2020年全國(guó)勞動(dòng)模范尚捷:
為什么石油好像越用越“多”了?
【《有話》第59期:石油工程師的“貪吃蛇”游戲】幾十年前,曾有專家說石油只夠人類用20年了,后來專家又說只能用50年,再后來又說能用100年……我們都知道石油是一種地球經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間累積而成的資源,屬于不可再生資源,那為什么石油反而越用越“多”了?事實(shí)上專家們的推測(cè)都是基于當(dāng)時(shí)科技水平下人類對(duì)于地球的認(rèn)知。本期《有話》邀請(qǐng)2020年全國(guó)勞動(dòng)模范尚捷,分享我國(guó)石油工程師的“貪吃蛇”游戲,帶我們一同了解為何石油會(huì)越用越“多”。

  大家好,我叫尚捷,是中國(guó)海油的一名科技工作者。主要從事測(cè)井和鉆井儀器的研究。

  我從20多歲博士研究生畢業(yè)開始,加入中海油后一直只做了一件事:就是研制隨鉆測(cè)井和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向(鉆井系統(tǒng))技術(shù),俗稱“貪吃蛇”技術(shù)。最初就是七、八個(gè)人,到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到一百多人了?!柏澇陨摺奔夹g(shù)的實(shí)現(xiàn),讓中國(guó)成為全球第二個(gè)同時(shí)擁有這兩項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。更重要的是,它能夠看清地層的所有信息,可以實(shí)現(xiàn)中國(guó)人腳下的土地用我們自己的儀器去探測(cè);所有地層的數(shù)據(jù),我們中國(guó)人自己是第一手先拿到的。

  “貪吃蛇”系統(tǒng)從2015年完成首次商業(yè)作業(yè)以來,到現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模的應(yīng)用。目前該系統(tǒng)已經(jīng)完成了520口井的作業(yè)、累積進(jìn)尺超過50萬米、作業(yè)足跡遍布中國(guó)海上的所有油田;同時(shí),“貪吃蛇”系統(tǒng)在大慶、遼河、新疆等一些主要的陸地油田也有成功作業(yè)應(yīng)用。通過它探明的儲(chǔ)量,以及使用它開采出來的油氣資源的價(jià)值已經(jīng)超過一百億人民幣。

  雖然是很小的一串儀器,但是在這個(gè)儀器里面凝結(jié)了中國(guó)海油愛國(guó)、擔(dān)當(dāng)、奮斗、創(chuàng)新的新時(shí)代海油精神。有這種精神的傳承和堅(jiān)持,我們有信心去面對(duì)、去迎接更大的挑戰(zhàn)。

  我們所從事的專業(yè)可能大家不太熟悉,所以我想先從一個(gè)問題講起。為什么今天我們感覺好像石油越用越“多”?我們從小上學(xué)的時(shí)候就知道石油、天然氣是不可再生能源,會(huì)越用越少。甚至幾十年前就有專家預(yù)測(cè)過石油、天然氣只夠再用五十年。但是,到今天我們卻感覺到石油越用越“多”,甚至由于石油供應(yīng)過剩導(dǎo)致油價(jià)大幅度下跌。其中最根本的原因是科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,這些技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)我們走向海洋,獲取大量油氣資源。今年,中國(guó)就在海上開采出了6500萬噸的油氣,已經(jīng)超過了大慶油田峰值時(shí)期的產(chǎn)值。

