“企業(yè)是市場經(jīng)濟(jì)的主體，也應(yīng)成為技術(shù)創(chuàng)新的主體。”2018年1月8日， 國務(wù)院總理李克強(qiáng)在國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上這樣強(qiáng)調(diào)。
授獎(jiǎng)標(biāo)準(zhǔn)提升， 授獎(jiǎng)數(shù)量減少，卻依然斬獲6個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，在今年的獲獎(jiǎng)?wù)咧胁⒉欢嘁姟Ｗ鳛橐患移髽I(yè)，中國石化給出了自己的答案。
這一切與中國石化長年對科技工作的重視密不可分，公司始終堅(jiān)持“振興石化、科技先行”的方針，大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略，緊緊圍繞主業(yè)發(fā)展，完善科研體制，創(chuàng)新科研機(jī)制，堅(jiān)持開放創(chuàng)新，推進(jìn)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新。
當(dāng)前，中國特色社會(huì)主義已進(jìn)入新時(shí)代，這是科技創(chuàng)新地位和作用更加凸顯的時(shí)代。如何讓科技更多地造福人類，已成為新的時(shí)代發(fā)展課題。
中國石化“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)”項(xiàng)目獲科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)背后的故事或許能給我們一些啟示。
——編者
中國石化3項(xiàng)目獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)
1月8日上午，從國家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)傳來喜訊：在國家授獎(jiǎng)標(biāo)準(zhǔn)提高、授獎(jiǎng)數(shù)量減少的形勢下，中國石化此次仍斬獲6項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，其中科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
為行業(yè)發(fā)展注入新動(dòng)力
“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)”項(xiàng)目獲科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，由中國石化勘探分公司、江漢油田分公司、石油工程技術(shù)研究院、石油勘探開發(fā)研究院等19家單位共同完成。項(xiàng)目依靠自主創(chuàng)新，建成了我國首個(gè)國家級頁巖氣示范區(qū)，使中國成為繼美國、加拿大之后第三個(gè)完全掌握頁巖氣開發(fā)成套技術(shù)的國家,打破了國外技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)了中國頁巖氣領(lǐng)域的重大突破，實(shí)現(xiàn)了我國頁巖氣勘探開發(fā)從起步到引領(lǐng)的跨越，為我國頁巖氣勘探開發(fā)提供了可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)。
目前，涪陵頁巖氣田探明地質(zhì)儲(chǔ)量6008億方，已累計(jì)產(chǎn)氣突破150億方，其中2017年產(chǎn)氣60.04億方，日銷售頁巖氣最高達(dá)1670萬方，可滿足3340萬戶居民的生活用氣需求，成為“氣化長江帶”的重要資源基礎(chǔ)，對促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、緩解我國中東部地區(qū)天然氣市場供應(yīng)壓力，加快節(jié)能減排和大氣污染防治具有重要意義。
“高效甲醇制烯烴全流程技術(shù)(S-MTO)”獲科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，由中國石化上海石油化工研究院、工程建設(shè)有限公司、中原石油化工有限責(zé)任公司和北京燕山分公司共同完成。該項(xiàng)技術(shù)的成功開發(fā)使我國成為世界上第一個(gè)掌握自主知識產(chǎn)權(quán)全流程MTO技術(shù)的國家，實(shí)現(xiàn)了我國自主研發(fā)的甲醇制乙烯、丙烯全流程工藝技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，不但為煤化工發(fā)展提供了先進(jìn)、成套、可靠的技術(shù)支撐，而且為我國實(shí)施石油替代戰(zhàn)略開辟了一條新路。
