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深耕海外油气 奋楫能源新程

    发布时间:2025-04-27

——记中国石油勘探开发研究院工程技术研究所

   杨 洁  祝传海  

  

  在全球能源产业的宏大版图中,石油天然气的稳定供应,犹如基石,支撑着各国经济的蓬勃发展,关乎国计民生。“能源的饭碗必须端在自己手里”,习近平总书记的这一重要指示,为中国石油行业的发展指明了方向。自20世纪90年代初,中国石油天然气集团有限公司(以下简称“中石油”)踏上“走出去”的征程,历经30年的拼搏,海外五大油气合作区与四大战略通道相继建成,海外亿吨权益效益产量成为保障国家能源安全的重要力量。

  “海外油气发展的每一步,都凝聚着无数石油人的心血,我很荣幸能成为这段历史的见证者与深度参与者。”中国石油勘探开发研究院工程技术研究所所长蒋卫东告诉记者,海外油气取得的成就离不开石油人的奉献,更离不开工程技术的全方位革新。特别是在全球地质条件与国际环境日趋复杂的当下,工程技术越来越成为决定项目成败的核心要素。

  从中亚到中东再到亚太、美洲和非洲;从深入研究储层改造技术、提升油气开采效率,到优化采油采气工艺、降低生产成本,再到运用前沿技术解决各类复杂工程难题……多年来,工程技术研究所团队成员的足迹遍布世界各地,为海外油气业务发展提供了全方位、多层次的技术支持。他们以实际行动诠释着工程技术在海外油气开发中的关键价值,不仅助力中石油在国际能源市场站稳脚跟,更为国家能源安全筑起了一道坚实的技术防线。


技术革新,筑牢海外业务开发根基

  1997年,中石油和北方工业公司强强联手,在伊拉克开启合作之旅,组建绿洲石油公司(AL-WAHA),寓意“沙漠最希望有绿洲”。同年,中石油以绿洲石油公司为主体,与伊拉克正式签署《艾哈代布油田开发生产合同》。尽管因为战争、制裁等原因,这一项目搁浅了12年。但是,作为中石油在中东地区的最早尝试,此项目为我国培养了一批熟悉国际合作流程、具备丰富实践经验的专业人才,为后续海外业务的拓展奠定了基础。

  也是在这一年,开展了近5年储层改造技术研究的蒋卫东,凭借丰富的现场实操经验参与到海外油气科研中,开始负责水平井酸化方案研究。“海外油气项目充满了未知与挑战,但我知道这将是我职业生涯中难得的机遇。”

  随着海外业务的迅速扩展,1998年年底,中国石油勘探开发研究院(以下简称“勘探院”)海外研究中心成立,其研究涵盖新项目评估、地质勘探和油气田开发等关键领域,致力于为海外上游业务的发展提供决策支持和技术保障。次年,还在勘探院廊坊分院压裂酸化技术中心的蒋卫东首次出海,正式开启了自己的海外油气生涯。“当时的海外项目,往往是临时组织压裂、钻井、项目评价等技术人员参与其中。”他回忆道,后来经过近十年发展,海外业务经历了从无到有、从摸索前行到逐步站稳脚跟的阶段,临时抽调人员已经不能满足当时的实际业务情况。

  跬步不休,水到渠成。2003年,中国石油国际勘探开发有限公司与勘探院廊坊分院联合组建“海外研究中心工程技术分中心”,于2018年正式更名为工程技术研究所。蒋卫东作为初创成员加入其中,主要负责海外采油采气技术研究与服务工作,也参与见证了这支年轻的海外石油工程技术团队的砥砺奋进。

  地处欧亚交会之处的哈萨克斯坦是“一带一路”倡议下开展油气领域国际合作的优先方向。阿克纠宾项目则是中石油贯彻国家利用“两种资源、两个市场”战略要求,最早“走出去”开展油气合作的重点项目之一,也是我国在中亚地区的首个油气合作项目。

