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石油工程技术的“十四五”
2021年11月11日 14:33   来源于:中国石油石化   作者:本刊记者 郑 丹   打印字号
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  ——专访全国人大代表、中国石化石油工程技术研究院党委书记刘宝增

 

  抓住“十四五”关键期,加速石油工程技术创新,加快科研体制机制改革。

 

  2021年,克服了疫情之扰,全国两会在3月如期召开。

  2021年,对石油化工行业来说,更是具有极其重要的意义。如何在疫情和低油价中开启“十四五”新篇章?如何备战国家提出的碳达峰、碳中和战略目标的实现?如何争朝夕,把各项规划尽快落实为具体行动……

  两会结束后,本刊记者对全国人大代表、中国石化石油工程技术研究院党委书记刘宝增进行了专访。此时,他从西北油田履新工程技术研究院这一岗位10个月。

  在他看来,从上游发展来看,石油业经常提到的“卡脖子”技术实际上就是工程技术。“因为我们的勘探开发技术和理论已经到达世界最高水平,如页岩油、页岩气和超深层断溶体油藏勘探开发,这些勘探理论在这个领域里已是独一无二的、很完善的。但说到影响开发效益和质量的,最关键的还是石油工程技术。”

  工程技术要有前瞻性

  中国石油石化:刘书记,您好!今年参加两会,您对哪些问题有比较深的感触?

  刘宝增:两会期间,国家生态环保部党组书记孙金龙代表提出,2030年碳达峰以及2060年碳中和目标对以化石能源为原料的一些化工企业影响非常大。我认为,如果石油化工企业不抓住“十四五”这个窗口进行结构调整和产业转型,将来会非常被动。碳达峰之后,碳排放每年都要减少才能到2060年实现碳中和。所以,两会回来以后,我一直在抓紧研究怎么应对碳达峰、碳中和的战略目标,我们院的研究工作应该有哪些前瞻性。

  比如,碳捕捉和储存工程技术问题。2030年碳达峰,但以石油为原料的一些精细化工产品还会继续生产,这一方面要求提高能源利用率,另一方面要考虑怎么把排放的碳捕捉到再储存到地下。这是和我们院现有的特色技术非常接近的一项技术。

  这里面还涉及到储层改造问题,即把碳储存在地下用什么样的储层比较合适?是在一个空间里,还是在流体里面储存?有人提出地下有水可以储存到水里面,这就又跟我们的钻井液技术结合起来了。另外,储了碳以后还得把井固好,不能让它受到地震和一些自然灾害的影响失控,万一碳跑出来危害就大了,所以要把井固好牢牢地把碳困到地下。如果将来我们院能形成这项品牌技术和特色技术,那会对实现碳达峰、碳中和发挥重要作用,其使用和影响也不仅仅限于中国石化了。

  石油工程技术不能只盯着眼前。当然,油气对于我国经济发展至关重要,但这个产业特别是以石油为原料的或者为动力的产业到了必须要转型的时候了。所以,我们院应该关注基础性、前瞻性的研究,这也是加大科技创新力度,实现科技自立自强的一个重要方面。

  中国石油石化:在您看来,现在所做的前瞻性技术研究是不是为了在将来的新能源时代占据主导?

  刘宝增:我们正在做这些尝试。比如在氢能的利用上,现在我们院没有这方面的技术储备。很多人认为,氢能跟我们工程院没什么关系,那是炼油化工环节的事。但是,我觉得这个说法不全面。制氢当然属于化工,绿氢、灰氢,都是炼化过程生产实现的。但是氢的储和运与我们院的研究方向和领域以及与现有的技术储备是相关的。

  氢制出来了怎么运?大家都知道氢是很活跃的,正常情况下在高压、低温状态下才能够液化。这对氢能的储存和运输提出了很大的挑战。就像美国虽然也能生产新冠疫苗,但是疫苗的储存条件需要在零下几十度,怎么普及?很多国家根本没有这个条件。而我国的新冠疫苗在常温状态或者是零下几度就可以储存,要求不苛刻所以容易普及。氢能的利用也是如此。将来要想将氢能全面充分利用,就要解决它的储运问题,这包括两个方面。

