深海探油“大咖”劉書(shū)杰

文/向日葵

劉書(shū)杰

深海是未來(lái)全球油氣資源的重要接替區(qū)，但面臨一系列勘探技術(shù)難題。中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司鉆完井總工程師、教授級(jí)高工劉書(shū)杰三十多年來(lái)“深潛”蔚藍(lán)海域，解決了制約海洋鉆完井領(lǐng)域部分基礎(chǔ)性、普遍性及特殊復(fù)雜領(lǐng)域重大技術(shù)難題，為我國(guó)海洋油氣高效勘探開(kāi)發(fā)作出突出貢獻(xiàn)。

發(fā)現(xiàn)水上鉆井的奧秘

在鉆井行業(yè)，最具有挑戰(zhàn)性的是海上鉆井。1997 年，劉書(shū)杰從大漠油田勘探轉(zhuǎn)戰(zhàn)海上開(kāi)展鉆井研究，工作難度大幅增加。彼時(shí)的中國(guó)海油正處于技術(shù)起步階段，其設(shè)備、技術(shù)等都要依靠國(guó)外。作為連接海上平臺(tái)與海底油藏之間“橋梁”的隔水套管，卻因?yàn)闊o(wú)法精準(zhǔn)掌控入泥深淺，造成井口失穩(wěn)、下陷之類問(wèn)題頻發(fā)。

“以前隔水導(dǎo)管入泥的深度，常常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定，難免會(huì)有誤差。”缺乏穩(wěn)固的“橋梁”，油氣開(kāi)發(fā)難以為繼。為改變單純依靠經(jīng)驗(yàn)去確定隔水套管深度的現(xiàn)狀，從2000 年開(kāi)始，劉書(shū)杰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了660 余次試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)從“錘入法”到“鉆入法”再到“噴射法”的三次變革，于2014 年取得重大突破，自主掌握海上鉆井隔水套管控制技術(shù)和預(yù)測(cè)技術(shù)。這不僅讓從前的“獨(dú)木橋”變?yōu)椤案咚俾贰?，更將這項(xiàng)技術(shù)貫穿于我國(guó)58 個(gè)油氣田的2100多口生產(chǎn)井，完成了海洋油氣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)從跟跑?chē)?guó)際公司到與之并跑，再到領(lǐng)跑的“彎道超車(chē)”。

中國(guó)南海以油氣田“聚寶盆”著稱，但因同時(shí)聚集高溫高壓、深水、復(fù)雜斷塊三大世界級(jí)鉆完井技術(shù)難題，使多家知名外國(guó)公司在這片海域折戟沉沙?？蓜?shū)杰不信這個(gè)邪，他堅(jiān)信：“沒(méi)有翻不過(guò)去的山，也沒(méi)有跨不過(guò)去的河?！?/p>

為了跳好“在高溫高壓區(qū)域打井”這支刀尖上的舞蹈，劉書(shū)杰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一頭扎進(jìn)南海海域。他依托各級(jí)科研生產(chǎn)項(xiàng)目與工程實(shí)踐，對(duì)海洋淺層鉆井、高溫高壓井筒完整性等領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，首創(chuàng)了海洋淺層安全鉆井、井筒完整性等重大技術(shù)，在深水與高溫高壓鉆完井道路上邁出關(guān)鍵一步。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)漫漫長(zhǎng)夜的辛勤探索，屬于南海的奧秘終于被劉書(shū)杰發(fā)現(xiàn)，他創(chuàng)建的海上高溫高壓鉆完井設(shè)計(jì)技術(shù)體系，助力我國(guó)海上首個(gè)高溫高壓氣田群——東方13-2氣田群項(xiàng)目工期提前570 天，使該項(xiàng)目入選2020 年央企十大創(chuàng)新工程名單。

進(jìn)軍“超深水”

在海南陵水海域，從直升機(jī)上眺望，周遭一片湛藍(lán)，“深海一號(hào)”能源站如同一個(gè)超大型“巨無(wú)霸”矗立在藍(lán)海之上，十分奪目。2022 年4 月10 日，習(xí)近平總書(shū)記在海南考察，與“深海一號(hào)”作業(yè)平臺(tái)連線，令劉書(shū)杰等工程技術(shù)人員受到極大鼓舞。數(shù)年前，這片海域?qū)τ跓o(wú)數(shù)海油人來(lái)說(shuō)，還是一個(gè)充滿未知的神秘海域。

南海70%的油氣資源處在深水中，如果深水鉆完井作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)長(zhǎng)期依靠國(guó)外公司，我們就不能實(shí)現(xiàn)南海深水油氣資源自主勘探開(kāi)發(fā)，因此，“海洋深水淺層鉆井”這個(gè)世界級(jí)技術(shù)難題便是劉書(shū)杰所要征服的第二座“珠峰”。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立科研聯(lián)合體，通過(guò)多年的“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合攻關(guān)，形成深水探井鉆井設(shè)計(jì)、淺層鉆井工藝及設(shè)備、鉆井液和水泥漿、隔水管及井口系統(tǒng)、深水測(cè)試工藝等共計(jì)五大系列、80 余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，并通過(guò)43 項(xiàng)技術(shù)測(cè)試、21 項(xiàng)性能優(yōu)化以及29 項(xiàng)整改，完成了國(guó)產(chǎn)深水采氣樹(shù)出海服役達(dá)標(biāo)測(cè)試，使我國(guó)海洋石油勘探開(kāi)發(fā)能力有了質(zhì)的飛躍。

