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助力绿色低碳转型 油气报国共谱新篇

来源:  发布时间:2025-08-07

——记中国石油勘探开发研究院副院长吕伟峰及CCUS高效驱油与安全埋存技术研发团队

   李 莉  祝传海  

  

  石油被誉为“工业的血液”,是国民经济的命脉。保障国家油气能源安全,把能源的饭碗牢牢端在自己手中,事关国家经济社会发展全局。我国油田开发的采收率每提高一个百分点,就相当于为中国再造一个大庆油田,提高采收率是油田开发永恒的主题。

  作为服务国家能源战略的重要科研力量,中国石油勘探开发研究院提高油气采收率全国重点实验室致力于打造“撒手锏”技术,不断挑战采收率极限。实验室成为“最强大脑”集结地,会聚了行业精英,他们积极进取、勇于担当,努力探索未知,以创新为骨血、以实干铸心魂,创新技术,为大幅度提高油田采收率作出了突出贡献。

  在国家积极应对全球气候变化与实现“碳达峰、碳中和”目标的战略背景下,绿色低碳转型发展成为时代命题,如何平衡“加油增气”与“节能降耗”的矛盾,成为时代赋予团队的新挑战。打破传统思维模式,积极推动行业技术变革,以提高油气采收率全国重点实验室重组升级及牵头承担国家科技重大专项“CO2驱大幅度提高采收率与长期封存技术”项目为契机,团队加快绿色低碳油气采收率技术攻关,发展完善CO2捕集、利用与封存(以下简称“CCUS”)全产业链理论与技术体系,为保障国家油气能源产业链安全和如期实现国家“双碳”目标提供源源不竭的科技动力。

  “能源安全及‘双碳’目标实现,对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。习近平总书记围绕两个主题发表的一系列重要论述,立意高远、内涵丰富、思想深刻,对于筑牢国家能源安全根基,端稳能源饭碗,加快推进能源绿色低碳转型,为中国式现代化建设提供安全可靠绿色的能源保障,具有十分重要的意义。国家所需就是我们所向。在党和国家引领下,在团队的众志成城里,我们终会征服理论的每一座巍峨高山,跨过技术的每一个浩瀚大洋。”中国石油勘探开发研究院(以下简称“勘探院”)副院长、提高油气采收率全国重点实验室主任吕伟峰说。同时,吕伟峰深知在接棒成为团队带头人的同时也接手了一份沉甸甸的责任,使命光荣、任务艰巨,唯不断自我提升,方能行稳致远。


整合增动力 创新促活力

  提高油气采收率全国重点实验室前身为提高石油采收率国家重点实验室,是2006年我国首批依托企业建设的36家国家重点实验室之一。20084月实验室建设方案获批,201010月通过国家科技部建设验收并正式挂牌运行。实验室围绕国家油气重大需求,依托国家与中国石油天然气集团有限公司(以下简称“中石油”)重大科研项目,聚焦提高采收率前沿理论技术,加大基础理论与核心技术原始创新力度,先后构建了陆相沉积油藏精细水驱、化学驱、热采、CCUS等理论技术体系,取得一批创新性成果及应用实效。201712月,实验室在国家科技部组织的99个企业国家重点实验室评估中被评为优秀类实验室,总体排名第7,矿产及能源领域排名第2,石油行业排名第1

  2022年,国家提出了加强国家重点实验室建设的方针,并对现有的一批重点实验室进行重组。这一过程不仅是简单的更名,更是一次体系、要素、管理模式及运行机制的全面升级与创新。重组后的实验室须更加突出学科优势、提升自主创新能力、加强开放合作,并在更高层次上服务国家战略需求。

  基于这一背景,在中国石油天然气股份有限公司副总地质师兼勘探院党委书记李国欣、提高油气采收率全国重点实验室原主任宋新民的指导下,吕伟峰带领团队进行实验室重组工作。“围绕国家战略需求,提高油气采收率全国重点实验室的研究方向也进行了相应的调整。最初,实验室的主要目标是提高能源采收率,但随着国家‘双碳’目标的提出,实验室的研究方向也拓展到了减碳领域。值得一提的是,实验室不仅在水驱、化学驱保持国际领先,是我国提高采收率技术的发源地、引领者和主力军,还开创并引领了我国CCUS产业的发展,在CO2驱油技术方面做了大量工作。这种技术不仅提高了油田采收率,还将CO2储存到地下,实现了减碳效果。因此,当国家提出重组实验室并强调‘双碳’目标时,我们凭借这一技术优势,成功将保证能源安全和为国家减碳两个目标结合起来。”吕伟峰介绍。