  “自2000年靠前支持,到2003年成功组建中哈压裂队并引入2000型压裂车组,再到2011年凭借储层改造及气举技术稳稳托举项目油气当量跨越千万吨门槛。阿克纠宾项目对于中石油拓展海外市场、积累国际合作经验有着举足轻重的意义,是中石油海外战略布局中的关键一环。”蒋卫东介绍说。此后,项目团队在水平井裸眼分段酸压技术研发进程中不断突破,2013年第一口水平井裸眼分段酸压成功实施,为同类油藏开发提供了宝贵经验;2016年连续油管水力喷射分段酸压技术成功应用,进一步拓展了技术边界;2019年调驱先导性试验顺利开展,针对低渗透薄层碳酸盐岩油藏的地质工程一体化技术体系逐步完善。“通过精准的有效储层评价、优化的水平井布井、高效的钻完井工艺及先进的储层改造技术协同发力,有力推动了阿克纠宾项目的高效开发与持续增产,也打造了海外油气工程技术创新示范标杆。”

  如果说阿克纠宾项目是工程技术研究所技术攻坚的前沿阵地,那土库曼斯坦阿姆河项目则是研究所技术实力全方位展现的舞台。2008年设立工程技术支持部后,他们在气田老井修复领域成绩斐然:萨曼杰佩气田26口老井复产50亿立方米,为气田产能快速恢复奠定基础;在A区采气方案编制及修井、测试、酸化等技术实施方面精准发力,保障气田稳定生产;在B区开发中,三高井完井试气、高温高压非均质储层高效改造、老井的评井选井等技术难题逐一攻克,有力支撑国家示范工程和中石油重大专项,助力二期上产150亿立方米。近年来,总部技术支持下的先导性试验与顶层设计紧密结合,为阿姆河右岸持续稳产140亿立方米提供坚实技术保障,贯穿项目始终的技术支持,确保了阿姆河项目在复杂地质条件下的高效、可持续开发。

  “20年来,工程技术研究所通过技术创新支撑海外油气事业不断取得突破,有太多点滴值得铭记。每一个项目的成功背后,都凝聚着无数石油人的心血与智慧。”蒋卫东回忆说,那段时间,他们就像不知疲惫的行者,从中亚到中东、从非洲到北美,与团队成员一起穿梭于海外各个油气田现场。最多的一年,有20多个现场技术支持任务。“这些年的奔波,不仅是地理上的跨越,也见证了我与团队的成长,见证了工程技术研究所逐步成为支撑海外油气发展的中坚力量。”

  在苏丹,他们创新了电潜泵(ESP)举升工艺,仅用3年时间便将荒芜之地打造成千万吨级油气生产重镇,为海外规模化开发树立了典范;在委内瑞拉,借助出砂冷采工艺,成功挖掘原油生产潜力,实现产量飞跃,昂首迈入千万吨俱乐部;在伊拉克,水平井分段加砂压裂技术实现重大突破,特低渗碳酸盐岩油田单井产能突破1500/天并成功建产100万吨;在乍得和尼日尔项目中,自动流入控制装置(AICD)应用于57口井,平均单井含水大幅下降30%40%,为油田高效开发注入强大动力。固体酸技术和智能分注技术在乍得率先开展先导试验,酸化增产和智能分注受效井累计增油180万桶,成为油田精细化管理的有力武器;抽油机智能采油技术在哈萨克斯坦PK项目3口井成功应用,泵效显著提升60%,两年累计增油2500吨,彰显了技术革新对生产效率的巨大推动作用。

  三十载栉风沐雨,三十载春华秋实。“海外油气取得的成就离不开工程技术的全方位革新,从复杂地质勘探到高效开发、钻井及地面工程技术的突破,工程技术持续创新为海外业务筑牢了根基。”蒋卫东告诉记者。


创新引领,驱动碳酸盐岩油气开发

  全球油气资源约有60%蕴藏于碳酸盐岩之中,这类特殊的沉积岩,以其独特的储油、储气性能,在全球油气资源勘探与开发中占据重要地位。数据显示,碳酸盐岩油气藏开发油气权益产量占中石油海外总产量的“半壁江山”以上。

  “开展海外碳酸盐岩开发工程技术的科学研究,需要实现井下工具、入井流体、生产动态等资料常态化监管,需要借鉴非常规开发‘规模化’效应实现措施增油再上新台阶,更需要加强基础研究遵循开发方案‘地质工程一体化’编制路线。”蒋卫东认为,技术创新是世界石油工业发展的核心动力,要实现高效勘探、效益开发与降本增效,颠覆性的技术创新至关重要。

