大漠赤子 科研情懷
——記中國石化西北油田分公司副總工程師兼石油工程技術(shù)研究院院長趙海洋

胡 敬

瘦削挺拔、走路帶風(fēng)，這是趙海洋給記者的第一印象。這位戴著圓框眼鏡的科研工作者，是中國石化西北油田分公司副總工程師兼石油工程技術(shù)研究院院長。從固井隊(duì)技術(shù)員、研究所所長、采油隊(duì)隊(duì)長，到工程技術(shù)研究院總工程師、采油氣工程管理處處長，再到分公司副總工程師、工程院院長，趙海洋已在采油技術(shù)研究和管理領(lǐng)域深耕22年。

8年的基層生產(chǎn)經(jīng)歷，14年的技術(shù)管理與科研工作經(jīng)驗(yàn)，練就了趙海洋一身過硬的本領(lǐng)。尤其是在超深、超稠油碳酸鹽巖油藏采油工程領(lǐng)域，他不僅是技術(shù)專家，更是管理能手，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一次次攻堅(jiān)克難，為塔河縫洞型油藏持續(xù)高效開發(fā)做出了卓越貢獻(xiàn)。2018年，他被授予“中國石化突出貢獻(xiàn)專家”稱號。

趙海洋在TK346H水平井分段壓裂施工現(xiàn)場

可以說，20余年來，中國石化西北油田分公司和塔河油田走出的每一個(gè)腳印里，都有趙海洋的印跡。我們走近趙海洋，通過他的講述，畫出一幅由過去到未來的采油技術(shù)發(fā)展路線圖，也勾勒出一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)難題背后的攻艱之戰(zhàn)的艱辛畫面。一項(xiàng)項(xiàng)科研成果的應(yīng)用，為企業(yè)變出了產(chǎn)油量，變出了效益，而趙海洋就是這場技術(shù)攻關(guān)實(shí)踐盛宴的“領(lǐng)頭雁”。

生產(chǎn)“魔法師”“戰(zhàn)寒冬”自我革命

對于趙海洋來說，2014年是一個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

那一年，趙海洋被任命為石油工程技術(shù)研究院院長，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)對石油行業(yè)面臨的“寒冬期”。面對整個(gè)行業(yè)低迷的大環(huán)境，趙海洋提出以“戰(zhàn)寒冬、求生存、謀發(fā)展”為目標(biāo)的發(fā)展戰(zhàn)略。抽絲剝繭后，趙海洋做出了“三步走”的規(guī)劃，從2015年開始，他通過指導(dǎo)工程技術(shù)創(chuàng)新，為油田低成本開發(fā)提供了多套解決方案。

“三步走”都是哪三步呢？

趙海洋笑道：“首先是要明確塔河油田效益開發(fā)所面臨的工程難題。當(dāng)時(shí)，在碳酸鹽巖油藏聚焦非主應(yīng)力方向及低品位儲集體動用、稠油開發(fā)方面，明確了40余項(xiàng)難題；在碎屑巖油藏聚焦底水及河道砂油藏提高采收率方面，明確了20余項(xiàng)難題?！?/p>

明確難題后，該實(shí)施怎樣的技術(shù)發(fā)展規(guī)劃則是至關(guān)重要的第二步。當(dāng)時(shí)，趙海洋制定了以“低成本”應(yīng)對“寒冬期”的技術(shù)發(fā)展規(guī)劃——從工藝優(yōu)化、新技術(shù)實(shí)施、系統(tǒng)優(yōu)化、管理改進(jìn)四方面發(fā)力，篩選降本增效措施30項(xiàng)。據(jù)介紹，這一措施僅實(shí)施兩年就收效顯著，至2017年降本增效已達(dá)5億元。

第三步也是最后一步，趙海洋從長期著手，部署了“十三五”塔河油田技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展體系。即建立未連通儲集體全范圍溝通、已連通儲集體長效動用、稠油開采三大技術(shù)體系。

技術(shù)攻關(guān)的難點(diǎn)很多，塔河油田超深超高壓更是難上加難，但趙海洋不信邪，在“顛覆式創(chuàng)新”上下足了工夫，創(chuàng)新并首創(chuàng)了一系列技術(shù)體系。

在此期間，趙海洋主持攻關(guān)并形成了碎屑巖水平井、碳酸鹽巖油藏深部堵水兩大技術(shù)系列。碎屑巖油藏水平井堵水形成超級碳酸鈣、乳化油、凍膠等多項(xiàng)堵水新技術(shù)體系，有效率達(dá)到75%以上；碳酸鹽巖油藏堵水形成密度選擇性堵水、油水選擇性堵水等多項(xiàng)新技術(shù)體系。近年來，兩類油藏累計(jì)實(shí)施近400井次，增油超過30萬噸。

