探碧波千里 驅深?！皻恺垺?br/>——記中國海洋石油南海西部石油管理局總工程師李中

本刊記者 吳 彪 呂騰波

20世紀80年代，眾多國際知名石油公司斥巨資在中國南海鉆探10余口深井，并由此斷言“高溫高壓海洋石油氣無法游離成藏”。而后，仍有一代代石油人懷揣著“南海夢”砥礪行進，不負家國重托，終將夢想照入現實。

盡管人類開采石油與天然氣的活動最初由大陸開始，但從19世紀末，美國加利福尼亞海邊鉆出第一口海上油井之后，勘探海中“氣龍”便成為世界各國的頻發動作。

時代發展推進了測試作業和鉆井技術的革新速度。而在我國，海洋油氣工程的系列研究均起步較晚，粗略算下來也不過60余年：1957年，因漁民反映海面有油苗漂浮，南海西部的油氣地質勘探逐漸開始；1966年，我國第一座鉆井平臺于渤海順利建成；1967年，第一口勘探井喜噴原油……塵封多年，中國海洋油氣工業的序幕緩緩拉開，中國海洋石油人自此逐風破浪，于跌宕起伏的發展中劈出一條跟隨、創新、引領之路。

作為從事海洋油氣鉆完井研究的佼佼者，身為解決多項高溫高壓和深水測試作業世界性難題的團隊領頭人，李中用20多年的時間促成了高溫高壓鉆井關鍵技術、井筒完整性技術、安全控制技術和鉆完井提質增效技術四大國際級首創成果。對他和他領銜的“南海高溫高壓鉆完井關鍵技術及工業化應用”項目團隊來說，2017年度國家科學技術進步獎一等獎的表彰固然可喜，但最為珍貴的還是將中國海洋油氣鉆完井技術研究推上了一個新臺階，達到了一個就經濟產值、環保效益、施工人員人身安全保障而言，他人無法企及的高度。而李中和他的團隊，也為國際高難度海洋油氣工程開發、建設豎起了一支引領世界水平的標桿！

史無前例 難上加難

海洋蘊含著全球70%以上的油氣資源。步入21世紀以來，全球的油氣發現有近一半源自深海。而在中國南海，當珠江口盆地首次出現一口日產295.7立方米的高產油井，當原油從離海底2000多米的地層深處噴涌而出，它也一改往日低調，被國外專家一致視作“可能成為另一個波斯灣或北海油田”的海域。

但向前推進10年，境況卻完全不同。位于歐亞、太平洋和印澳板塊的交匯之地，中國南海除了目前已知的油氣儲量誘人，還同美國墨西哥灣、英國北海并稱為全球三大海上高溫高壓海區。且相比其他兩個區域，中國南海的溫度、壓力更高，勘探開采任務更為艱巨?！皬牡厍虻陌鍓K角度來講，中國南海地處應力的集中區，地質狀況極為復雜，地層最高溫度接近250℃，壓力系數也可能達到2.4?！崩钪腥绱苏f道。

最高溫249℃、最高壓力系數2.38，這是最新鉆井資料給出的結果。并且，原國土資源部《全國油氣資源動態評價》數據顯示，中國南海高溫高壓區域蘊藏著近15萬億立方米的天然氣，約占中國南?？傎Y源量的三分之一。這也間接說明了想要海中尋寶并不是一件容易的事。“所有的數據是地質人員根據南海高溫高壓區域的地質構造、沉積特征等分析研究后預估出來的。”李中指出，“是否真的成藏，規模多大，具體在哪里，必須鉆井證實。”

項目團隊獲國家科學技術進步獎

1978年3月，國家作出海洋石油對外開放的戰略決策，吸引了大批國際巨頭公司入駐中國南海，海洋對外合作由此迅速轉入實施階段。1982年1月，國務院頒布《中華人民共和國對外合作開采海洋石油資源條例》，規定“對外合作海洋石油資源的業務，統一由中國海洋石油總公司全面負責”。

然而，在高溫高壓海域鉆井，風險高、成本高、失敗率更高，加之中國南海海域臺風頻繁，地層高含CO2，實際作業的難度可想而知。前期鉆探的15口高溫高壓井，投入近50億美元的財力，結果卻讓人大跌眼鏡——全部國際企業鎩羽而歸，陸續撤出這片被論斷為“高溫高壓海洋石油氣無法游離成藏”的海域。

中國南海高溫高壓區天然氣勘探由此成為行業公認的世界級難題。

靶向狙擊 深耕不輟

值得一提的是，雖受制于技術，國外專家過早地給中國南海油氣成藏判下死刑，但中國海洋石油人對于“南海夢”的堅持和追求并未受到影響。

“儲量是石油公司發展的基礎，在擁有勘探權益的區域找到盡可能多的油氣，是勘探從業者的職責。不管南海高溫高壓區的天然氣勘探有多難，我們都會努力突破。”1994年，剛剛加入中國海洋石油集團有限公司湛江分公司的李中，應國家需求、受行業前輩感召，開啟了新一輪的海上求索之路。