  多年来,工程技术研究所积极开展共性基础研究工作和重点技术创新工作并取得了实质性的进展。在地质工程一体化进程中,他们创新了油藏尺度酸蚀裂缝室内实验评价方法,融合导流能力场景模拟、高精度CT扫描成像与酸岩反应动态模拟技术,突破了传统岩心尺寸局限,构建了精准的酸蚀裂缝评价与酸压优化体系。同时,他们还聚焦气藏复杂环境开展控水堵水研究,从机理剖析、体系构建、工艺创新到评价标准制定,展开全链条攻关,填补了技术空白,引领了行业发展。

  在控水材料研发中,工程技术研究所团队聚焦新型油藏、气藏控水材料,通过现场试验选择性堵水剂,深化气藏控水机理与体系评价,构建了微尺度气水渗流界限模型,优化了气井不动管柱堵水工艺,推动了控水技术革新。在储层改造研究中,液固转换无砂压裂技术的创新,实现了全裂缝有效支撑,提升单井产量。

  创新源于基础理论研究和应用基础研究,强调原理创新、知识创新,侧重科学发现、机理认知和规律认知。工程技术研究所团队也系统揭示了中东低模量碳酸盐岩“井筒+裂缝+蚓孔+孔隙”多尺度增产机理,基于此研发出新型裸眼井无限级压裂技术及关键液体、材料。在哈法亚油田碳酸盐岩油藏,成功实现灰岩储层“千方砂、万方液”规模加砂,新建150万吨年产能规模,极大推动海外亿吨可持续发展目标进程,为全球同类储层开采提供宝贵借鉴范例。

  “基础研究作为颠覆性技术创新及整个创新体系的关键源头,需与创新实践协同共进。”工程技术研究所积极推进先导试验,全面梳理海外碳酸盐岩开发适配技术,将科研成果应用于海外油气田生产实际中。工程技术研究所团队依托中石油“十四五”重大科技专项课题——“山川”工程展开科研攻关,通过全方位的技术创新与实践,支撑海外碳酸盐岩开发技术不断进阶,为中石油海外油气业务的持续增长注入强劲动力。

  “‘山川’工程致力于有效破解制约中东油气业务高质量发展的关键瓶颈问题,持续发挥这一地区作为中石油海外油气合作的‘旗舰’和‘压舱石’作用。”据介绍,针对当地碳酸盐岩开发方式转变和工程技术挑战,工程技术研究所不断深化“山川”课题研究,开展控风险、提钻速、强改造、降含水、控腐蚀、补短板钻采技术攻关,支撑海外钻完井从人工向智能转变,注采从笼统向分层转变,压裂从造缝向控储转变等工程技术快速升级换代,取得了一系列可圈可点的科研成果。

  在钻井风险防控层面,工程技术研究所团队成功构建全周期、多源数据融合的钻井风险评估与实时预警双防控模型,研发强驻留可控固结和可胶结高承压堵漏材料,显著降低哈法亚、鲁迈拉油田的非生产时效,大幅提升钻井安全性与效率。在钻井与固井工艺优化进程中,他们充分考虑井下振动因素建立钻井机械比能模型,研发固井弹性界面增强外加剂,有效提高了机械钻速和固井质量。在储层改造方面,他们创新研发深度酸化工作液及纳米乳液,大幅降低了酸岩反应速率,提高纳米乳液常压渗吸采收率,实现蚓孔及孔隙有效疏通。同时他们也重视理论研究,开展了低模量储层高导流造缝理论研究,采用大粒径支撑剂加砂实现人工裂缝高导流支撑,运用多场耦合方法优化压裂设计,促使压裂作业在各类甜点区均获高产。