2017年，趙海洋在國內(nèi)首創(chuàng)超深井槍式脈沖波壓裂技術(shù)體系，改液能壓裂為波能壓裂，現(xiàn)場試驗(yàn)3井次，增油1000多噸，證明槍式脈沖波壓裂具有造縫、增產(chǎn)的效能。2016年以來，他新建了延遲凍膠和酸液緩釋體系，改動管柱施工為不動管柱施工，實(shí)現(xiàn)環(huán)空注入不動管柱堵水、酸化工藝。截至2018年，這一體系已現(xiàn)場試驗(yàn)55井次，增油2萬多噸，節(jié)約效益2000余萬元，單井實(shí)施費(fèi)用降幅50%以上。

其實(shí)，近年來，趙海洋的科研方向始終是有針對性的。他會緊扣生產(chǎn)中遇到的問題，立項(xiàng)鉆研并解決問題：

針對碳酸鹽巖油藏采油及地面工程配套難題，創(chuàng)新形成了有桿泵深抽技術(shù)，下深最高達(dá)5300m；編制三參數(shù)摻稀優(yōu)化圖版，年節(jié)約稀油3萬噸以上；研制了適應(yīng)160℃儲層的超高溫壓裂液，形成了復(fù)合酸壓改造技術(shù)，累計(jì)增油77.8萬噸。

針對稀油緊缺問題，提出中質(zhì)油混配摻稀，改善了摻稀效果；研制了適合60萬毫帕·秒稠油水溶性降粘體系、高效油溶性降粘劑體系；形成了超深稠油電泵舉升工藝，配套過泵加深尾管、井下混配器，實(shí)現(xiàn)了6000m稠油的有效開采。

針對超深超稠油開采以及地面集輸?shù)碾y題，形成了適合塔河油田高溫、高粘、高礦化度特征的流動改進(jìn)降粘技術(shù)，提出了多級分離+二級氣提的脫硫工藝，新建產(chǎn)能達(dá)到200多萬噸，處理后的原油滿足外輸標(biāo)準(zhǔn)。

針對縫洞型油藏注水開發(fā)中后期水驅(qū)效果變差的難題，攻關(guān)碳酸鹽巖流道調(diào)整技術(shù)，提升了開發(fā)效果；針對縫洞型儲層常規(guī)酸壓溝通范圍有限的難題，攻關(guān)了靶向酸壓技術(shù)，提高了酸壓改造效果，為提高采收率提供技術(shù)保障。

針對塔河油田自然遞減較高的問題，開展穩(wěn)油控水、改善水驅(qū)效果、注氮?dú)馊傻汝P(guān)鍵技術(shù)研究，形成塔河縫洞型油藏降遞減技術(shù)體系，示范區(qū)塔河6區(qū)自然遞減實(shí)現(xiàn)由15.8%下降至12.2%，12區(qū)自然遞減率由20.2%下降至17.2%。

聚焦順北特深板狀斷控油藏特征，研究形成了易漏儲層的儲層保護(hù)、特層深的儲層改造方案，優(yōu)化了采油管柱設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了中后期注水注氣能量補(bǔ)充方案和深井高溫環(huán)境下腐蝕防護(hù)方案，保障了順北特深油藏產(chǎn)能建設(shè)。

…………

一系列國家科技重大專項(xiàng)課題、中國石化重大專項(xiàng)/先導(dǎo)課題的落地，背后給企業(yè)帶來了巨大的成本效率和經(jīng)濟(jì)效益。

萬級毫帕·秒超稠油降粘、舉升兩大技術(shù)系列的相關(guān)成果先后應(yīng)用于600余口稠油井，年產(chǎn)稠油350余萬噸；在縫洞型油藏儲層改造技術(shù)理論與實(shí)踐重大創(chuàng)新中形成的超大規(guī)模酸壓、長裸眼井無工具纖維暫堵分段酸壓、復(fù)雜縫體積酸壓、脈沖波壓裂等技術(shù)系列，“十二五”以來酸壓累計(jì)新增原油801萬噸。

此外，趙海洋主持推動了西北油田從天然能量開發(fā)到人工水驅(qū)開發(fā)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，形成了集潛力井優(yōu)選、政策分析研究和工藝配套為一體的注水替油新模式，累計(jì)實(shí)施2000多井次，累計(jì)增油700多萬噸；而主持攻關(guān)并實(shí)現(xiàn)了縫洞型油藏注水開發(fā)后期采用注氣采油的戰(zhàn)略接替，實(shí)現(xiàn)了注氣規(guī)?；茝V，至今累計(jì)實(shí)施1300多井次，增油261多萬噸。