  通过优化调整重组,实验室进一步聚焦国家油气重大需求与“双碳”战略,在研究领域上,由提高石油采收率拓展至提高油气采收率;在布局上,由服务国内拓展至支撑海内外;在功能定位上,进一步突出CCUS技术攻关。通过整合中石油的纳米化学重点实验室、采油采气重点实验室、天然气成藏与开发重点实验室、油气藏改造重点实验室和非常规油气重点实验室,提高油气采收率全国重点实验室将致力于打造具有全球影响力的提高油气采收率和CCUS原创技术策源地,构建定位精准、重点明确、特色突出且充满活力的世界一流实验研发平台,为推动我国油气业务的高质量发展提供坚实支撑,为我国实现高水平科技自立自强和建成世界科技强国贡献石油科技力量。

  凭借对国家战略需求的敏锐洞察和积极响应,提高油气采收率全国重点实验室成功入选2022年国家重点实验室体系重组以来首批批准建设的全国20家“标杆”实验室之一,成为石油行业唯一入选的国家重点实验室。

  “提高油气采收率全国重点实验室从无到有,并逐步获得各方面肯定,我对能有幸参与其中感到无比自豪。”吕伟峰说。从普通职工成长为实验室负责人,吕伟峰全程见证了实验室的每一步发展,对实验室有着极为深厚的感情。

  吕伟峰自20248月兼任提高油气采收率全国重点实验室主任以来,面对因裁撤合并与管理模式革新所带来的种种挑战,他采取“挂图作战”方式,明确各项任务节点,推动实验室向实体化转型平稳过渡。在他的带领下,大家齐心协力,积极出谋划策,共同为提高油气采收率全国重点实验室的未来发展铺设道路。通过持续沟通、革故鼎新,在实践中不断迭代优化,实验室主体发展路线愈加清晰,为后续稳定发展奠定坚实基础。

  20241213日,勘探院科技会议中心报告厅内座无虚席,提高油气采收率全国重点实验室首届高端学术论坛在此隆重召开。来自国内多所著名高校和科研院所的学者、专家会聚一堂,分享最新研究成果,并就学科交叉如何推动采收率技术革命建言献策。不同于以往,这次会议安排了一半时间用于交流和探讨,科学家不再唱“独角戏”,学术交流氛围异常浓郁,甚至有人感叹“很久没有见过这样的学术讨论了”。首届学术论坛的成功举办,对产学研各方搭建起交流与合作的优质平台,无疑具有开创性意义。


聚力攻坚 为国而战

  我国陆相油气藏资源禀赋先天不足,高效开采与提高采收率面临严峻挑战。在实现“碳中和”目标情景下,我国作为全球碳排放第一大国,预计到2060年每年须依赖CCUS技术封存5亿~15亿吨CO2作为兜底。CCUS技术已被证实能有效提高采收率并封存CO2,在助力实现国家能源安全和“双碳”目标中潜力巨大。提高油气采收率全国重点实验室作为CCUS技术发展的开创者和引领者,率先开展先导示范,探索了提高采收率与低碳发展的“双赢”路径。但相比国家能源安全对油气稳定供应的需求,当前CCUS技术的规模化应用仍面临诸多挑战,亟待进一步攻关突破。

  “国内新增石油探明储量持续增长,但品位劣质化加剧,与国外的海相油藏不同,我国陆相油藏原油重质组分含量高、非均质性强、储量丰度和单井产量低、油藏类型复杂多样,导致CO2驱混相难、波及系数低、配套工艺装备要求高,须持续攻关研究,才能支撑规模化应用。”吕伟峰深知CCUS技术提升面临的多重挑战。