  一是要研发一种新材料,这种材料和氢组合以后可以降低氢的活性。这种材料不能是氧,因为氧和氢组合生成水太稳定了,太稳定也不行。这种材料得和氢组合以后有稳定性,但又不是像水那样太稳定。在要把氢变成动能的时候,通过一种催化剂让这种材料快速释放,又不能散、又不能产生污染和排放,这是我们当前需要研究的技术之一。

  除了氢能,地热能也和我们院的工程技术储备密切相关,这方面的研究我们也具备一定的优势。类似这些比较前瞻的技术,都需要我们在制定发展规划和远景目标的时候把技术创新方向、创新重点、创新目标设计出来。

  加快创新解决“卡脖子”难题

  中国石油石化:在您看来,哪些可以算得上是我国石油工程技术领域世界一流成果?

  刘宝增:超深井方面,现在塔里木盆地的最深井已经打到了地下9300米,创国内油气井最深纪录。当然,其他地区也在逐步往深处去打,比如川渝地区。陆上常规油气开发逐步向深层发展,这是一个大的方向。特别是超深层,像新疆油气井一般都在8000米以下。这些工程技术现在都需要加快创新步伐。

  排在第一位的就是高温高压MWD旋转导向技术,以及耐高温、耐高压、高密度、无固相的泥浆体系。普通钻井泥浆都是用晶石粉加重的,不能耐高温。新疆的井必须用满足温度在180度以上,密度在1.8以上,而且不需要晶石粉加重,无固相的泥浆体系,以减少对地层特别是对储层的污染,实现高产。

  据我们统计,顺北平均每口井的泥浆漏失量达到1000多立方米,每口井漏失重晶石粉超过100吨,形成了对储层非常大的污染。如果没有污染储层,一口井的日产量可以达到300吨;储层污染之后,一口井的日产量只有30吨,投资效益差别巨大。为了提高勘探和开发投资效益,促进油气开采高质量发展,我们正在研发耐高温高压、高密度、无固相的泥浆体系,目前已经研发出能满足温度160度、比重1.6的泥浆体系,达到世界领先水平,最近正在顺北油田实验。但是这个泥浆体系还没达到180度、密度1.8以上的目标。当然,目前世界上尚无一个公司具备这样的技术能力。但我们面对的是世界上绝无仅有的高难度的深层超深层油气开发,这要求我们产生更多的全球领先的工程技术,也就是“卡脖子”技术。

  中国石油石化:目前我们在降低开采成本,提高采收率这些方面的技术有什么进展?

  刘宝增:这些技术包括储层改造和侧钻技术。与提高采收率直接相关的就是储层改造。

  我在西北油田工作时参与了塔河油田开发。塔河油田是一种缝洞型油气藏,油田累计提交产品储量14亿吨,开发了20多年了。在20多年的开发过程中,一直是开发大洞大缝中的储量,到现在为止储量动用程度不高。14亿吨中还有4亿多吨的储量没有动用,采收率不到20%,与全国油藏平均采收率水平32%相比还有个10几个百分点的差距。

  这些未动用储量和提高采收率的潜力在哪里?在那些小洞小缝上。怎么去动用那些小洞小缝?现在看来,在地表再打井的投资效益很差。所以,我们利用已有的井眼,在老井眼超短半径进行侧钻让它钻到小洞。钻到一个小洞还不行,还要用钻头技术让它继续向下钻,连通起更多的小洞小缝。同时,还要用水力喷射技术把井眼周边小的储集体连通起来。包括储层改造、钻径、水力喷射这一系列的技术,我们统称为提高采收率关键技术。这是一个技术系列,而这其中每一项技术对提高采收率都至关重要。

  加速战略性前沿性颠覆性技术发展

  中国石油石化:您今年参加两会带来的一项议案是完善颠覆性技术创新管理模式,您提出这个议案的主要原因是什么?

  刘宝增:颠覆性技术作为一种另辟蹊径、对已有传统或主流技术途径产生整体或根本性替代效果的技术,是实现国家弯道超车的主要抓手,也是提升国际竞争优势的重要途径。目前我国颠覆性技术与世界强国相比仍有较大差距,尚未形成有效的颠覆性技术研发管理模式,亟需创新完善管理体制机制,加速颠覆性技术培育,为建设社会主义现代化强国提供坚强保障。

  今年两会上总理所做的工作报告中,一个非常明确的主线就是要立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局。这当中,重中之重就是要加大我们科技创新的力度,把实现科技自立自强作为国家发展的战略支撑。

  中国石油石化:我国有很多达到世界先进水平的油气工程技术,在您看来,为什么还要加速战略性前沿性颠覆性技术发展?