正是憑借一身過硬的本領(lǐng)，趙海洋帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在“戰(zhàn)寒冬”的斗爭中另辟蹊徑地開拓了一條新路，還針對特征復(fù)雜又特殊的塔河油田做到了摸清楚、破難題、提效率。

科研“探險(xiǎn)家”注氮?dú)饨貖Z寶

未來石油技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)在哪里？答案無疑是占世界新增油氣60%以上的深層油氣。

在我國，探明儲量近40億噸的塔里木盆地是深層油氣當(dāng)之無愧的主要富集區(qū)域。其典型代表塔河油田，埋深5500～7000m，探明儲量13.2億噸，但開采難度非常大。

作為超深層碳酸鹽巖縫洞型油藏，塔河油田縫洞型油藏以“縫洞體”為主，空間疊置、分布形式多樣，尺度從幾微米到幾十米，非均質(zhì)性極強(qiáng)。這些采油過程中的“攔路虎”，正是趙海洋要通過科技力量“趕走”的對象。

縫洞型油藏的高效開發(fā)被公認(rèn)為世界級難題。鑒于超乎尋常的非均質(zhì)性，2011年，塔河油田20%油井（儲量1.9億噸）進(jìn)入開發(fā)中后期，亟待探索革命性的提高采收率技術(shù)。

時(shí)間回到2014年，趙海洋作為主要負(fù)責(zé)人的“超深井超稠油高效化學(xué)降粘技術(shù)研發(fā)與工業(yè)應(yīng)用”項(xiàng)目獲得了國家科技進(jìn)步獎一等獎。項(xiàng)目中，他主持開展了化學(xué)、采油工程多學(xué)科攻關(guān)，創(chuàng)新提出了化學(xué)降粘開采技術(shù)，攻克了塔河超稠油開采面臨的致粘機(jī)理不清、高效化學(xué)降粘劑的研發(fā)、化學(xué)降粘增效、安全高效集輸處理四大難題。而另一個(gè)趙海洋傾注了大量心血的“注氮?dú)狻表?xiàng)目，在同行看來，無疑是可以與這個(gè)國家獎項(xiàng)目相媲美的成果。

其實(shí)，從2009年開始，注氣創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)開啟了縫洞型油藏注水替油后戰(zhàn)略接替技術(shù)的科研攻關(guān)。趙海洋表示，探索革命性的提高采收率技術(shù)，必須明確回答以下問題：剩余油在哪？儲量如何？怎么拿出來？采用什么工藝？安全性怎樣？效益如何？

在這個(gè)過程中，趙海洋和他所帶領(lǐng)的注氣創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，明確了“頂部閣樓油”為主要的單井剩余油，創(chuàng)新性地提出了注氣技術(shù)。然而，縫洞型油藏超深井注氣面臨三大挑戰(zhàn)：

一是“注不進(jìn)”挑戰(zhàn)：高壓極端工況撬裝注氣成套設(shè)備難題。壓縮機(jī)需70MPa，但國內(nèi)外試制壽命僅8000h，根本無法定型量產(chǎn)；制氮機(jī)在塔里木盆地極端工況下（-30℃～50℃，強(qiáng)風(fēng)沙）無法運(yùn)行。

二是“注不好”挑戰(zhàn)：深層縫洞注氮?dú)馓岣卟墒章世碚撾y題。深層縫洞空間描述困難，建模精度僅50m?？p洞管滲耦合，常規(guī)“近滲流數(shù)?！弊猱a(chǎn)量預(yù)測符合率僅47%；相關(guān)領(lǐng)域尚無成熟理論，注氣適合何種剩余油，如何注好氣無從談起。

三是“注不起”挑戰(zhàn)：安全、低成本、規(guī)模化注氣工藝難題。高壓深井如何注采一體化降低高昂的配套作業(yè)費(fèi)用（40萬元/次～80萬元/次）；生態(tài)脆弱、民族聚居，如何電氣化節(jié)能減排，如何信息化安全施工。

圍繞以上三大難題，注氣創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)歷時(shí)12年攻關(guān)，終于形成了超深縫洞型油藏注氮?dú)怅P(guān)鍵技術(shù)，建成了世界首個(gè)深層注氮?dú)馐痉队吞?，使我國躋身于全球注氮?dú)獠墒章始夹g(shù)領(lǐng)先行列。

