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因为爱恋,所以匠心常运

——新疆油田奉献能源、报效祖国系列报告文学之三
作者:   时间:2019-09-30   来源:新疆石油报

新疆油田已经从全国范围内率先建成的数字油田向着智慧油田迈进。(据本报资料图)

(据本报资料图) 20世纪60年代,各个基层单位都自发组织了技术学习小组、攻关小组等技术业务学习组织,“传帮带”“比学赶帮超”蔚然成风。

    ●刘亚峰

    从工作态度的角度进行分类,工作者分为两类:“要我干”和“我要干”。

    抱着“要我干”态度的人,不大可能对事业发展产生多少动力,他们的主要贡献是不拖团队和群体的后腿。

    大到一个国家、小到一个企业,所有的发展动力几乎全部来自于秉承“我要干”态度的人。

    所以说,团队和群体中,主动做事的人越多,发展的动力就越强大。

    那么,主动做事的人,“我要干”的动力来自哪里呢?

    辩证唯物主义告诉我们,无非是外因和内因在起作用。具体到这个问题上,外因是这个人所在团队和群体的物质鼓励和精神鼓励;内因是这个人在主动做事的过程中收获了成就感和价值感。

    而起决定性作用的,一定是内因。

    梳理新疆油田六十多年来无数创造性成果的背景,有一个共同点:这些当事人在主动创造的过程中,都会因为自己的劳动创造可以促进国家的发展进步而感到自豪。

    这不就是最大的内因动力吗?

    都说科技进步是“懒人”推动的。其实,科技进步的另外一类推动者是“财迷”——他们始终在考虑用尽量少的资源,获取尽量多的产品和尽量好的效果。

    技术水平的提升可以大幅度降低材料成本

    2000年,莫北油田要正式开发了。换句话说,就是要大规模上钻以开发地下油藏为目的的油井。

    在油田开发工作当中,需要投资最大的工作,就是钻井。

    “能不能通过科技手段在钻井费用上做做文章,如果单井钻井成本可以降低,进而把这种技术推广的话,那么,整体的油气开发费用就会大幅度下降。”

    考虑这个问题的是勘探开发研究院勘探研究所副所长徐显广。

    他要“砍”的,是钻井过程中的“钢铁大户”——套管。

    打出了井眼之后,原本完整的地壳就出现了一个洞。地壳是不断运动着的,所以,这些洞是不稳固的,如果没有一个东西把井眼支撑住,那么,用不了多久,这些洞就要被大地自己填埋掉。

    这就是钻井之后必须下套管的主要原因之一。

    一般来说,一口3000米至4000米的中深井要下三层套管:表层套管、技术套管和完井套管。

    表层套管主要是为了固定住地面附近松软的沙土,一般是100米到300米的长度,对钢材的要求不高,整体费用比较低。

    完井套管是为了保护油层、为实施后续采油作业创造稳定的环境条件,虽然钢材要求比较高,但尺寸小,再加上尾管悬挂技术(只封堵油气层部分的井段)的普及,总体金额也不是很高。

    要说管材直径较大、钢材质量要求最高、投入成本最大的,就是技术套管了。

    那时,国产的套管还不能广泛地使用在国内深井钻井工作当中——钢材的强度、韧度、抗压能力、抗拉能力还达不到现场需要。每一根套管上,都印着“MADE IN JAPEN” 或者“MADE IN GERMANY”。

    徐显广就打算在莫北油田搞一把——不下技术套管。

    如果真这么搞,也就意味着从三百米深的地层一直到四千米左右完钻之前,三四千米的井眼要一直处于“裸眼”状态。

    这种状态的时间,要持续数月,没有过硬的井壁稳定技术是不敢想象的。

    但他之所以敢这么干,是因为自己是搞钻井工程设计出身的,他太了解新疆石油管理局钻井技术进步的情况了。

    简化他的思路,其实就是“用作为软件的钻井技术来替代作为硬件的套管”。

    “在莫北油田实现钻井不下技套,是有潜在的科技支撑力量的。”徐显广分析,“要做到这一点,有两个关键点:一是需要一个合理的井身设计;二是需要过硬的泥浆技术。”

    首要的保证是人才。他的同事戎克生,在钻井技术服务现场历练了多年,又在室内搞了几年的设计工作。在1999年,就对即将全面开发的莫北油田有了深入的研究——哪个井段易垮塌、哪个井段易漏、哪个井段容易卡钻……

    这些是必须面对而且要在设计方案中就能解决了的问题。

    专业的技术性叙述是枯燥而艰深的。我们只需要知道:在“不下技套”这场战役中,徐显广是战略制定者,戎克生是战术制定者。

    那么,具体的战斗怎么打?