  密切关注行业动态,伺机寻求突破。20249月,新型油气勘探开发国家科技重大专项申报指南发布后,吕伟峰和高明、周体尧、孙盈盈等团队成员快速响应,打破行业壁垒,集中相关领域优势科研力量,组建包括中国石油化工集团有限公司、中国海洋石油集团有限公司、清华大学等20家单位在内的联合攻关团队。百余人参与申报材料编写,项目顶层设计充分征询领域内多名院士与专家建议,在有组织的科研工作保障下,用不到两个月的时间,提高油气采收率全国重点实验室高质量完成了项目申报,2024年首批成功牵头承担了“CO2驱大幅度提高采收率与长期封存技术”国家科技重大专项,吕伟峰担任项目长。

  集合三大石油公司的力量联合攻关,充分体现了勘探院在我国CCUS领域的持续引领作用和国家科技重大专项举国体制的优势。“此次国家科技重大专项启动不仅标志着我国在这一领域的科研布局,更是举全国之力,推动能源科技创新,实现能源转型和绿色发展的重要举措。”吕伟峰说。

  关乎在行业中的话语权和地位,对重要项目的争夺在大油田企业间向来异常激烈,在重启的第一批立项的8个项目中,团队能成功占有一席之地,这不仅是对他们实力的肯定,也给予了团队继续深耕CCUS领域的动力。

  吕伟峰坦言,团队的强大竞争力来源于多年的科研积累和实践经验。事实上,团队在CCUS领域的研究可追溯到十多年前。2006年,勘探院原院长沈平平在香山科学会议上首次提出CO2驱油与埋存产业技术发展建议,并作为首席科学家牵头承担了国家第一个CCUS相关的“973”项目。随后,提高油气采收率全国重点实验室学术委员会主任、中国工程院袁士义院士接过这一重任,从CCUS项目顶层设计、关键技术把关到油田试验现场指导;从实验室建设到中央企业CCUS创新联合体组建……他不辞辛劳,积极推动我国CCUS产业技术持续向前发展。在这些前辈的带领下,团队在CCUS技术方面接续攻关,技术创新不止步,支撑现场试验取得了显著成效,技术应用规模逐年扩大。

  “历数往期项目,中石油始终是主力军,这归因于公司在多方面的显著优势。中石油体量庞大,矿权资源丰厚,技术水平也处于行业领先地位。作为行业的先行者,中石油积累了丰富的实践经验,并在不断进行技术迭代。在注入规模上,中石油同样占据主导地位,全国约65%的注碳量都来自中石油。此外,中石油开发过各种复杂类型的油藏,应对能力之强,使得其他地区的油藏类型几乎都能被覆盖,包括新疆等特色地区。更为关键的是,中石油对CCUS行业有着深入的了解,对于行业内各个团队的优势与特色,都了如指掌。在组建项目团队时,中石油能迅速而有效地沟通各方,将怀揣共同目标、致力于为国家解决问题的不同团队凝聚在一起。”吕伟峰说。

  中石油在CCUS领域的技术水平也受到业界的广泛认可,因此当联合团队组建邀请提出后,各单位积极响应,特别是中国石油化工集团有限公司和中国海洋石油集团有限公司,虽然平时与中石油互为竞争对手,但在支撑我国CCUS产业规模化发展、助力能源行业绿色发展的共同目标下,展现出高度合作诚意。

  “这次攻关,我们几乎把做CO2相关研究的国内顶尖团队都邀请了进来。包括做碳政策研究、碳监测技术研究的清华大学、大连理工大学等多所知名高校的团队。此外,大庆油田、胜利油田、吉林油田、渤海油田及新疆油田、长庆油田等大油田也积极参与了项目攻关。它们不仅为项目开展提供了宝贵的实地试验场所,还将通过这些油田的示范作用,推动CCUS处理技术的广泛应用。大家站在国家层面解决问题,各团队间反复商量、紧密合作,这种跨领域、跨机构的合作方式,不仅促进了技术交流与融合,也极大提升了项目的整体研究水平和创新能力。”吕伟峰介绍。

  多元互补,协同作战。团队秉持开放包容的态度,尊重彼此的观点和想法,积极寻求合作与共赢的机会。在注重与国内外优秀团队和机构交流与合作,共同推动科技进步和创新发展的同时,团队内部更是众志成城,拿出“为国而战”的气魄,迎接难题挑战。