“煤制油品/烯烴大型現(xiàn)代煤化工成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，由神華集團(tuán)有限責(zé)任公司牽頭，中國石化工程建設(shè)有限公司、中國石化洛陽工程有限公司、中國石化石油化工科學(xué)研究院等共同參與完成。該項(xiàng)目攻克了一系列世界性技術(shù)難題，整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
此外，由中國石化石油勘探開發(fā)研究院牽頭完成的“海相碳酸鹽巖縫洞型油藏精細(xì)描述、數(shù)值模擬及高效注水開發(fā)技術(shù)”、由中國石化撫順石油化工研究院牽頭完成的“烴類分子結(jié)構(gòu)導(dǎo)向轉(zhuǎn)化的化工原料高效生產(chǎn)技術(shù)”獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。由石油大學(xué)、中國石化金陵石化分公司共同完成的“提高輕油收率的深度延遲焦化技術(shù)”獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
這些獎(jiǎng)項(xiàng)不僅開創(chuàng)了一些領(lǐng)域的先河，而且為未來行業(yè)發(fā)展注入新動(dòng)力。
建成四大技術(shù)平臺(tái)
據(jù)國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)工作辦公室(簡稱獎(jiǎng)勵(lì)辦)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“近5年，自然科學(xué)獎(jiǎng)、技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)、科技進(jìn)步獎(jiǎng)三大獎(jiǎng)總數(shù)基本呈逐年減少趨勢，總數(shù)控制在300項(xiàng)以下。”2017年試行授獎(jiǎng)數(shù)量總額控制，將自然科學(xué)獎(jiǎng)數(shù)量控制在45項(xiàng)左右，技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)約為65項(xiàng)。在這樣的背景下，中國石化仍斬獲6項(xiàng)大獎(jiǎng)，實(shí)屬不易，豐碩的成果源于中國石化始終堅(jiān)持“振興石化、科技先行”的方針，大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略，緊緊圍繞主業(yè)發(fā)展，完善科研體制，創(chuàng)新科研機(jī)制，堅(jiān)持開放創(chuàng)新，推進(jìn)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新。
目前，中國石化共擁有8家直屬研究院、10家分院，形成“一個(gè)整體、四個(gè)平臺(tái)、統(tǒng)一計(jì)劃、集成開發(fā)”的科技創(chuàng)新體制，形成油氣勘探開發(fā)、石油煉制、石油化工、節(jié)能環(huán)保公用技術(shù)四大技術(shù)平臺(tái)，并建立了日益緊密的產(chǎn)銷研用、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合機(jī)制。
近年來中國石化創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，科技領(lǐng)域碩果累累。截至2017年底，中國石化累計(jì)榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)和科技進(jìn)步獎(jiǎng)446項(xiàng)，其中國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)1項(xiàng)、國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)75項(xiàng)、國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)370項(xiàng);累計(jì)獲專利獎(jiǎng)96項(xiàng)，其中金獎(jiǎng)19項(xiàng)，優(yōu)秀獎(jiǎng)77項(xiàng)。
中國石化科技人才輩出。2017年，兩年一度的院士增選公布結(jié)果，集團(tuán)公司總經(jīng)理戴厚良當(dāng)選中國工程院院士，中國石化科技部主任謝在庫當(dāng)選中國科學(xué)院院士。至此，中國石化共有中國工程院院士19人，中國科學(xué)院院士4人。2017年，國際編號為210292號的小行星正式命名為“馬永生星”，它以中國工程院院士、中國石化副總經(jīng)理馬永生的名字命名，這是一項(xiàng)國際性、永久性的崇高榮譽(yù)。