    那就要看现场指挥员了——战法制定和实施者。他们是钻井工艺研究院工艺五所的工程师们。

    没有了套管,而井壁必须足够结实。这就需要泥浆性能过硬,把裸露的地层稳定住几个月。

    井壁是因为什么不稳定的呢?

    有两个原因:一是物理作用。比如地壳的运动。这可以用合适的泥浆密度来对付。戎克生在做这个事情。

    二是化学作用。地层中的粘土矿物吸收了泥浆中的水分,就会膨胀、松软、垮塌。

    这就需要泥浆有很强的抑制能力——让这些粘土矿物尽量少的吸水。

    “这么长的裸眼,这么长的浸泡时间,现有的泥浆体系是不足以抑制住的。必须要专门研制新的泥浆体系。”

    工艺五所副所长黄治中把研制新泥浆体系的任务交给了工程师石磊。

    石磊更加“贪婪”:“打开发井,就是向地层要产量的。这套新泥浆体系,不但要保证很强的抑制性,还要完成一项任务——保护油气层。”

    他之所以在接到任务就定这个目标,并非头脑发热——

    从1995年到1999年,石磊一直是《准噶尔盆地南缘地区钻井液技术研究》课题的负责人之一。

    南缘钻井的难点之一,就是地层不稳定,其程度要甚于莫北油田很多。

    而通过5年的研究,南缘的项目取得了不小的进步,虽然不能说可以从根本上解决南缘的地层不稳定问题,但至少是有了很大的成果。“把它针对性地做个配方出来,对付莫北,问题不大。”

    石磊的这个“针对性”,其实就是他瞄了好久的“甲酸钾”。

    它和氯化钠一样,都属于盐类。喜爱烹调的家庭主妇尝试过用盐水和面蒸馒头吗?

    别说蒸了,光和面都和不到一起——因为盐有抑制性。

    而甲酸钾的抑制性比氯化钠强得多。

    很快,莫北油田,也是克拉玛依所属的各个油田当中第一口使用甲酸盐—石灰基泥浆的井——莫北5022井开钻了。

    这口井由钻井公司45205队承钻,设计井深3940米。进行泥浆技术服务的,是工艺五所副所长马世昌。

    石磊虽然搞了室内部分的研究,但也需要经过现场的实践和调整。所以,钻研院决定让老马上——他搞了将近二十年的现场技术服务工作,经验丰富。

    其实,马世昌没有过人的高招儿,按他的话说:“搞泥浆水平高不高,主要是看责任心强不强。”

    因为是第一口试验井,他除了吃饭和睡觉,几乎全都泡在泥浆罐上,蹲在振动筛前面分析返出的岩屑情况,随时调整泥浆性能。

    他把这口井的处理过程,全部记录并整理成了可操作行很强的经验,留给以后使用这种泥浆的工程师。

    三个月之后,4项莫北开发钻井的纪录诞生了——

    莫北5022井在莫北地区钻井施工工期最短、全井无复杂情况和事故、井身质量最好、电测一次成功。

    紧接着,第一轮4口不下技套的试验井全部完钻。这4口井平均机械钻速提高了25%以上,单井提前投产10天以上,每口井节约直接钻井投资217.5万元,平均每米钻井成本减少550.6元。

    2001年11月,莫北油田60万立方米原油处理站站投产,这标志着莫北油田开始正式向市场输送商品原油。

1958年6月,钻井技术人员正在根据钻头工况判断地层情况。本报通讯员 丁渡舟 摄

“大国工匠”谭文波。 本报通讯员 王鑫 摄

2015年,采油一厂车排子作业区车2中心站中控室大屏幕前,参观人员可以直接观看到油井生产实况。本报通讯员 白洋 摄

    从2000年到2002年,在莫北油田两年多的开发会战期间,共有111口不下技套井钻井全部取得成功,单井每米成本下降535.3元,单井钻井成本减少了211.45万元,累计节约钻井投资3.3亿元。

