油氣開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新的探索者
——記2023年度中國石化科技創(chuàng)新功勛獎獲得者計秉玉

本刊記者 閆坪卉 王一冰 程力沛

1月23日，記者來到石油勘探開發(fā)研究院（以下簡稱“石勘院”），走進(jìn)計秉玉辦公室時，他正伏案推演著一堆數(shù)學(xué)公式。旁邊的書桌上，擺放著厚厚的一摞書籍，其中有石油開發(fā)、數(shù)學(xué)、人工智能等內(nèi)容，書頁都已翻得卷邊。

2008年加入中國石化以來，計秉玉帶領(lǐng)石勘院團(tuán)隊創(chuàng)新復(fù)雜碳酸鹽巖油藏數(shù)值模擬技術(shù)，為我國海外項目的開展提供了有力支撐；牽頭二氧化碳非完全混相驅(qū)油數(shù)值模擬技術(shù)，在集團(tuán)公司二氧化碳驅(qū)潛力評價和試驗中得到重要應(yīng)用；帶領(lǐng)團(tuán)隊自主研發(fā)出國產(chǎn)化頁巖氣數(shù)值模擬軟件，為涪陵氣田等非常規(guī)氣田的增儲上產(chǎn)作出重要貢獻(xiàn)。

機(jī)緣巧合下與石油結(jié)緣，憑著一股牛勁兒攻克海外項目難題

說起成長，計秉玉拿出一本《石油地質(zhì)》，書頁已經(jīng)泛黃。“我最開始的專業(yè)是水文地質(zhì)。”計秉玉說，“當(dāng)年，學(xué)完這本書給了我干好石油這個新領(lǐng)域的信心。”

從一個籍籍無名、專業(yè)不對口的學(xué)生，到業(yè)內(nèi)認(rèn)可、不斷突破的石油專家，實現(xiàn)這樣的跨越，離不開計秉玉超強(qiáng)的自學(xué)能力和一股子“干什么就要干好”的牛勁兒。

1963年，計秉玉出生在吉林省松原市長嶺縣農(nóng)村，位置十分偏僻，“上學(xué)都要走5里路”，學(xué)校的師資力量更是十分薄弱，“上過高一的人就可以教高一”“和數(shù)學(xué)老師一起學(xué)數(shù)學(xué)”。計秉玉說，感謝那段日子，培養(yǎng)出了一定的自學(xué)能力和一股干什么都一門心思干好的牛勁兒，讓他一生受益。

從長春地質(zhì)學(xué)院水文地質(zhì)專業(yè)畢業(yè)后，計秉玉被分配到了當(dāng)時全國最大的原油生產(chǎn)基地大慶油田，同一批入職的同事全都是石油專業(yè)出身，他的專業(yè)沾邊但不對口，給計秉玉帶來了很大壓力。

“當(dāng)時我就憋著一股牛勁兒，就想看看我到底能不能干好石油這個專業(yè)，”計秉玉說，“我從同事那里借來石油專業(yè)的相關(guān)書籍，他們在學(xué)校學(xué)一遍，我就自己學(xué)五遍。”在幾個月后的專業(yè)考試?yán)铮嫳衩摲f而出，一舉成為第一。

這股子牛勁兒也用在了他后來的科研工作中。2008年，為了補(bǔ)齊上游短板、提升產(chǎn)量，中國石化將目光瞄準(zhǔn)海外區(qū)塊，石油勘探開發(fā)研究院開始壯大油氣開發(fā)科研團(tuán)隊，計秉玉來到中國石化工作，帶領(lǐng)團(tuán)隊開始為海外開發(fā)業(yè)務(wù)提供技術(shù)支撐。

他們首先迎來的項目，就是業(yè)內(nèi)難題—中東某油田的開發(fā)。計秉玉作為項目長，帶隊開展技術(shù)研發(fā)。

該油田為超大型碳酸鹽巖油藏，儲層非均質(zhì)嚴(yán)重，甜點部位與貧油部位混雜交錯，且油藏富含瀝青質(zhì)，對井軌跡優(yōu)化和生產(chǎn)過程控制要求很高。然而，當(dāng)時的方法無法滿足油藏的精準(zhǔn)描述需求。