  “貪吃蛇”技術(shù)是這些重大突破中的一個(gè),大家都知道上天和入地是人類面臨的兩大難題。但是,人類對(duì)宇宙的探索已經(jīng)越來越遠(yuǎn),月球、火星都已經(jīng)不再是遙不可及。然而入地之旅卻由于復(fù)雜的巖層阻隔變得異常艱難,我們每天必須使用的石油、天然氣恰恰都埋藏在地下幾千米的巖層之中。“貪吃蛇”系統(tǒng)就是用來探尋和開發(fā)這些復(fù)雜油氣貯藏的關(guān)鍵技術(shù)之一。它既能夠讓鉆頭精確地在地下油氣層中完成超長(zhǎng)距離穿行,解鎖以前無法動(dòng)用的儲(chǔ)藏;也可以在造價(jià)昂貴的海上平臺(tái)下面打出像樹根一樣盤縱錯(cuò)雜的叢式井,產(chǎn)生超高的油氣產(chǎn)量;此外它還可以隨時(shí)用集成在鉆頭后面復(fù)雜的聲電核儀器,準(zhǔn)確地探知周邊的地層。“貪吃蛇”技術(shù),就像一個(gè)微縮在鉆頭后面,能夠深入地下巖層的醫(yī)院,它既有“檢驗(yàn)科”,用“心電圖”“B超”“X光”“核磁共振”來檢查和判斷地層;也有“手術(shù)室”,可以用精密的“手術(shù)刀”“導(dǎo)管”來精確地取出地下的油氣層。所以,這項(xiàng)技術(shù)被譽(yù)為現(xiàn)代石油鉆井技術(shù)中皇冠上的明珠。

  為什么被比喻成明珠?第一,是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)太重要了。它是復(fù)雜油氣田,特別是海上油氣田開發(fā)所必須的技術(shù),在我們的技術(shù)成熟前,國(guó)家為了使用這項(xiàng)技術(shù),已經(jīng)向國(guó)外公司支付了上百億人民幣。第二,是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)太復(fù)雜了。有幾千種機(jī)電液壓零部件組合在一起工作,同時(shí)還要能夠承受井下150度的高溫、1400個(gè)大氣壓的高壓、鉆頭破巖時(shí)產(chǎn)生的上千G的振動(dòng)和沖擊。因此,“貪吃蛇”技術(shù)從上世紀(jì)九十年代問世以后,在將近二十年的時(shí)間里,全球只有三家最頂尖的油田技術(shù)公司能夠擁有。但是今天,我們中國(guó)海油的團(tuán)隊(duì)可以自豪地說:“咱們國(guó)家也已經(jīng)完全擁有這項(xiàng)技術(shù)了!”這是我們團(tuán)隊(duì)努力了十四年最讓我們高興的事情。

  我畢業(yè)以后,憑著對(duì)精密儀器專業(yè)的愛好和對(duì)技術(shù)研發(fā)的熱情,放棄了在北京工作的機(jī)會(huì),來到了河北燕郊鎮(zhèn),加入了中國(guó)海油的一個(gè)研究所,開始了那時(shí)候還不知道會(huì)如此艱難、如此漫長(zhǎng)的研發(fā)過程。記得研發(fā)的初期,我們團(tuán)隊(duì)只有四間辦公室、幾臺(tái)電腦和七名工程師。沒有任何試驗(yàn)測(cè)試的地方,我們就把一個(gè)廢棄的、滿是跳蚤的車庫改造成了試驗(yàn)室,在里面開始了無知無畏的攻關(guān),夢(mèng)想著能夠挑戰(zhàn)行業(yè)內(nèi)最尖端技術(shù)。我記得跳蚤鬧得最兇的時(shí)候,我每天早上都用殺蟲粉圍著自己的桌椅灑出一個(gè)圈,坐在里面設(shè)計(jì)、畫圖。回想起來挺有意思,就跟孫悟空一樣“圈地為牢”。后來,有人形容我們的團(tuán)隊(duì)無意中還真是來了一個(gè)中國(guó)版的“車庫傳奇”。

  剛開始的時(shí)候真的是一窮二白,國(guó)內(nèi)沒有這種成功的先例,進(jìn)口儀器摸都沒得摸,技術(shù)資料更是被完全封鎖。我們就找尋一切的機(jī)會(huì)到處去看作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),看看儀器長(zhǎng)什么樣、別人怎么用,回來再晝思夜想,去猜測(cè)、揣摩儀器的工作原理,沒完沒了地討論儀器結(jié)構(gòu)機(jī)理,再去設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證我們的想法,然后不斷地推翻。用了整整一年的時(shí)間,我們終于形成了一個(gè)十幾萬字的技術(shù)方案、研制路線和試驗(yàn)計(jì)劃,這也算是在這技術(shù)壁壘前,擠開了一道門縫吧。