    这是一项开创性的技术。到今天,不下技术套管的钻井技术,在新疆油田所属的各个油区乃至国内其他油田当中,已经成为了一项常规技术,大部分钻井队自己就能够熟练使用了。

    按照既有的标准,尽了最大的努力,应该算是尽职尽责了。但是,他们不满足,他们认为突破标准还能有更好的结果。于是,“有害物”大逆转成了“宝贝”。

    环烷基稠油从“愁油”到“稀土”的蝶变

    1985年9月12日,新疆稠油加工技术座谈会正在进行。

    “勘探和开发的难关都突破了。现在该轮到你们了——用这种还不知道能干什么用的‘愁油’炼出‘能用的油’!”

    新疆石油局副局长宋世权的这番话,已经成了命令。尽管连在座的北京石油化工科学研究院院长芦成锹和总工程师陈之光对这种原油的炼制工艺也都没有更深的研究。

    与世界上绝大多数石蜡基稠油的类型不同,包括风城超稠油在内的准噶尔盆地西北缘的稠油全部都是环烷基稠油——富含环烷酸、钙含量很高。这几种物质不去除,就无法达到炼出“能用的油”的要求——

    环烷酸对炼油设备有很强的腐蚀性;钙等重金属会在催化裂化过程中导致催化剂失活。

    葛听根是克拉玛依炼油厂主管科研的副厂长。缺少理论指导、没有经验借鉴,他只能带着一帮年轻的科研人员泡实验室,钻炼制装置。

    1988年11月,第一批环烷基稠油进炼塔试验。

    可是,两个多星期之后,炼塔内部的构件全部被腐蚀、管线闸门连接处到处刺漏……

    都是环烷酸腐蚀惹的祸。

    “哪谈得上生产呀,修装置都来不及。”攻关组的郭东升摇摇头很无奈。

    原油的问题解决不了,就在设备自我防护方面做文章。

    大家用在装置内部加防腐层的办法延长设备的开工周期,从半个月、一个月修一次设备,延长到半年一年修一次——环烷基稠油可以规模化、工业化炼制了。

    然而,来自原料的根本性问题解决不了,生产规模就上不去。别说给国内客户提供了,就连克拉玛依自己都不够用。

    于是就在这一年,克炼厂成立了重油加工研究所——一个专门对付稠油的研究机构。

    年轻人杨建湘参与其中。

    在日复一日枯燥的实验中,一个奇怪的现象出现了——

    如果把环烷基稠油中那令人发愁的环烷基团去除以后,油品的低温性、抗老化性就降低了;不去除反而要好得多。

    还有一个特殊现象——

    相关科技规范规定:炼制沥青(用原油炼出的沥青)的密度要大于等于1.0,否则为不合格产品。

    可是,不管杨建湘他们怎么整,用环烷基稠油炼出的沥青,密度就在0.98—0.99之间徘徊。

    但这沥青的延展性、抗温性都比密度为1.0以上的沥青好得多。

    而修筑高速公路、机场跑道所用的高等级沥青,最看重的就是这两个性能。

    “这环烷基团到底是敌人还是朋友?”这个问号逐渐在杨建湘脑中变为了叹号:“是朋友!”

    这种稠油不适合生产汽轮机油、内燃机油等油品,但生产润滑油、变压器油、橡胶油、沥青等油品却有着无与伦比的优势。

    由此,葛听根确定了后来的克拉玛依石化公司的发展方向——让“愁油”变成具有特色的优质“酬油”。

    如果要扬环烷基之长,在技术上,就要采取“加氢工艺”。

    葛听根从德国引进了两套二手的加氢制氢装置。已经更名为克拉玛依石化厂的这个企业,从20世纪90年代初开始,每年能够加工80—100万吨的环烷基稠油产品了:沥青、低凝柴油和润滑油。