這些年，趙海洋和他的注氣團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了太多奮斗的日日夜夜，30余次做材料論證匯報(bào)，5個(gè)晝夜在TK404首口試驗(yàn)井奮戰(zhàn)，1年多10余口先導(dǎo)試驗(yàn)口口成功，24個(gè)月月度分析匯報(bào)，最終超深縫洞型油藏注氮?dú)怅P(guān)鍵技術(shù)日益成熟。

這些年，趙海洋和他的注氣創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)累計(jì)承擔(dān)國家、中國石化等各級項(xiàng)目10余項(xiàng)，項(xiàng)目成果申報(bào)專利51項(xiàng)，授權(quán)22項(xiàng)；出版專著2部，發(fā)表論文48篇；參與編制國內(nèi)首個(gè)制氮注氮設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)；軟件著作權(quán)8項(xiàng)；專著《碳酸鹽巖縫洞型油藏開發(fā)工程工藝技術(shù)》獲中國石油與化學(xué)工業(yè)圖書獎一等獎；“油田高壓系列制注氮設(shè)備研制”獲得第九屆國際發(fā)明展覽會金獎。

在一個(gè)個(gè)科研項(xiàng)目的支持下，項(xiàng)目組在縫洞型油藏注氣工藝配套技術(shù)、工藝參數(shù)優(yōu)化、單元注氣驅(qū)油等方面，都取得了顯著成果。項(xiàng)目成果樹立了深層縫洞型油藏采收率技術(shù)典范，釋放塔里木盆地2億噸儲量，臨界油價(jià)低至43美元/桶。與此同時(shí)，打響了開發(fā)關(guān)鍵裝備制造的國際品牌，促進(jìn)我國成為第一個(gè)掌握70MPa高壓制氮注氮成套撬裝裝備的國家，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷至俄羅斯等7國，累售400余套，在“一帶一路”能源合作中起到了示范引領(lǐng)作用。

“成果整體處于國際先進(jìn)水平,其中基于縫洞型油藏的相控建模數(shù)模的剩余油描述方法、縫洞型油藏超深井注氮?dú)鈾C(jī)理、超深井高壓注氮?dú)馀涮坠に嚰夹g(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平?！敝袊こ淘涸菏苛_平亞評價(jià)道?！绊?xiàng)目成果整體處于國際領(lǐng)先水平，其中創(chuàng)新形成的超深井高壓注采一體化井口和管柱、井下防腐和含氮?dú)鈾z測處理技術(shù)系列，保障了從注入到生產(chǎn)全過程的安全、高效，極大地推動了注氮?dú)饧夹g(shù)的現(xiàn)場推廣應(yīng)用?！敝袊こ淘涸菏款櫺膽o予高度評價(jià)。

可以說，這些技術(shù)成果的運(yùn)用，為油田長期高效發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，也為國內(nèi)類似油田的開發(fā)提供了借鑒意義。

項(xiàng)目研究以來，在塔里木盆地的塔河油田累計(jì)實(shí)施1332井次，增油261.1萬噸，新增利潤22.31億元，臨界油價(jià)低至43美元/桶，建成了世界首個(gè)深層注氮?dú)夤I(yè)化示范油田。成果在華北、阿爾及利亞等油田成功應(yīng)用265井次，增油30多萬噸。對國內(nèi)外碳酸鹽巖油藏和深層油氣的注氣開發(fā)，具有重要的推廣與示范價(jià)值。

比經(jīng)濟(jì)效益更為可觀的，是項(xiàng)目研究過程中培養(yǎng)了一批高素質(zhì)科研人才、打造了一些高水平的科研團(tuán)隊(duì)，為后續(xù)發(fā)展提供支撐和保障。趙海洋介紹，通過以縫洞型油藏注氣提高采收率技術(shù)為人才培訓(xùn)基地，至今已建成3個(gè)省部級平臺/團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)教授/學(xué)術(shù)帶頭人35名。培育專業(yè)隊(duì)伍12支，創(chuàng)造就業(yè)崗位1000余個(gè)，定點(diǎn)助力柯坪縣（國家級貧困縣）7個(gè)村提前脫貧，西北油田分公司連續(xù)3年獲得新疆維吾爾自治區(qū)“訪惠聚”優(yōu)秀單位的稱號，大力支持了新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

施工現(xiàn)場

團(tuán)隊(duì)“領(lǐng)頭雁”精管理昂首向天

作為分公司極為重要的技術(shù)團(tuán)隊(duì)之一，塔河油田縫洞型油藏注氣提高采收率技術(shù)項(xiàng)目組可以說是趙海洋所引領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)中的一個(gè)樣本。