  同时,在完井控水技术上工程技术研究所团队也取得了新进展——研发第二代控水完井工具-双路径自动流入控制装置(AICD)及配套工艺,在国内冀东油田和伊拉克哈法亚油田试验效果良好,平均含水率显著降低;在分注技术上实现了重大突破,大排量无缆式可投捞波码通信智能分注先导试验在中东成功,有效解决了排量大、测调难问题,拓展了无缆分注技术应用范围;在防腐阻垢技术成果突出,哈法亚油田注水井防腐阻垢先导试验形成的一体化方案,确保了注水5年油管腐蚀轻微,保障了注水井长期安全生产。

  这一系列成果的取得,不仅彰显了工程技术研究所在技术研发上的实力,也为中石油在海外碳酸盐岩油气藏开发领域赢得了更广阔的发展空间,让其在全球能源市场的竞争中脱颖而出,为保障国家能源安全贡献了重要力量。


前瞻布局,斩获深水与非常规油气硕果

  当前,海外主力油田面临高含水、低压力、高成本等严峻挑战,提高采收率与降本增效任务艰巨。在蒋卫东看来,如何借助科研创新与管理创新的双轮驱动,为我国油气产业的高质量、可持续发展夯实根基,确保国家能源安全无虞,成为石油行业面临的重要课题。有挑战就意味着有机遇。他提到,相比部分发达国家,我国在深水油气、非常规油气这类增储上产的战略接替关键领域,仍具备较大上升空间,亟待进一步挖掘与突破。

  “近年来,深水油气新发现正重塑全球能源格局,但工程起步晚、核心技术空白、作业能力欠缺,成为目前制约中石油向深水油气迈进的巨大挑战。”蒋卫东介绍说,在技术和市场被双重垄断的局面下,工程技术研究所前瞻布局深水油气,在页岩油气等非常规资源等油气增储重点领域,积极开展应用基础研究和技术攻关,提供高质量技术支持。

  近年来,工程技术研究所团队开展了“深水项目”钻完井工程研究,系统梳理深水油气钻完井技术特点,重点开展中石油深水钻完井工程设计、施工工艺、工具装备等技术现状与对标分析,明确下步重点攻关方向与架构设置。他们以巴西深水区块为依托开展钻完井工程技术研究,建立重点探井、开发井钻井方案、智能完井与深水测试关键技术体系,确立技术方向。他们针对巴西阿拉姆区块钻井尾管固井、莫桑比克尾管段缩径失稳等问题开展技术对策研究及力学分析,形成了窄压力窗口下钻井固井设计与丛式井井眼轨道优化设计方案;针对深水试油安全要求高、高端测试装备落后,不同工况条件的深水测试管柱及工艺,建立深水测试技术树;针对古拉绍-12井碳酸盐岩储层强非均质特征,提出差异化控流与均衡酸化改造技术。

  强化创新驱动,科技支撑更加有力。“工程技术领域关键技术的创新,增强了对非常规油气资源有效开发利用的可能性和可靠性。”近年来,工程技术研究所在页岩油原位转化领域及钻井技术方面均取得重大突破。

  科研层面,工程技术研究所团队突破单井井壁稳定理论,通过200余次实验揭示井壁失稳机理,构建页岩水平井簇井壁稳定评价模型,优化形成高性能水基钻井液体系,保障极小间距水平井簇安全钻井。同时,他们建立超350℃极高温井筒温度场模型,创新研发完井及热工工艺,构建井筒完整性技术体系,还揭示了磁导向工具控制机理,推出多项磁导向钻井技术。

  在技术革新上,工程技术研究所团队攻克了极小井距高精度钻井技术难关,创新井口部署等方法,融合先进导向技术,满足了复杂开采需求。此外,他们还牵头编制了鄂尔多斯盆地钻完井方案,与长庆油田实施水平井簇先导试验钻井作业。在5口水平井施工中,第一口标准井控制精度创行业新高,为我国页岩油开发开辟了新路径。

  “工程技术正逐步与大数据、人工智能、物联网、纳米等新技术新材料深度融合,持续朝着‘清洁化、精细化、信息化、智能化’及‘低成本’的目标创新发展。”蒋卫东说,面对油气行业深刻变革与技术迭代加速的浪潮,应精准把握工程技术发展脉搏,深度聚焦新能源融合与智能化升级关键路径,助力油气工程领域迈向高效、绿色、可持续发展的新征程。