  “作为首批启动的专项,我们肩负着开创先河、树立典范的重任。在评审过程中,中国科学院院士邹才能作为资深评委,对我们的项目给予了高度评价,认为其有望成为国家油气重大专项中的一面旗帜,引领并指导后续项目的开展。这一评价是对项目潜在影响力的肯定,也激励我们更加精益求精地对待这项工作。”吕伟峰说。

  在打造坚不可摧的“战斗堡垒”进程中,党建工作极大地提振了团队的攻关士气,使全体成员深刻意识到,这不仅是一场对技术高峰的攀登之战,更是捍卫团队荣誉的神圣战役。面对国家科技重大专项的立项申报,时间如同紧箍咒,任务重如泰山,加班加点成了日常,即便是周末与节假日,大家也无一例外地投身于紧张的工作之中。

  在专项的顶层规划阶段,团队积极响应咨询专家的宝贵意见,紧密贴合现场技术需求,不断迭代优化攻关策略。尤为值得一提的是,在立项答辩的前一周,为了确保申报方案的尽善尽美,团队几乎每日都要邀请专家进行深度咨询与反馈,并根据建议反复打磨方案。随之而来的,是无数个灯火通明的夜晚,团队成员不辞辛劳地修改、完善汇报材料,只为第二天的汇报能够更加精准、有力。如此高强度、高压力的工作环境,非但没有削弱团队的意志,反而激发了他们不屈不挠、勇往直前的精神风貌。

  “身先士卒、冲锋在前,是团队领导层对科研工作的态度。”吕伟峰等核心成员始终践行这一理念,他们的亲力亲为,如同一面旗帜,引领着团队成员心往一处想,劲往一处使。在这份共同信念的驱动下,团队最终雕琢出一份质量卓越、内容扎实的申报方案。专项的成功立项,不仅是对项目本身价值的认可,更是对这支科研攻关团队坚韧不拔、百折不挠精神的最高赞誉。


稳健谋篇布局 回应时代命题

  牵头承担国家科技重大专项对中石油引领能源行业绿色转型和打造CCUS领域原创技术策源地具有重要战略意义,吕伟峰领衔项目组制订的申报方案在技术指标、科研成果等方面,设计均优于指南要求。

  面对国内新增石油储量品位劣质化及我国陆相油藏自身特性导致的CO2驱油难题和托底国家“双碳”目标的重大需求,专项以升级陆相沉积油藏CCUS关键技术为目标,从提高混相程度、扩大波及体积到工程工艺优化、封存监测完善等多方面协同推进。技术路线涵盖搭建实验平台、创新实验方法、多功能软件平台搭建、产品装备试验应用等多维度举措。

  集全国相关领域优势科研力量,体现举国体制提升项目攻关质量的优势,加速关键技术创新突破和重大科研成果转化应用,专项预期将全面升级CO2驱油与封存理论和技术体系,研发4类自主可控重大产品装备,开发4个智能化软件平台,支撑建设全国现场示范基地,有力推动我国CCUS产业发展,为国家能源保供和埋碳托底能力提供强力保障。

  无论是专项的顶层设计,还是项目下具体专题设置,无不凝结着吕伟峰的心血与智慧,他带领团队逐一深入剖析、细致打磨,从宏观框架的构建到微观细节的雕琢,他都真正做到了亲力亲为、全程投入。勇于担当的背后,是吕伟峰在CCUS领域多年的历练、积累及团队在此领域的强大实力。

  我国对CO2驱油技术的探索起步较早,然而在CO2埋存领域的研究则相对滞后。当中石油CCUS科技重大专项“CO2埋存与监测”课题在吕伟峰的引领下启动时,他敏锐地察觉到,当前CO2埋存机理的研究存在实验手段缺乏实证性的短板,且现有研究大多聚焦于国外的海相沉积地质构造,而对于我国特有的陆相沉积地质体的相关研究却非常匮乏。