“海外油田的開發(fā)理念與國內(nèi)油田不同，更突出建模數(shù)模和流程化。”計秉玉帶領(lǐng)團(tuán)隊翻書籍、看論文，與國內(nèi)外專家學(xué)者進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，參考國外石油公司的技術(shù)資料，不斷學(xué)習(xí)。

他們突破當(dāng)時國際上經(jīng)驗做法的限制，根據(jù)巖石物理性質(zhì)，細(xì)分出6種孔隙特征，分別尋找合適的算法，一干就是4年。

最終，他們創(chuàng)新形成基于巖石類型的地質(zhì)建模、多相多組分并行數(shù)值模擬等關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)質(zhì)儲層鉆遇率從30%提高到80%，控制了瀝青在油藏中的析出傷害，生產(chǎn)時率由75%提高到92%，為該海外油田的順利開發(fā)作出突出貢獻(xiàn)。項目獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。

書山中自學(xué)出“石油數(shù)學(xué)家”，帶領(lǐng)團(tuán)隊成功研發(fā)出首款頁巖氣數(shù)值模擬軟件COMPASS

1978年，《人民文學(xué)》第1期發(fā)表了徐遲的報告文學(xué)《哥德巴赫猜想》，影響了計秉玉那一代人。“從那時候開始，我就覺得像陳景潤那樣的數(shù)學(xué)家是英雄。”計秉玉說。

愛好數(shù)學(xué)的種子由此在計秉玉心里生根發(fā)芽。在他的從業(yè)生涯里，不論工作多忙，他每天都要看幾頁數(shù)學(xué)方面的專業(yè)書，從未停歇。

年輕時，他借著一次外出培訓(xùn)兩個月的機(jī)會，走遍了當(dāng)?shù)馗鞔髸辏曰亓?0多本數(shù)學(xué)類教材。“數(shù)學(xué)帶來的，是思維方式和方法論。”計秉玉說。后來，計秉玉報考中國科學(xué)院系統(tǒng)科學(xué)研究所博士研究生，學(xué)習(xí)系統(tǒng)工程，給油田開發(fā)工作帶來了更廣闊的視野和更好的思維方式。“主要學(xué)的就是整體性思維、量化性思維和長期性思維，這些恰恰是油田開發(fā)所需要的。”計秉玉說。

2018年前后，隨著常規(guī)油氣上產(chǎn)進(jìn)入瓶頸期，越來越多的石油人開始將視線向非常規(guī)油氣領(lǐng)域聚焦，頁巖氣、頁巖油成為行業(yè)熱詞。

此前，我國油田使用的油藏數(shù)值模擬軟件主要來自國外，價格昂貴，與我國的頁巖氣田開發(fā)實際適配度不高，制約著氣田的開發(fā)和發(fā)展。“油田需要什么，我們就研究什么。”計秉玉將視線對準(zhǔn)了頁巖氣數(shù)值模擬軟件的自主開發(fā)。

軟件開發(fā)談何容易？首先要有既懂專業(yè)又懂編程的人才。對此，計秉玉將目光瞄準(zhǔn)清華、北大等高校的在校生。項目的技術(shù)骨干戴城，就是在北大畢業(yè)前夕被計秉玉“拽”到了院里。

當(dāng)時的戴城其實更傾向于留在高校任教，計秉玉找到他說：“你是學(xué)工程的，工程不應(yīng)該只停留在書本和論文上，只有真正滿足國家、企業(yè)的需求，工程才有價值。”這句話深深打動了戴城。

畢業(yè)后，戴城來到了石勘院。如今的他已經(jīng)成了油田開發(fā)研究所副所長。

頁巖氣在地下的流動規(guī)律和傳統(tǒng)油藏不一樣，想要制作軟件，首先要解決的技術(shù)問題就是建立頁巖氣在地下流動的數(shù)學(xué)模型。