鍛造品牌 淬煉國之利器
1月8日，2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京隆重召開，中國石化“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)”項(xiàng)目榮獲2017年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目標(biāo)志著我國頁巖氣開發(fā)核心技術(shù)從成功走向成熟，走出了中國頁巖氣自主創(chuàng)新的發(fā)展之路。
從跟跑到引領(lǐng)，從引進(jìn)學(xué)習(xí)到自主探索，作為涪陵頁巖氣田最主要的石油工程技術(shù)服務(wù)商，中國石化石油工程公司(簡稱“石化油服”)經(jīng)過八年探索，立足服務(wù)重慶涪陵頁巖氣商業(yè)開發(fā)，形成頁巖氣勘探開發(fā)七大技術(shù)系列，實(shí)現(xiàn)了鉆完井、大型壓裂等七大領(lǐng)域的跨越，用科技創(chuàng)新強(qiáng)力支撐著涪陵頁巖氣勘探開發(fā)工程技術(shù)的發(fā)展。
八載光陰，石化油服用親手打造的工程技術(shù)利器喚醒了沉睡億年的“地下寶藏”。
“零”起點(diǎn)的技術(shù)革命
早晨七點(diǎn)，家住重慶涪陵珍溪鎮(zhèn)杉樹灣村的肖保國像往常一樣，擰開燃?xì)鉅t，開始做飯。2015年5月，他們村用上了從涪陵開采出的頁巖氣，改變了祖祖輩輩用柴火做飯的習(xí)慣。如今，涪陵頁巖氣田已累計(jì)供氣突破百億立方米，惠及長江沿線6省2市的上千家企業(yè)、2億多居民。
或許肖保國他們并不知曉，為了讓更多的人早日用上天然氣，中國石化高層在八年前就開始部署頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)的攻關(guān)。
2009年，美國憑借如火如荼的頁巖氣革命，以6240億立方米的產(chǎn)量首次超過俄羅斯，成為世界第一天然氣生產(chǎn)國。美國頁巖氣革命的成功，中國豐富的頁巖氣儲(chǔ)量，以及我國對天然氣的強(qiáng)勁需求，使得中國石化高層將目光投向頁巖氣勘探開發(fā)。
“如果把開采常規(guī)天然氣比作在靜脈中采血，那么開發(fā)頁巖氣就如同直接從毛細(xì)血管中采血。”中國石化鉆井技術(shù)專家劉汝山說，“這意味著它的獲取，必須要依靠石油工程技術(shù)的巨大突破”。
當(dāng)時(shí)，頁巖氣的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)裝備一直被國外公司控制，而國內(nèi)許多石油工程專家對頁巖氣的了解程度幾乎是“零”。中國石化測錄井技術(shù)專家廖勇回憶說：“當(dāng)時(shí)我們整個(gè)行業(yè)對它一無所知，我們第一次從領(lǐng)導(dǎo)口中聽到‘頁巖氣’這個(gè)詞，都不知道是什么樣的東西”。
盡管如此，中國石化高層深刻意識到，“中國作為一個(gè)頁巖氣大國，它和北美的頁巖氣開采條件有很大差異，如果沒有自己的技術(shù)，不走自主研發(fā)這條路，而是依靠外國公司、照搬國外技術(shù)，使用進(jìn)口裝備，將永遠(yuǎn)無法擺脫跟跑者之困、水土不服之困和開發(fā)成本之困”。
2009年，中國石化決定開展頁巖氣自有技術(shù)攻關(guān)，確立了《非常規(guī)水平井分級射孔工藝》等20多項(xiàng)科研先導(dǎo)項(xiàng)目，開始了長水平段鉆完井、大規(guī)模壓裂試氣等核心技術(shù)的攻關(guān)之路。
為了不再被外國公司“卡”脖子
“現(xiàn)在每次到焦石鎮(zhèn)，就想去焦頁42號平臺(tái)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、看看。”對于干了半輩子測錄井研發(fā)的廖勇而言，焦頁42號平臺(tái)意義非同尋常，“2014年8月25日，我們就是在這里第一次將國產(chǎn)橋塞及配套技術(shù)成功應(yīng)用于頁巖氣商業(yè)開采，完成了中國頁巖氣工程技術(shù)自主化的‘最后一塊拼圖’!”
由于頁巖氣大多以游離或吸附狀態(tài)存在于在頁巖層，為保證盡可能多地開采出頁巖氣，水平井長度通常在2000米左右，技術(shù)難度大增。最初，頁巖氣開采技術(shù)、裝備基本都依賴于進(jìn)口。
“記得2012年剛開始打頁巖氣水平井時(shí)，好多技術(shù)掌握不了、裝備造不出來，被外國公司卡著脖子要錢!”廖勇回憶，“找外國公司來服務(wù)，用牽引器測一口井要100萬!我們說100萬太貴。老外想了想說，那好，99萬!我們不得已簽下了99萬的屈辱之單!”
“什么是‘為美好生活加油’?”廖勇說，對當(dāng)時(shí)的他而言，只有一個(gè)理解：“依靠創(chuàng)新求獨(dú)立，盡可能多地降低開采成本。”
