油大学（北京）前往巴西、挪威等深水技术先进的国家取经、交流。同时，姜伟充分尊重人才的成长规律，对团队中的年轻人充分信任、放手使用，让各类人才发挥最大优势。在这个尊重智慧、呼唤人才的时代，只要有梦想，只要敢拼搏，“小团队”也能有贡献，也能成就海洋强国的梦想。
姜伟带领着团队在科研的道路上，始终以务实和拼搏的精神在探索中前行。他考虑问题总是具有前瞻性，且不会轻易地肯定或否定任何事情。每次开会，他总是将事情弄清楚后才肯罢休；每个重要的模型和方程，他都要亲自推导，生怕出现一点差错，“工程一点也不能马虎，必须精益求精，才能确保准确和安全”。
尽管取得这些成就，姜伟仍感到自己身上的担子很重，“我们没有时间停顿下来，更没有资格躺在功劳簿上睡大觉。与国外的深水技术相比，我们起步较晚，在海洋工程技术领域的科研方面我们‘先天不足’，发展海洋经济，开发和利用海洋资源是我们历史使命。在科研和技术上，我们要以不断创新的精神，勇于攻克技术上的难题，攀登新的高峰”。年近六旬的姜伟，仍心系我国海洋石油未来的发展，他已用30多年的青春，在我国海洋工程技术领域谱写了辉煌的篇章。
分享到：
- 资讯
-
-
2024年中国科技传播论坛暨中国科技新闻学会第十七次学术年会在京召开
11月24日，中国科技新闻学会主办的2024年中国科技传播论坛暨中国科技新...
-
《科学中国人》杂志社记者证2024年换证人员公示
根据《国家新闻出版署关于开展2024年第七版新闻记者证全国统一换发...
-
“一猪两用-食用猪和医用猪”专场报道
2024年7月，正值夏季火热时节，各界专家齐聚科技创新之城——深圳，参加...
-
“2024前沿科学创新大会”在深圳召开
科技改变世界，创新引领未来！ 2024年7月12—14日，“2024前沿科学创新...
-
当年累得坐马桶就睡着的科学家，成为今年国家最高科学技术奖得主
里程碑 笔者第一次见到薛其坤院士是在2019年年初，他领导团队完成的“量...
-
45岁用一篇论文解百年难题，85岁他站上国家最高科技领奖台
从跋山涉水扛着机器测量，到航空遥感再到卫星遥感，测绘遥感学科领域随...
-
2024年中国科技传播论坛暨中国科技新闻学会第十七次学术年会在京召开