  聚焦问题,开展攻关。吕伟峰带领团队,通过4年的持续研究,创新完善了CO2埋存量实验评价技术,设计并搭建了CO2溶解量、CO2束缚量、CO2游离量、矿物溶蚀速率实验装置,建立了实验评价流程,完成了800余组验证实验,系统揭示了我国陆相沉积地质体CO2的埋存机理,牵头编制的团体标准《CO2驱油与埋存实验方法》第2部分“埋存”也于20241114日通过审查,填补了我国在相关领域实验技术标准的空白。这项研究为我国CCUS过程中的埋存量评价与核查提供了有力手段,对提升我国CO2埋存技术水平具有重要意义。

  伴随党的二十大对低碳绿色发展做的清晰规划,《2030年前碳达峰行动方案》的提出、“新质生产力”成为“两会”热词,国家层面进一步为能源行业指明了方向,同时为未来油气行业向低碳节能化、信息智能化发展提出了更高的目标。

  以稳健谋布局迅速回应时代命题,团队在水驱智能化、化学驱绿色化、热采技术低碳化、CCUS技术规模化等方面均制定了明确的学科和技术发展方向。尤其在国家亟需CCUS技术规模化推广应用的关键时期,攻关CO2促混转混、扩大波及等高效驱油技术,研发全空间安全监测技术与装备及管理措施已成为重中之重。为保障攻关进度,团队通过“挂图作战”“责任人落实制”等创新管理举措,凝聚集体力量,加快破题进度。

  在“责任担当、高效执行”团队文化感召下,吕伟峰带领的团队展现出了非凡的勇气和决心。在地质研究方面,他们创新性地提出了“实验确定气驱下限、化验明确沉积成因、岩心标定单井识别曲线”气驱潜力层描述方法,潜力层补射支撑黑46区单井日产油从0.6吨提升到1.6吨;在驱油方面,确定了“保混相、调均衡、控气窜、促波及”调控技术对策,支撑吉林油田黑79CCUS-EOR混相驱累注CO21.34HCPV,提高采收率26.1个百分点,CO2埋存率74.3%;在埋存方面,研发了无人机、井筒完整性、井间ERT等监测装备,构建形成全方位立体监测体系,建成多方位协同监测数据分析及预警平台,整体监测误差小于10%

  在科研攻关实战中,吕伟峰对研究成果的应用转化亦有了全面而深刻的认知提升。他认为,科研人员不仅须具备扎实的专业素养,更须拥有敏锐的市场洞察力和跨学科的合作能力。

  在试验区建立详细的跟踪数据库,明确研究目标和应用场景,以便有针对性地进行探索和实验;产学研结合,通过结对子方式,成立重大产品装备研发-试验联合团队,提高科研成果的转化和迭代升级效率;牵头中央企业CCUS创新联合体,组建有影响力的推广平台,依托中石油CCUS科技重大专项,组建全产业链联合攻关团队,为关键技术产品和装备提供广泛的应用场景……这一系列举措,全方位、多层次地推动了团队的科研成果实现高效转化。

  “中石油目前有‘四大六小’10CCUS-EOR试验示范基地,团队与油田现场保持紧密联系,组织成立一对一跟踪小组,每个人负责一个区块,对全过程的生产动态进行跟踪和研究。目前,团队研发的技术和装备都在油田开展了试验应用,支撑中石油‘四大六小’CCUS-EOR矿场试验实施,2024年注入CO2 190万吨,产油57万吨,累计注入CO2 910万吨以上,规模持续保持国内领先。”吕伟峰介绍。

  担任国际石油工程师协会亚太地区CCUS委员会委员,与国外提高采收率领域相关大学和公司合作,让吕伟峰愈发意识到全球视野的重要性。“了解国际最新技术动态和研究进展,及时调整研究方向和策略,保持与国际接轨;积极宣传我国在CCUS领域的成果和应用现状,让世界了解中国在‘双碳’领域的积极作为,这些都是我们对外交往工作中的应有之义。除此之外,如何在碳交易市场与国际接轨,让中国的CCUS走出去也成了我们未来工作的重要目标。”吕伟峰说,“借鉴他人的成功经验,确保我们的研究始终具有前瞻性和创新性,为全球应对气候变化贡献中国智慧,这不仅是我们的发展目标,也是我们对全球可持续发展的庄严承诺.。”