自主技術(shù)裝備的工業(yè)化應(yīng)用，可以使涪陵頁巖氣田開發(fā)綜合成本下降20%以上，而全程開采技術(shù)裝備的國產(chǎn)化才是我國頁巖氣實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的基礎(chǔ)。
為了不再被外國公司“卡”著脖子要錢，石化油服的專家們在外國公司全面實(shí)行技術(shù)封鎖、關(guān)鍵裝備只租不賣、技術(shù)服務(wù)完全保密的“圍攻”下，開啟了自主創(chuàng)新之路。
長水平段分段壓裂技術(shù)被稱為頁巖氣開采的“命門”，橋塞是用于分段壓裂的“分割器”，它既要能承受住井底的高溫高壓，又要容易被鉆頭鉆通以便氣體匯集，研發(fā)、制造難度極大。石化油服的技術(shù)專家們通過分析組成橋塞零部件的材料特性，經(jīng)歷成百上千的材料試驗(yàn)，最終找到適合的材料，設(shè)計(jì)出了科學(xué)有效的部件結(jié)構(gòu)。
如今的橋塞已經(jīng)升級迭代數(shù)次，成為達(dá)到世界先進(jìn)水平的關(guān)鍵設(shè)備。不僅攻克國產(chǎn)化難題，還大幅降低了開采成本。當(dāng)初廖勇負(fù)責(zé)的牽引器技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目，也從99萬人民幣一下降到54萬元。
2012年至2015年，石化油服相繼實(shí)現(xiàn)了頁巖氣鉆井、壓裂、測錄井技術(shù)的國產(chǎn)化道路，發(fā)明創(chuàng)造獲得專利授權(quán)104項(xiàng)。
2015年1月27日，美國埃克森美孚的一位專家在參觀涪陵頁巖氣田后，對以石化油服為代表的頁巖氣工程技術(shù)給出了這樣的評價(jià)：“中國石化川東南海相頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)是一流的，無論是水平井鉆井，還是分段壓裂試氣技術(shù)，都已經(jīng)走在世界前列。”
用“創(chuàng)新+”啃好“硬骨頭”
“如果說涪陵頁巖氣田一期開發(fā)像是在大快朵頤地吃肥肉，那么二期的開發(fā)就是在啃骨頭。”中國石化鉆井技術(shù)專家張良萬說。
2015年12月29日，中國石化宣布正式啟動(dòng)涪陵頁巖氣田二期50億方建設(shè)。當(dāng)石化油服的將士們準(zhǔn)備繼續(xù)一展拳腳時(shí)，挑戰(zhàn)接踵而來。
“如果說涪陵一期的地層像比較平整的紙張，那么二期的地層就像被折皺的紙，容易導(dǎo)致鉆進(jìn)過程中導(dǎo)向不準(zhǔn)，錯(cuò)過主力氣層。”張良萬形容道，“鉆頭每鉆進(jìn)1米，都是在走鋼絲”。
為卡準(zhǔn)地層，石化油服創(chuàng)新提出“定向+錄井+地質(zhì)導(dǎo)向”聯(lián)合工作模式，引導(dǎo)鉆頭在主力氣層中穿行。
2017年5月，焦頁182-4HF井因?yàn)檎也坏?ldquo;甜點(diǎn)區(qū)”，甲方準(zhǔn)備填井報(bào)廢。石化油服的工作人員建議調(diào)整方案，采用“定錄導(dǎo)一體”聯(lián)合工作模式繼續(xù)鉆探，成功穿越1500米主力氣層，為甲方節(jié)約人民幣2000萬元。目前，石化油服使用“定錄導(dǎo)一體”聯(lián)合工作模式，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層穿行率達(dá)到98.78%。
如果說“定錄導(dǎo)一體”聯(lián)合工作模式是“工程與地質(zhì)”結(jié)合的創(chuàng)新，那么“一趟鉆”技術(shù)則是“工程與機(jī)械”結(jié)合的創(chuàng)新。
針對長水平段鉆井施工中多次換鉆、費(fèi)時(shí)費(fèi)力成本高等難題，石化油服就“涪陵氣田1500米水平段一趟鉆鉆井關(guān)鍵技術(shù)研究”展開攻關(guān)，通過優(yōu)選國產(chǎn)高效工具、優(yōu)化鉆具組合、優(yōu)化鉆井液性能以及加大水平段防漏堵漏技術(shù)的研究，提高了鉆頭在不同層位、不同巖性之間穿行效率。運(yùn)用這些技術(shù)改進(jìn)成果，公司2017年在焦頁29-S2HF、焦頁84-1井實(shí)現(xiàn)了三開造斜段和水平段“一趟鉆”，節(jié)約幾十萬元。
“我們自主研發(fā)頁巖氣開采技術(shù)，不僅僅是為了打破國外壟斷，更重要的是降低開采成本，最終利國利民!我想這才是頁巖氣技術(shù)國產(chǎn)化的真正意義。”中國石化鉆井技術(shù)專家周世良說。
石化油服對頁巖氣技術(shù)體系的探索與實(shí)踐仍在繼續(xù)：在湖北宜昌，石化油服承建的中國地質(zhì)調(diào)查局鄂宜頁1HF井試氣獲高產(chǎn)頁巖氣流，實(shí)現(xiàn)了頁巖氣藏的重大發(fā)現(xiàn);在四川彭水，石化油服施工的隆頁1HF井試氣產(chǎn)量理想，實(shí)現(xiàn)了四川盆地頁巖氣勘探突破。
未來，石化油服仍將砥礪前行，挖掘更多的“地下寶藏”，推動(dòng)我國頁巖氣發(fā)展實(shí)現(xiàn)新跨越。
