為油田植入“眼睛”和“手”

呂騰波

作為工業(yè)生產(chǎn)的“血液”與國家發(fā)展的命脈，石油開發(fā)技術(shù)的研究由來已久。

或許很多人都以為，所謂“油藏”，指的是油田之下藏著一片取之不盡的“地下油?！保灰@開一個孔洞，能源便會噴薄而出。其實不然，我國90%以上的油藏都是碎屑巖油藏，也就是說，油氣其實像水浸透在海綿中一樣，浸透在石頭的孔隙里，需要及時、精準地補充能量，方可成功采集。迄今，隨著天長日久、反反復(fù)復(fù)地開采，我國大部分油田都進入了高、特高含水期，剩余油高度分散、油水關(guān)系極其復(fù)雜，穩(wěn)油控水難度大?！斑@時候油田就像是一個惡病纏身的垂垂老朽，需要借助外力，即對其實施精準的注水，實現(xiàn)剩余油的進一步有效挖潛，重新激發(fā)其生命活力?！眮碜灾袊吞烊粴夤煞萦邢薰究碧介_發(fā)研究院的教授級高級工程師賈德利補充說明道，“由于我國油藏種類繁多，需要根據(jù)不同的地質(zhì)情況劃分多層級完成注水生產(chǎn)，其中所運用的系列技術(shù)通常被稱作‘分層注水技術(shù)。”

作為“秉承先人之志，攻關(guān)科技瓶頸”的新一代石油人，賈德利直言自己生在了好時代。我國首代分層注水技術(shù)，是科學(xué)先輩們在嚴酷環(huán)境下、艱苦卓絕中“拼”出來的。20世紀60年代，我國首代分層注水技術(shù)問世之際，帶隊的大慶采油工藝研究所所長劉文章同志曾寫下“身穿冰激凌，冷風(fēng)吹不進;干活出大汗，北風(fēng)當電扇”的風(fēng)趣小詩記錄參加“分層注水開發(fā)大會戰(zhàn)”的400多個日夜;而數(shù)十載后，當沉甸甸的交接棒緊握在賈德利及其團隊手中時，他們也不負所托，終以千百個日夜的拼搏，交出了一份又一份包含“突破注水井井下復(fù)雜環(huán)境的流量檢測機理”與“高壓單層段調(diào)控與長效動密封設(shè)計方法”等成果的優(yōu)秀答卷。這也同時標志著我國精細分層注水技術(shù)正式進入4.0時代。

腳踏實地，需求決定導(dǎo)向

迄今，距離賈德利走入石油行業(yè)已過去了近20年。追溯起點，賈德利卻說：“其實我是我們那一屆6個班約180名同學(xué)中唯一走入石油行業(yè)的?！背錾碛跈C械專業(yè)的賈德利與石油開采工作的關(guān)聯(lián)度看起來實屬有限。

出生、成長于黑龍江農(nóng)村，賈德利少時對于擇校的想法十分純粹：“我那個時候一門心思就想考進大學(xué)，堅信知識改變命運?！庇谑?，1998年的夏季便成為刻印在賈德利記憶中極為美好的時刻——他手持哈爾濱工業(yè)大學(xué)（以下簡稱“哈工大”）的錄取通知書，成為繼哥哥之后村里走出的又一位大學(xué)生。

似乎每一位從哈工大走出的學(xué)子都會在潛移默化中將“規(guī)矩嚴格，功夫到家”的八字校訓(xùn)深深鐫刻在腦海之中。大學(xué)二年級時，在導(dǎo)師姜繼海教授的幫助與指導(dǎo)下，賈德利進入實驗室開始真正意義上接觸研究工作。直到今日都令他深感榮幸的是，在還未參透科研精髓的時候，他便已經(jīng)得到了與名家一起前往長春實習(xí)的機會?！澳莻€時候因為經(jīng)驗不足，只能做一些畫圖版之類的基礎(chǔ)工作”，但也正是這樣的經(jīng)歷才使他得以在細微之處一睹前輩們的“真章”，“由于科研物資相對匱乏，彼時還未大規(guī)模采用電腦作圖的形式，但師爺劉慶和教授與導(dǎo)師的要求幾乎已經(jīng)達到了精密的程度，無論是對人還是對己。這種嚴謹?shù)膽B(tài)度和精神，深深影響著我”。那也是賈德利第一次真正領(lǐng)略到哈工大校訓(xùn)背后凝結(jié)的深意，在其后攻讀本碩的6年歲月中，他也漸漸習(xí)慣將這種精神融入到了生活的方方面面。

而碩士畢業(yè)后，賈德利卻意外地“暫?！绷藢W(xué)業(yè)。“那個時候我覺得之前學(xué)習(xí)的知識都太理論化和理想化了，于是我開始思考，想要轉(zhuǎn)變一個立足應(yīng)用、腳踏實地的研究方向?！痹谒伎贾啵€同時加入到了“教書育人”的大隊伍中去——在哈爾濱理工大學(xué)自動化學(xué)院執(zhí)教。在那里，通過與尤波教授的交談，他重新找到了求學(xué)的動力，2004—2008年間，他完成了“控制”相關(guān)專業(yè)在職博士的攻讀，并因機械與控制結(jié)合的學(xué)術(shù)背景得到劉合院士青眼相加，邀請他到大慶油田開展博士后階段的研究工作。