  之后的幾年,我們邊設(shè)計(jì)、邊試制、邊試驗(yàn)、邊修正最初方案中的錯(cuò)誤,可以說每周甚至每天的心情都在小小的進(jìn)步和巨大的失敗之間反復(fù)切換。就這樣,幾十種電路、上千個(gè)零件、上萬行代碼終于攢出了 “貪吃蛇”稚嫩的模樣。

  2010年,我們自己的第一版隨鉆測(cè)井樣機(jī)研制成功;2011年,旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的樣機(jī)研制成功。這種從萬念俱灰到躊躇滿志,整個(gè)團(tuán)隊(duì)可以說很是興奮了一下。但是,幸福的時(shí)光總是極其的短暫。樣機(jī)實(shí)鉆測(cè)試的屢戰(zhàn)屢敗,我們一次一次地被讓我們折騰瘋了的井隊(duì)給轟走,聽著一次一次來自不同方言和口音的抱怨。這些反復(fù)的失敗就像在聽交響樂,每一個(gè)高潮過后必然是一個(gè)很低的低谷。不斷的埋怨也像那種沉重的鼓點(diǎn),每一下都砸在團(tuán)隊(duì)每個(gè)人心上。但是,所有的成功都是被失敗反復(fù)碾壓出來的。我們的團(tuán)隊(duì)被碾壓得越來越粗,變成了一幫遇到失敗但不需要任何時(shí)間來療傷的人;我們的團(tuán)隊(duì)也被碾壓得越來越細(xì),成了一群極度敬畏每一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)的人。一次一次的失敗和教訓(xùn)讓我們刻骨銘心,沒有任何一個(gè)電子器件、一行程序代碼、一個(gè)公差參數(shù)可以應(yīng)付,在現(xiàn)場(chǎng)中每一個(gè)再微小的應(yīng)付都會(huì)變成失敗和噩夢(mèng)。

  到了2014年10月,由中國(guó)海油自主研發(fā)、研制的隨鉆測(cè)井和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)在渤海油田作業(yè)成功。來不及喜悅,更大的挑戰(zhàn)隨之而來——這項(xiàng)技術(shù)市場(chǎng)推廣極其困難。那時(shí)候,我們的技術(shù)在可靠性上跟國(guó)際成熟技術(shù)差距非常大,之前只租不賣的國(guó)外公司也立即開始向中國(guó)銷售儀器,并且降低服務(wù)價(jià)格。但是,經(jīng)歷過反復(fù)失敗碾壓的我們已經(jīng)不再害怕這種更大的挑戰(zhàn),我們堅(jiān)信能夠自己把握自己的命運(yùn)。在質(zhì)量的比拼上,只有直線超車,沒有彎道。從那時(shí)起,我們一頭扎進(jìn)了故障的跟蹤關(guān)閉、批量制造體系、運(yùn)行維護(hù)機(jī)制、作業(yè)支持、人員技術(shù)培訓(xùn)。我們的“貪吃蛇”系統(tǒng)從那會(huì)開始升級(jí)了幾十次,作業(yè)成功率每年能追趕五到六個(gè)百分點(diǎn),到現(xiàn)在已經(jīng)到達(dá)了86%,再有一兩年,我們肯定追上95%的國(guó)際一流水平。

  一路走來,我越來越相信一句話:成功就是從失敗到失敗保持熱情不減。科研中的每一次努力,沒有100分的成功,也不會(huì)有0分的失敗。只有不斷地進(jìn)步、失敗、再進(jìn)步去趨近成功。做事情的過程才是最大的獎(jiǎng)勵(lì)!

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