同時(shí)，作為中國(guó)首個(gè)自營(yíng)深水氣田“深海一號(hào)”超深水大氣田鉆完井作業(yè)總指揮及鉆完井工程總工程師，劉書(shū)杰密切關(guān)注作業(yè)動(dòng)態(tài)，不放過(guò)任何施工細(xì)節(jié)。在11 口超深水井鉆井作業(yè)中，他親自督戰(zhàn)，幾天幾夜沒(méi)有睡覺(jué)，最終使項(xiàng)目工期提前305 天，節(jié)約投資13.8 億元，降本314%，產(chǎn)能提高22.3%，從設(shè)計(jì)到施工，從理論到實(shí)踐，完全實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)，為大國(guó)重器的誕生按下快進(jìn)鍵。

2021 年6 月25 日，備受世界矚目的中國(guó)首個(gè)1500米自營(yíng)深水氣田“深海一號(hào)”超深水大氣田成功投產(chǎn)，標(biāo)志著中國(guó)海油緊握“國(guó)際深水油氣開(kāi)發(fā)”領(lǐng)域的入場(chǎng)券，進(jìn)軍超深水。

向著更深的海域邁進(jìn)

面對(duì)取得的優(yōu)異成績(jī)，劉書(shū)杰未曾停歇片刻。在海南省澄邁縣一處鉆完井設(shè)備存放廠區(qū)，劉書(shū)杰指著一臺(tái)3 米多高的水下采油樹(shù)說(shuō)：“這是完全自主國(guó)產(chǎn)化鉆完井最核心的部件，海底采集到的天然氣經(jīng)過(guò)它再輸送到管道，缺少它，就采集不了。”這臺(tái)設(shè)備從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)到制作，再到多次測(cè)試終能使用，劉書(shū)杰無(wú)不親力親為。他笑著說(shuō)：“這個(gè)‘鐵疙瘩’身上至少有2600 個(gè)零件，除了要經(jīng)受海上極端天氣的考驗(yàn)，每個(gè)零件還要經(jīng)受500 米水壓壓強(qiáng)。”

劉書(shū)杰說(shuō)，水下采油樹(shù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)，是我國(guó)邁入深水自主開(kāi)發(fā)的重要一步。“我們將核心技術(shù)牢牢掌握在了自己手中?！眲?shū)杰率團(tuán)嘔心瀝血，經(jīng)過(guò)一系列刻苦研究與測(cè)試，團(tuán)隊(duì)突破了高壓密封、防腐、精密加工、深水濕式電氣連接等多處技術(shù)難題，掌握了水下采油樹(shù)總體方案設(shè)計(jì)、安裝工藝及配套工具設(shè)計(jì)、制造與檢驗(yàn)技術(shù)、工程配套服務(wù)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。2022 年5 月11 日5 時(shí)，“南 海 七 號(hào)”鉆 井 平 臺(tái) 水 下 設(shè) 備操作室內(nèi)，燈火通明，劉書(shū)杰與技術(shù)人員緊盯監(jiān)控屏幕，目送水下機(jī)器人順利解鎖采油樹(shù)送入工具。

從事鉆完井技術(shù)研究和管理三十多年，劉書(shū)杰統(tǒng)領(lǐng)中海油研究總院鉆完井設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)完成國(guó)內(nèi)前期研究233 項(xiàng)、海外技術(shù)支持188 項(xiàng)，設(shè)計(jì)鉆完井投資2826億元，通過(guò)在海洋淺層鉆井、深水、高溫高壓等領(lǐng)域取得的科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)方案源頭降本超230 億元，系統(tǒng)構(gòu)建了中國(guó)海油海上油氣田前期研究鉆采技術(shù)體系。在劉書(shū)杰的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)先后開(kāi)展了水下井口、水下采氣樹(shù)、水下應(yīng)急封井器、鉆完井廢棄物處置、水下多功能管匯等關(guān)鍵裝備和技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)，創(chuàng)建和突破了這一開(kāi)發(fā)海洋油氣資源的重要技術(shù)裝備深水生產(chǎn)系統(tǒng)。

眼下，劉書(shū)杰再次投入高溫高壓氣田陵水25-1中。與“深海一號(hào)”大氣田開(kāi)發(fā)建設(shè)一樣，陵水25-1氣田同樣是中國(guó)海油建設(shè)南海萬(wàn)億大氣區(qū)，支持海南自貿(mào)港建設(shè)的重要“落子”。以實(shí)現(xiàn)“南海萬(wàn)億大氣區(qū)”為目標(biāo)，劉書(shū)杰將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)朝著更深的海域邁進(jìn)。