“經過第一輪對外合作，國內鉆井裝備基本實現跟進，基礎研究隊伍和作業隊伍也隨之組建起來。另外在合作期間，國內面向鉆井工藝的技術、程序、方法也有了進一步的提升。”在李中看來，國外企業紛紛撤出中國南?？碧綑嘁?，看似陷入了僵局，但對中國本土海洋石油人而言，是挑戰也是機遇?！拔覀儾粩嘧聊ァ⒎此?，問題到底出在哪里。最后發現制約勘探的最主要原因，其實還是鉆井工藝?！崩钪兄赋?，自1984年首次在中國南海鶯瓊盆地鉆高溫高壓探井以來，一直鮮有儲量發現的一個重要原因就是鉆井技術不夠先進，而高溫高壓的環境要求鉆井裝備具有較強的抗高溫高壓及密封性能。

參加2017年度國家科學技術獎勵大會

為此，以李中為代表的中國海洋石油集團有限公司湛江分公司依托原國家“863”計劃、國家重大專項及“十二五”規劃等，聯合中海油研究總院、中海油田服務股份有限公司、中國石油大學（北京)、中海油能源發展股份有限公司、長江大學、西南石油大學、中國石油大學（華東)、深圳新速通石油工具有限公司等十幾家高新技術單位，歷經20余年攻關研發集成了一系列針對南海鶯瓊盆地高溫高壓區域的、具有自主知識產權的鉆完井技術體系。利用該體系中針對高溫高壓鉆井安全性、井筒完整性和鉆完井的提質增效等問題的四大關鍵技術，他們成功解決了南海鶯瓊盆地高溫高壓領域鉆完井的世界性難題，建成了國內首個海上高溫高壓氣田。

在填補國內領域空白之際，李中項目團隊還發現了5個大中型氣田，實現直接經濟效益近200億元，快速促成了我國邁入海上高溫高壓天然氣鉆完井技術領域的國際先進行列 。

技術在宇 信念于心

2010年，南海鶯瓊盆地中深層步入了勘探的“春天”。

短短兩年時間，東方13-1、東方13-2相繼被發現，而陵水、樂東系列油氣田也在緊隨的幾年內加入待開發行列。一時間，國內外媒體將鏡頭迅速聚焦南海鶯瓊盆地，紛紛加入跟蹤報道之列。

被世界的目光鎖定，李中和一大批技術人員齊心協力，撬動聳立在高溫高壓鉆井技術面前的大山?！霸诟邷馗邏簠^域鉆井，主要難在作業安全與成本兩方面?！崩钪兄赋觯邷馗邏簩︺@具、鉆井液、固井水泥漿的性能以及作業方案、人員能力等都提出很大挑戰，作業時極易誘發井壁失穩、漏失、井噴甚至船毀人亡等事故。鉆井成本很高，動輒數億元。

“從20世紀90年代中期開始，我們陸續將測試、鉆井工作攬過來自行摸索。過程中交了不少‘學費’，但經過十幾年的沉淀，技術體系建起來了，也成功發現幾個高溫高壓油氣田。”李中回憶道。

長久以來，南海海域高壓成因復雜，鉆前壓力預測并不準確，直接導致井身結構設計無法“量體裁衣”。與此同時，工程作業時地層壓力窗口狹窄、控制難度高，極易造成溢流井漏甚至井噴?！笆艿貙痈吆緾O2腐蝕影響，固井質量差，井筒泄漏風險及環空帶壓比例高，一不小心可能給鉆井平臺造成毀滅性的災難。并且探井完鉆，即使發現良好油氣顯示，也因海上平臺空間狹小，又受臺風、天然氣水合物、沖蝕、震動等影響，測試作業風險高，成功率低。”在多家官方媒體的報道中，此類評述屢見不鮮。

“鶯瓊盆地壓力系數為2.38，相當于1.25萬噸的重物壓在1平方米的面積上?！崩钪斜硎荆啾瓤碧?，開發過程除了鉆完井難還需要應對氣藏高溫高壓及高含CO2等境況，這便使得開發材料與設備的抵抗性、密封性必須符合高標準。

在明確鉆井難點及要求之后，在分析前人的理論研究和實踐開發經驗之后，李中所在團隊克服重重阻礙，圓滿完成東方13-1、東方13-2、樂東10-1、樂東10-2等氣田的開發任務，保證了南海54口高溫高壓井的安全和高效鉆探；并在此過程中，基于超高溫高壓鉆井技術需求形成了數項安全控制技術、優質作業技術和高效作業技術，不但保障了工程人員的生命權益，還極大地降低了經濟成本、提升了作業效率。

四大技術 引領國際

在2018年中國海洋石油集團有限公司的科技工作報告會上，李中作為代表闡述了技術創新成果及成果轉化相關情況。隨著一張張幻燈片的切換，文字和數據所呈現的不再是單一的研究結論，而是實際生產可見的經濟指標優越性、應用系統1+1＞2的平臺效應。