  蒋卫东建议,从多方面推动油气产业技术升级。在油气井生产中,融合物联网与信息技术,借助大数据和人工智能实现油气井“自感知-自分析-自调控”,攻克难动用储量开发难题,引领精益化生产;在注入工艺领域要深化分层系等智能化技术研发,利用高精度设备实现参数监测、流量控制与远程值守,结合油藏动态优化注采,提升采收率;在储层改造上围绕环保、低成本等升级,促使压裂装备、工具、材料、软件全面革新,提高裂缝诊断精度,推动低渗透等油气资源高效开发;油田化学方面,通过多学科融合,研发纳米智能驱油剂等创新产品,推动智能化开采,助力老油田与非常规资源开发;井下作业板块则需要升级作业装备,创新作业工具,攻克复杂井况技术难题,拓展带压修井等绿色特种作业技术,保障油气井稳定生产。


领航团队,未来携手再铸辉煌

  热情率真、睿智明达——这是蒋卫东给记者的第一印象。两个多小时的采访中,每每谈及油气,他都滔滔不绝,言语中透露着对工程技术研究所曾经辉煌的自豪和带领团队再次腾飞的信心。然而,对于个人的成绩和荣誉,他不愿多提及。在他心中,功劳永远是大家的,团队协作才是事业成功的前提。

  如今,站在油气田工程技术创新前沿的蒋卫东,能洞见未来的趋势与机遇,也得益于扎实的专业功底及多项目的实践积淀。多年来,蒋卫东始终保持着做科研的初心。“我非常感谢邓金根教授、刘合院士。导师们不仅教给我知识,他们求实创新、奖掖后学的精神更是对我此后的科研人生产生了深远影响。”他坦言,作为团队带头人,“要拥有超前思维、系统思维,并深谙创新管理之道”。超前思维要求管理者在立项与规划时,能够精准洞察行业发展趋势,如同站在时代浪潮的前沿瞭望;系统思维则强调管理者要有大局观,不局限于局部利益,而是从行业整体效益出发,统筹兼顾、协同共进。同时,还应积极创新管理方法,勇于突破传统模式的束缚,激发员工的创造力与积极性,为行业可持续发展注入源源不断的动力。

  “海外油气人才一定是一专多精、具备多项专业知识和国际视野的复合型人才。”蒋卫东深知人才在海外油气工作中的关键作用。所以,在人才培养策略上,他依托导师制,构建了全方位、多层次的协同体系。从钻井工艺的创新升级到采油技术的优化改进,从完井工程的前沿探索到项目管理效能的提升,全方位覆盖各个专业领域,有效提升了团队成员的专业技能和综合能力。此外,他还积极拓展外部合作交流网络,选派团队中的精英成员参与国际高端学术论坛、行业顶尖研讨会,深度融入与高校、科研机构的产学研合作项目,学习先进技术和管理经验,拓宽国际视野,引入前沿理念与技术,显著提升了团队整体的创新实力和国际竞争力。

  “只有荒凉的沙漠,没有荒凉的人生。”这句话一直被每一个默默坚守的石油人生动地演绎着。蒋卫东也将进取、创新和奉献的精神深深融入团队每一个人的心里。每周一次的技术分享会、每月一次的专题研讨会,促进了团队成员之间的知识共享和思想碰撞;各种专业培训课程全方位提升了大家的专业素养。

  一切业绩都是干出来的,海外石油人长期远离祖国,将青春无悔写在岗位工作上。蒋卫东鼓励团队成员在海外艰苦项目中勇挑重担,在乍得、哈萨克斯坦等项目中克服恶劣的自然环境、复杂的社会局势和技术难题,坚守岗位,全力保障了项目的顺利推进,铸就了团队强大的凝聚力和战斗力。