激励前行创伟业 万山磅礴争高峰

  一分耕耘一分收获。第二十五届孙越崎青年科技奖,“十二五”石油工业先进标准化工作者……对于获得的荣誉,吕伟峰深感荣幸,但他更珍视背后团队的合作与不懈努力。“这些成就是与团队同仁共同奋斗、协作创新的结果。每一项奖项和认可都激励我在科研和实践中不断追求更高的目标。在我的职业生涯中,多位师长和前辈对我产生了深远影响。他们以广博的知识与严谨的科研态度,教会了我如何深入思考与探索未知。他们的执着与创新精神,激励我不断超越自我,追求更高的理想。”一群人、一个梦,对团队,吕伟峰心间存着一份深厚的情谊。

  在这些年承担的任务中,吕伟峰最难忘的一项是牵头进行提高油气采收率全国重点实验室的重组工作。作为实验室主任,吕伟峰带领团队迅速行动,从硬件设施、人员配置、制度建设等多方面入手,全面推动实验室的实体化进程。升级实验设备,改善实验环境,为科研人员提供了更加优越的工作条件。

  同时,团队通过引进优秀人才、建立激励机制等措施,力求打造一支高质量的科研团队。吕伟峰力主设立“人才特区”政策,推动队伍的专业化建设,建立具有竞争力的薪酬激励体系,确保顶尖人才能够对标国际市场水平。全球引才和多元化的激励机制,不仅提升了实验室的综合实力,也为持续创新和发展奠定了坚实基础。心往一处想,劲往一处使,老中青三代共同发力,推动团队持续进步。

  自2023年起,吕伟峰分管勘探院的信息业务,这是他在职业生涯中面临的一次新挑战。为了在陌生的领域能应对自如,他主动学习信息技术,积极掌握信息技术在油气行业中的前沿动态。在此基础上,吕伟峰领导团队建立了定期沟通与交流机制,以促进知识共享和跨部门协作。他还推动系列专项项目,鼓励团队成员积极参与新技术的研发和实施,推动信息技术与勘探开发业务深度融合,助力建设“智慧研究院”。通过这些措施,团队的整体素质与创新能力得到了提升,也在信息业务领域的开拓上取得了显著的成果。

  无论进入新方向,还是转变方向,一路走来,吕伟峰始终保持从容应对、主动学习的姿态。从研究在中药中如何提取有效物质到研究如何提高油田采收率,对吕伟峰是一个大转向。但在深入学习后,他不仅认识到化学在能源开发中的关键角色,更意识到学科交叉的重要性。“我从关注单一的化学反应,逐渐认识到包括物理、化学与工程技术在内的综合应用才是提高原油采收率和资源利用效率的关键。这促使我不断打破知识的边界,去探索更广阔的未知。”吕伟峰说。

  推己及人,在团队年轻人培养上,吕伟峰亦相信,每个年轻人都有无限的潜能等待被发掘,因此他一直致力于为年轻人提供广阔的舞台和充足的机会,让他们在实践中学习,在创新中成长,鼓励年轻人与不同背景的人合作,共同解决问题,提升综合能力。

  2024624日,习近平总书记在全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会上指出:“当前,新一轮科技革命和产业变革深入发展。科学研究向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力,不断突破人类认知边界。”

  “四极”像打开了新世界的大门,为团队的科研带来了新的可能。“向极宏观拓展,在试验装置创新上求突破;向极微观深入,在纳米领域探索新的机理;向极端条件迈进,在高温、高压下出成果;向极综合交叉发力,利用人工智能技术提高油气采收效率。大胆尝试,未来我们一定能出更多让人眼前一亮的成果。”吕伟峰对此充满信心。

  谈到未来,吕伟峰表示,团队有清晰明确的规划与目标:攻克一系列关键技术难题,推动油气勘探与开发技术的革新;致力于构建更加完善的科研体系,加强与国内外顶尖研究机构合作,提升团队的国际影响力。而团队最大的梦想和使命是,成为提高油气采收率科研领域的全球领跑者,为保障国家油气能源安全、助力绿色低碳转型发展贡献智慧与力量。
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2025年7月

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