前有先輩們的實干事跡傳頌，今有導(dǎo)師苦心孤詣地栽培，賈德利走進石油行業(yè)也并非偶然。就在他踏入相關(guān)領(lǐng)域研究的那一刻起，第四代分層注水工藝技術(shù)的核心元素之一?——井下永置式流量監(jiān)測技術(shù)，便向他率先“發(fā)起了挑戰(zhàn)”。隨著開發(fā)不斷深入，長期注水沖刷后，層間矛盾和非均質(zhì)性越來越突出，驅(qū)替場動態(tài)變化更加頻繁，剩余油分散更加隱蔽，加密開采后井數(shù)和層段數(shù)也在不斷擴大。而傳統(tǒng)的分層注水技術(shù)多采用鋼絲作業(yè)投撈水嘴，更換不同尺寸的水嘴以實現(xiàn)層段注入量調(diào)配，這一方式不僅難以滿足長期保持層段注水合格的生產(chǎn)需求，而且每年幾次的注水層段測試數(shù)據(jù)也無法有效輔助對油藏精確地再認識，對于測試隊伍服務(wù)能力、開發(fā)成本及優(yōu)化輔助開發(fā)方案的精準數(shù)據(jù)而言，均十分有限?！靶枨鬀Q定導(dǎo)向。這是每位從業(yè)者的共識?！睘榻鉀Q此類弊端，賈德利在其后的數(shù)年中一直圍繞注水井井筒復(fù)雜環(huán)境下層段流量檢測機理、層段調(diào)控、小尺寸/低功耗一體化工具的設(shè)計理論與方法等問題開展實驗。“我們的理想狀態(tài)是‘運籌帷幄之中，決勝千里之外，在辦公室就可以在不動用人力的前提下實現(xiàn)對井下的調(diào)控?！?/p>

為達成這一目標，賈德利親率團隊在極端氣溫中奔赴現(xiàn)場，反復(fù)打磨技術(shù)與器件，最終他們從注水井多層段同步動態(tài)測調(diào)新機理、注水井永置式小尺寸/低功耗流量檢測技術(shù)設(shè)計新方法、分層注水實時監(jiān)測與在線控制工程實現(xiàn)，以及數(shù)據(jù)驅(qū)動的油田水驅(qū)精細分析四個方面，有效解決了分層注水精細管理與現(xiàn)場測調(diào)作業(yè)工作量大等行業(yè)痛點，促進了油田水驅(qū)開發(fā)油藏精細分析與管理模式的轉(zhuǎn)變。

十年磨劍，筑夢智慧油田

即便已在石油科技領(lǐng)域堅守數(shù)年，賈德利還是習(xí)慣稱自己為“工程師”，“我一直覺得自己還不夠稱作‘科學(xué)家，我認為科學(xué)家是要從無到有地發(fā)明事物，而我只是在先人的智慧結(jié)晶上加以完善罷了?！闭\然，測量技術(shù)的迭代的確是“站在了巨人的肩膀上”，但為使配水器在井下得以長效永動，賈德利與其團隊極具創(chuàng)新性地建立了單層段高壓智能調(diào)控與長效動密封設(shè)計的新方法，并隨之提出了基于匹配識別理論的載波通信參數(shù)最優(yōu)算法，為提高測調(diào)可靠性和通信穩(wěn)定性提供了基礎(chǔ)支撐，實現(xiàn)了歷史擬合的自動化和優(yōu)化方案的智能化，為油田植入了“眼睛”和“手”，且用這只“手”承托起了我國在精細分層注水開發(fā)技術(shù)上的國際“領(lǐng)跑者”之位。

簡單來講，精細分層注水工藝追求的就是“測得準、調(diào)得精、實時性強”，但苛刻的井下環(huán)境卻對工具的適應(yīng)性和耐久性都提出了極大的挑戰(zhàn)，尤其是永置式高壓動密封長期可靠性的問題。面對困境，賈德利謀定而動，首先針對井下受層間干擾、高壓環(huán)境下的層段高效實時調(diào)配難題，建立了高壓層段智能調(diào)控方法，不僅縮短了流量調(diào)節(jié)單元控制時間，更以一種壓力動態(tài)平衡的新機械結(jié)構(gòu)，為永置式層段電驅(qū)一體化配水器的工程實現(xiàn)提供了設(shè)計方法。

破局之后，賈德利又將目光聚焦于國家大力提倡開發(fā)的“智慧油田”這一遠大目標之上，并制訂了逐級追夢的詳細規(guī)劃。他率先自學(xué)云計算、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，以求與時俱進地建立一套更為精準的油藏流體飽和度與壓力場的演化模型，進而優(yōu)化傳統(tǒng)采用的周期長、過分依賴于油藏工程師經(jīng)驗的精細注水調(diào)整方案。目前，他與團隊已提出一種融合大量動態(tài)注水生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析方法，可通過智能同化算法實現(xiàn)地質(zhì)模型參數(shù)的自動擬合，并利用機器學(xué)習(xí)算法評價多井分層的注水效果、分析注水調(diào)整方向等。

人生沒有白走的路，每一次選擇都作數(shù)。從機械到石油，從傳統(tǒng)方式開采到人工智能優(yōu)化，從懷揣一腔熱血的有志青年到沉穩(wěn)破局的企業(yè)技術(shù)專家，賈德利在人生及科研路上前行的每一步，背后都暗含著十年如一日的拼搏與努力，但他卻總說：“慢工出細活，在追夢路上，我希望每一步都能走得踏實?！?/p>

（責(zé)編：關(guān)弋）