  恒者行远,功不唐捐。2024年,工程技术研究所以课题引领工程技术理论发展,以先导试验推进海外工程技术实践,打造了海外一流钻采精品方案。他们持续加强技术支撑、理论创新、靠前服务和管理提升,取得了一系列卓越成绩——瞄准“压舱石”生产难题,钻采改造精准施策,以技术创新破解哈法亚、阿布扎比、阿克纠宾等项目钻采工程技术真问题,实现老油田稳产、新油田投产及停产井复产目标。推动“创新联合体”攻关,控水采油见成效,打造北特鲁瓦、艾哈代布等高含水油田新质生产力;助力阿姆河冬季保供工程,改造和排水采气技术升级,保障140亿立方米再稳产;打造决策支持精品方案,强化数据分析,编制图册,落实“一项目一策”。工程技术研究所团队完成18/40区块钻采评价与20余项方案编审,为海外油气项目提供有力支撑。此外,申报中国发明专利18件,其中12件已被受理,6件成功获得授权;发表文章7篇,其中《科学引文索引》(SCI/《工程索引》(EI)检索3篇;出版专著3部,涵盖《超临界CO2压裂基础》等重要著作;发布标准3项,包括SY/T6380-2024等行业标准;获软件著作权6项,其中1项已授权。

  “虽取得一定成绩,但也面临着一些亟待解决的难题。”蒋卫东告诉记者,工程技术研究所目前团队平均年龄在4546岁之间,年轻人才稀缺,90后仅有3人。加之经费方面,资金渠道相对单一、人员经费不足,制约了科研项目的深入开展、软件设备的更新换代及人才的引进,这些都对团队的持续创新活力和长远发展带来挑战。“当然,困难与机遇并存。我相信在组织关心、领导的支持与全所同仁的共同努力下,一定能探索出切实可行的解决方案,携手推动工程技术研究所再创辉煌。”

  如今,在“双碳”目标和能源革命大背景下,尽管石油消费总量在未来或将呈现下降态势,但我国原油供不应求的严峻形势仍将长期延续。基于此,持续加大勘探力度,坚定不移地确保“稳油增气”,依旧是当下及未来相当长一段时间内油气行业的核心任务。“海外油气取得的成就离不开工程技术的全方位革新,从复杂地质勘探到高效开发、钻井及地面工程技术的突破,工程技术持续创新为海外业务筑牢了根基。”蒋卫东认为,未来30年也是“双碳”战略推进与油气增储上产建设的黄金契合期。作为奋战在海外的石油人,应当立足实际应用场景,紧密结合采油采气工作中的实际需求,积极探索新能源多能互补的创新模式。“哈萨克斯坦的项目时常因停电而不得不停工一两个月。”他建议说,若能在油气田周边合适区域合理布局风力发电机组、太阳能光伏板及新型储能设备,就能为采油采气设备提供稳定的电力支持,实现能源的高效调配与稳定供应。同时,还可探索将新能源与传统油气开采工艺深度融合的新路径,研发以新能源为动力源的新型采油采气设备,提升设备运行效率,降低能耗与碳排放,全方位推动油气行业朝着绿色、低碳、高效的方向迈进。

  奋斗淬炼汗水,坚持点亮梦想。如今,蒋卫东在石油行业工作了整整32年,但在他心中,他还没到躺平、安于现状的年纪。未来,他将带领团队围绕海外油气业务核心需求,带领团队全力攻坚中东碳酸盐岩智能环境控制技术、智能化采油提质增效技术、大数据储能改造技术、调堵一体化提高采收率技术等前沿领域。同时,积极探索新能源与油气协同开发技术,助力绿色低碳转型,为保障国家能源安全和推动油气行业可持续发展贡献力量。黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还。“我计划用三年的时间,将工程技术研究所打造成一个梯队完备、人才济济、技术领先、创新活跃的国际一流工程技术研究机构。”蒋卫东说。


专家简介

  蒋卫东,中国石油勘探开发研究院工程技术研究所所长兼党支部书记,博士、教授级高级工程师。主要研究方向为储层改造技术研究,海外采油采气技术研究、服务,采油采气战略规划。牵头编制中国石油勘探开发研究院油气井工程“十四五”科技发展规划;编制中石油20212035科技发展战略研究—采油采气工艺与储层改造技术;编制中石油“十四五”科技发展规划、基础研究十年行动计划等。

  多年来,在国内外期刊、杂志发表论文近70篇,其中第一作者20篇,EI收录5篇,国外期刊5篇;参与编写专著5部,其中两部为主要编著者;授权发明、实用新型专利15件,其中6件为第一发明人;取得软件著作权7项。


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