“那段時間，只要走進(jìn)計總的辦公室，他不是在紙上計算著公式，就是在啃著專業(yè)書籍。”計秉玉的同事、油田開發(fā)研究所所長夏東領(lǐng)說，“我們都叫他石油數(shù)學(xué)家。”在團(tuán)隊的不斷努力下，成功搭建起體現(xiàn)頁巖氣開采特征的數(shù)學(xué)模型。

數(shù)學(xué)模型有了，軟件的實用性成為計秉玉最關(guān)心的問題。對此，他帶領(lǐng)團(tuán)隊?wèi)?yīng)用軟件工程方法研發(fā)軟件，并多次帶隊前往油田，征求各層級員工對軟件使用的意見。

最終，他們研發(fā)出的具有中國特色的COMPASS頁巖氣數(shù)值模擬軟件在涪陵等氣田投用，對氣田的日常生產(chǎn)和增儲上產(chǎn)起到了很大作用，并在使用過程中廣受員工好評。目前，計秉玉和他的團(tuán)隊正在探索COMPASS在更多場景下的應(yīng)用。

60歲開始自學(xué)Python語言，積極融入人工智能發(fā)展大勢，解決工作難題常學(xué)常新

問起計秉玉目前在看什么書時，他拿出了一本英文原版的《人工智能》，這是他最近在研究的新領(lǐng)域。

團(tuán)隊的年輕人都知道，計秉玉最近在自學(xué)Python語言，遇到不明白的地方，他還甘當(dāng)小學(xué)生，虛心向年輕人請教。計秉玉說，“干石油，還是要多掌握前沿知識，這樣才能與時俱進(jìn)，更好地為生產(chǎn)服務(wù)。”

我國稠油資源有數(shù)十億噸，多數(shù)埋藏較深，近些年我國剩余的石油資源品質(zhì)不斷下降，如何更好開采稠油資源成為行業(yè)廣泛關(guān)注的話題。

傳統(tǒng)的稠油開發(fā)方式是蒸汽吞吐，然后轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)油。這種方式對稠油開采初期有效，但在多輪次吞吐后，由于稠油埋藏深，產(chǎn)量遞減快、成本高、采收效率低等問題日益凸顯。

在石勘院時任主要領(lǐng)導(dǎo)的支持下，計秉玉在傳統(tǒng)的稠油熱采的基礎(chǔ)上，開始研究探索顛覆性的稠油化學(xué)驅(qū)冷采技術(shù)。

項目探索了稠油綠色低成本開發(fā)的新途徑，有望減緩多輪次吞吐后稠油油藏的產(chǎn)量遞減，進(jìn)一步提高采收率、降低成本，同時減少二氧化碳排放。項目已入選自然資源部先進(jìn)實用性技術(shù)目錄，目前已在部分油田開辟示范區(qū)并取得初步效果。

現(xiàn)在，計秉玉又將新學(xué)的人工智能知識和以往的油田開發(fā)領(lǐng)域知識結(jié)合在一起，敏銳地意識到，可以利用強(qiáng)大的人工智能對現(xiàn)在的海量的高含水油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，從而深化特高含水油田生產(chǎn)規(guī)律認(rèn)識，為進(jìn)一步提升油田開發(fā)效果奠定基礎(chǔ)。

此外，計秉玉的研究方向也向綠色技術(shù)不斷靠攏，將研究的二氧化碳驅(qū)油技術(shù)拓展到CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）技術(shù)，在實現(xiàn)二氧化碳提高原油采收率的同時，實現(xiàn)二氧化碳的減排和封存。

錙銖必較為國計，秉要執(zhí)本為人先，玉汝于成顯芳華。計秉玉說，此次獲獎，只是一個新的起點，下一步，他將會更加注重對團(tuán)隊年輕人的培養(yǎng)，讓油氣開發(fā)領(lǐng)域的科研力量薪火相傳。