    可是,钙的问题依然困扰着克石化人。

    原油脱钙是一个国际性难题。20世纪90年代,国内工业装置的脱钙率一般在30—50%。

    这时,重油加工研究所已经更名为炼油化工研究院。

    在炼化院院长罗来龙的带领下,炼化院把“脱钙”定为一个重要的技术课题开始攻关。

    3年之后,一个在世界范围内技术领先的“循环脱钙集成技术”使脱钙率达到了80%以上。

    在2004年苏丹“喀土穆炼油公司的脱钙技术”招标中,克石化公司击败了中外所有竞争者,一举夺标。脱钙成本仅为对手的40%,脱钙率高达90%。

    从这时起,环烷基稠油——这种以前人见人愁的“稠油”被赋予了一个新的外号——“石油中的稀土”。

    因为除去它在民生日化方面的优异性不说,在关系到国家基础设施建设和国防安全、航空航天领域方面,以克拉玛依环烷基稠油为原理的产品的作用是难以替代的——

    960万平方公里的土地上经常断电是无法想象的,而供电系统中的 “命门”就是变压器。保证变压器在高山、沙漠、雨林等各种复杂环境中长期正常工作的关键,就是变压器油。

    中国乃至亚洲最大的几个变压器厂从20世纪90年代中期开始,都在使用克石化的变压器油。

    新世纪以来,国防科工委和某航天发射基地的人员频繁来到克石化。在这里能透露的是:祖国的国防和航空航天事业需要克石化做贡献,需要克拉玛依的环烷基稠油。

    天然具备家国情怀的中国科技工作者都有一种无须言说的追求,希望通过自己的努力,能让中国的科技水平领先全世界。这种追求,不仅仅是国家尖端科技人员的追求,也渗透到毛细血管般的、具体的岗位和创新人心中。

    试油工谭文波的世界首创

    完钻的探井和评价井能产多少油气?需要一个关键环节——油井测试,简称“试油”。

    在试油作业过程中,需要把已经钻穿的油气层一个个的封闭起来,准确测出每个目的层的油气产量。

    用来封闭地层的工具叫“桥塞”。它相当于瓶盖的作用,不能漏。而桥塞会不会漏,取决于把桥塞“拧”得紧不紧、“瓶盖”和“瓶口”封闭得严不严。

    这个“拧”桥塞的东西叫做“桥塞座封工具”。

    在2013年之前,新疆油田使用的地层座封工具基本依靠从西方发达国家进口——因为在动辄四千米以上的深井中的地层压力和地层温度环境下,国产座封工具的质量达不到技术要求。

    技术上受制于人,价格谈判上就难以主动——这让试油公司工具工谭文波心里非常不爽。

    他不爽的另一个原因是:世界上所有的桥塞座封工具都是靠火药爆炸产生动力,无论从哪个角度来说,都存在着安全隐患。

    技术自主和保证安全,这两个原因让谭文波产生了自主研发电动桥塞座封工具的念头。

    这项攻关的技术关键点是:要在体积为棒球大小的球型空间中,依靠电力瞬间产生30吨的冲击力。

    科技创新没有捷径,一切成果都是依靠一条条不断错误、不断修正的思路和一次次不断失败、不断改进的实验得来的。

    他在车间的角落里支了一张小床,拎来了电饭煲和一大堆榨菜。三个多月后,第一个试验品被谭文波手工焊制出来。

    该测试了——能不能在瞬间产生出那30吨冲击力?

    如果冲击力不够还好,接着改进;如果冲击力过大或者压力传递流体发生泄漏,那么谭文波就是站在一颗自己制造的炸弹旁边,不用说如弹片一般的金属碎片了,单就是产生的冲击波也会置人于死地。

    他特意把测试日期选在了一个周末——车间没有人,如果发生爆炸,不会伤及他人。

    测试之前,谭文波在自己的手机上按下“120”之后交给门卫:“离开车间100米之外隐蔽起来,如果测试失败,就赶紧拨这个电话!”

    一切安排妥当后,谭文波启动了装置。

    压力一点点增加,时间仿佛凝固了,谭文波紧盯着压力表,额头渗出了汗珠。

    30兆帕,50兆帕,70兆帕……

    当压力达到80兆帕时,装置仍安然无恙!

    2013年6月1日进行现场试验,地面仪表显示:桥塞在没有火药动力、完全依靠安全的电力驱动下座封成功——是一举成功!

    谭文波的这项发明,是世界地层封闭技术的一次革命。

    今日之世界,国际竞争日趋激烈,哪个国家的科技水平高,哪个国家的发展空间就大——这就是现实。

    在这种情况下,“科技报国”的价值就愈发凸显,因为这是一种能够直接提高综合国力的行为。这是一种更为深刻的爱恋,就如同将金黄的稻谷装入家里的粮仓!

    (文中所述人物的职务为时任职务)

 

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