“我們不是為了研究而研究”，李中對于技術落地解決國家油氣開采重大問題的初衷分外強調。而在勘探及鉆井作業中，因地質環境多變所致，沒有任何兩個油氣工程開發是完全相似的。每一次作業除了面對高溫高壓、高CO2等問題，還需應對接連出現的各種新施工阻礙。因此，經過幾十年技術累積，具有海、陸油氣工程作業廣泛應用價值的四大首創先進技術體系格外復雜、引人注目。

在海上高溫高壓井安全鉆井技術方面，李中率團隊基于理論層面認識，首創了多源壓力成因的高壓地層孔隙壓力預測技術和雙向動態循環井身結構設計技術，建立了耦合溫度作用的地層破裂壓力和坍塌壓力計算模型?！跋啾葌鹘y三壓力剖面預測精度、井身結構設計，我們把預測精度由70%提高到95%。常規的7層井身結構也被優化為5層?！崩钪斜硎荆@井之于壓力預測的精準度要求十分嚴格，分毫之差帶來的極有可能是一場人財兩失的災難。為了能夠出拳準打“氣老虎”，他們開發了高溫高壓窄壓力窗口下井筒壓力場精確計算、ECD精準控制及水平井井控技術，利用構建的海上高溫高壓安全鉆井技術，將井漏、溢流等事故造成的井眼報廢率由30%降低至0。

與此同時，作為一項綜合運用技術、操作和組織管理的油氣田開發解決方案，井筒完整性對在全生命周期內，降低油氣井地層流體不可控泄漏風險具有重要作用。它是目前國際油公司普遍采用的管理方式，通過測試、監控、風險評估、管理制度等形式達到預防和減少油氣井事故的目的。高溫高壓高含CO2氣井井筒完整性技術，是李中及其團隊為實現油氣井安全生產程序化、標準化和科學化目標，針對南海惡劣的作業環境自主研發的一項卓越技術體系?！盎诜且巹t顆粒級配理念和發明的實驗評價裝置，我們自主研發了‘五防’‘自修復’固井水泥漿體系，發明了復雜多相流體腐蝕評價裝置，創建了CO2分壓27.9MPa條件下組合防腐技術……”在2017年度國家科學技術進步獎一等獎的項目申請書中，一項項創新技術被展出。而這些文字背后則關乎著國家油氣開采的財政投入、深水測試作業的時間耗費，以及海上作業人員的生命安全權益。構建完成的全壽命6級屏障井筒完整性技術，實現了高溫高壓氣田生產期間環空“零”帶壓的突破。換言之，這些技術的應用可以使一口鉆探井節約1～2億元的資金，將原本幾個月的施工期大幅度縮短，并在一定程度上填補了國際該技術領域的長期空白。

李中說，前期大量基礎工程資料調研對于多項技術的發展具有保障作用，而徹底要將測試工作風險性降至最低，還需依靠完善成熟的安全測試體系?？紤]到高溫高壓、腐蝕磨損環境的特殊性，他建立了生產條件下雙封隔器密閉空間環空壓力計算模型，研制了生產管柱安全評價裝置。而后，運用創新的雙封隔器射孔生產聯作管柱工藝，以及自主研發的環空保護液自動補償系統，解決了海上臺風等極端工況及無人平臺的生產管柱安全難題。“經過20多年的研發，我們從生產實踐中總結經驗，推出了一套多節點檢測及全流程控制技術體系。”李中補充介紹，該套技術基于水合物、沖蝕、震動、熱輻射多因素條件下風險評估及生產安全控制模型建立，已成功應對20余次強臺風肆虐，完成了10余口高溫高壓井測試，實現了技術作業零事故。

現場辦公

從油氣田出產油氣的效率和品質考量，李中率領團隊還研制了塔式切削擴眼裝置，開發出導眼鉆進與多級擴眼一體化鉆井技術，形成了叢式井大尺寸井眼淺層鉆進、預斜、防碰三效一體的作業模式?；诟邷馗邏簵l件下巖石具有粘塑性等特征，新型鉆頭及提速工具能夠將鉆井速度提高350%，鉆完井液費用降低90%。據不完全統計，相比海外作業團隊，李中團隊利用相應技術在同一區域可將平均單井工期由176.29天縮短為47.93天，單井費用降低至1億元，為國家節省經濟資源數百億元。

隨著國家一帶一路倡議的推進，李中和他的團隊不再局限于帶動國內領域專業研究發展?！氨緛砦覀兊暮诵膱F隊有30多人，但經過分派統籌，大部分既懂管理又懂技術的精銳陸陸續續被‘借’出去了?！崩钪斜硎?，他們要“走出去”的不單是技術還有國際化的專業服務隊伍，現已同東南亞及中東地區、俄羅斯和南美墨西哥灣海域開展起頻繁的合作。

對于海洋石油人而言，鉆井作業一旦開始，晝夜不休地反復跟蹤、分析、評估幾乎是家常便飯。了解到如此龐大的作業量，媒體曾問李中：“如果有一次重新選擇的機會是否還會投身海上油氣研發領域？”他的回答是肯定的，是毫不猶豫的。在李中看來，人生的意義、個人的價值本就體現在勇于挑戰，而他更熱衷搏擊海浪，向獨一無二的難題發起進攻。