通過近幾年的技術(shù)攻關(guān)和現(xiàn)場試驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新和創(chuàng)立了一系列注氣開采關(guān)鍵技術(shù)，并將各項(xiàng)技術(shù)迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，取得了豐碩的技術(shù)成果和社會經(jīng)濟(jì)效益，為塔河油田縫洞型油藏高效開采技術(shù)的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)，為分公司增儲上產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支持。團(tuán)隊(duì)也因此被評為“中國石油化工集團(tuán)有限公司優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”。

“工程院最大的財(cái)富是人才，要想方設(shè)法激發(fā)人才活力、開發(fā)人才潛力?！痹谂囵B(yǎng)青年技術(shù)人員方面，趙海洋從不吝惜時(shí)間，在構(gòu)建培養(yǎng)機(jī)制上傾注了大量心血，尤其注重對人才的不同緯度的培養(yǎng)。他不僅以工程院文化和自身學(xué)習(xí)精神引領(lǐng)，還自己帶人編制思維導(dǎo)圖，開展“青年學(xué)科帶頭人”“自研項(xiàng)目”“師帶徒”等培養(yǎng)活動，建立價(jià)值積分績效考核體制……一系列舉措，為工程院人才隊(duì)伍整體建設(shè)和差異化培養(yǎng)立下了大功。

其實(shí)，早在2015年，趙海洋就制定了一套系統(tǒng)的人才發(fā)展措施，構(gòu)建了工程院“四大中心”發(fā)展藍(lán)圖。趙海洋介紹，工程技術(shù)研發(fā)中心年均研發(fā)化學(xué)、工具產(chǎn)品30件以上，科研實(shí)驗(yàn)工作量逐年攀升，縫洞型油藏提高采收率重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室榮獲“中石化集團(tuán)公司重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”；工程技術(shù)推廣中心2017年成功轉(zhuǎn)化核心產(chǎn)品26項(xiàng)，創(chuàng)收1066萬元，順利打通成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”；此外，科技情報(bào)中心建成石油工程情報(bào)系統(tǒng)、知識庫管理系統(tǒng)，并配套八方以上、跨全球、多設(shè)備聯(lián)合視頻會議系統(tǒng)，技術(shù)交流的效率大大提升。

2018年，趙海洋親自帶領(lǐng)6個(gè)專業(yè)所上百名技術(shù)人員編制技術(shù)體系思維導(dǎo)圖，期間召開了12次研討會，形成了14張技術(shù)思維導(dǎo)圖，初步構(gòu)筑了工程技術(shù)體系未來發(fā)展的藍(lán)圖。

與此同時(shí)，趙海洋還倡議并組織與新疆大學(xué)、中國科學(xué)院新疆理化所等疆內(nèi)科研院所開展人才聯(lián)合培養(yǎng)新模式，累計(jì)培養(yǎng)本科生、碩士研究生共計(jì)18人，解決了技術(shù)人員緊張問題的同時(shí)，本土化聯(lián)合攻關(guān)打開新局面。

趙海洋設(shè)想：“未來工程院可根據(jù)采油氣工程發(fā)展需要，培養(yǎng)一批青年學(xué)科帶頭人”。近年來，依托創(chuàng)新工作室，他牽頭建立起敏捷型攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，績效考核由“粗放”向“精準(zhǔn)”轉(zhuǎn)變。目前何龍創(chuàng)新工作室榮獲自治區(qū)“勞模與工匠人才創(chuàng)新工作室”，李林濤、方裕燕、高秋英3個(gè)院級創(chuàng)新工作室在建，前期依托工作室實(shí)施校企共建，聯(lián)合培養(yǎng)外部畢業(yè)生100余人。

其實(shí)對人才培養(yǎng)的目標(biāo)和舉措，也源于趙海洋對未來油田發(fā)展的思考。

“‘低油價(jià)、新常態(tài)’加速了石油產(chǎn)業(yè)技術(shù)新舊力量的博弈，未來3年采油氣工程專業(yè)要打破傳統(tǒng)發(fā)展思維，持續(xù)建立并完善低成本可規(guī)模應(yīng)用的采油氣工程技術(shù)新體系。這就要求我們注重科技成果轉(zhuǎn)化和人才隊(duì)伍的階梯式發(fā)展！”采訪的最后，趙海洋總結(jié)道。我們知道，作為團(tuán)隊(duì)的“領(lǐng)頭雁”，他又在籌謀新的規(guī)劃，昂首向明天了……