  刘宝增:习近平总书记要求我们保障国家能源安全。这几年,我们贯彻习总书记重要批示精神,加大了勘探开发力度,国内油气产量实现了平稳增长。但即使是在这种情况下,油气对外依存度仍然居高不下。这说明我国油气资源相对于经济发展的需求来说仍是不足的。在这种情况下,我们现在陆上勘探重点领域有两个方面。

  一是超深层。超深层对石油工程技术提出了全新的挑战,以我们以前的技术储备和人才储备来看,已经不能适用于在超深层领域油气勘探开发的需要了,因此需要用全新的视野来创新我们的技术。另一个是非常规页岩油和页岩气提高采收率技术。其中,最关键的水平井段压裂技术能够提高采收率、提高储量动用程度,也需要我们去创新。

  再往长远看,因为国内浅层油气资源早就该动用的都动用了,所以现在陆上只能往深层走,将来往深海走。深海油气的勘探开发也需要工程技术加快创新步伐,让我国具备自主主导深海油气勘探开发的能力。我国南海和东海蕴藏了丰富的油气资源,特别是南海应该说是未来保障我国油气供应安全的一个重要领域。我国深海油气资源开发不是技术不过关,关键是有领海争议问题。将来待我国和周边国家达成共识,搁置争议,共同开发,那么我国来主导深海油气勘探开发进程应该是在不远的将来可以看到的。

  中国石油石化:您对于完善颠覆性技术创新管理模式有什么建议?

  刘宝增:建议加大政策支持。聚焦世界科技前沿和国家战略需求,加强颠覆性技术战略布局,设立并实施专门的颠覆性技术创新计划,强化资金保障和财税支持。推动地方政府和企业出台支持颠覆性技术创新的相关办法。

  加强机制创新。鼓励企业积极实施项目经理制,遴选具有产学研背景的优秀科研人员担任项目经理,建立小而精、扁平化的科研团队,通过制度松绑、灵活用人、充分授权,最大限度地激发科研人员创新创造活力。

  科研既要背靠体制又要走出体制

  中国石油石化:在您看来,如何通过改革完善科研体制机制?

  刘宝增:要打造颠覆性技术创新管理模式,更多的是怎么通过改革来完善科研体制机制。比如,科研项目的揭榜挂帅,这是在总理今年的政府工作报告里面提到的,要推广“揭榜挂帅”等机制。大力推广科研项目揭榜挂帅的管理方式,就是谁能干就让谁来干,消除科研体制的一些壁垒。从国家和企业两个层面上讲,要有一种宽容失败的管理制度,重点是要打破行政管理体制对人才的约束。要深化改革,通过完善体制和机制来激发创新活力。

  我们院现在广泛推行项目长负责制。因为现在很多创新是跨学科的创新。过去,我们的研究院都是讲究学科导向的,我们院现在各个所的划分也是学科导向,如固井所、钻井所等。现在看来,学科导向模式已经落后了,当前的创新大多是跨学科的。下一步我们院的科技创新,特别是在颠覆性技术创新上也一定要考虑跨学科、多领域,包括项目设置、专家团队组建等。

  在加大创新力度,尽快实现科学治理之前,一定要加大深化改革的力度,通过改革来完善科研体制机制、创新管理模式,来激发创新的效率。

  中国石油石化:您提出知名企业打造颠覆性技术创新管理模式都是坚持“背靠体制”和“走出体制”相统一的,请问具体的涵义是什么?

  刘宝增:我们现在很多的科研科技资源包括人和物,受到的制约非常多。很多颠覆性的技术,在现在这种严格的体制内很难完成。想一想我们的实验室建设有多少是共建的,资源有很多是重叠浪费。为什么重叠浪费?是行政体制对这些资源进行了严重的分割,使整体效能不能够充分发挥。下一步,我们工程院的实验室建设会考虑和石油大学、清华大学等著名大学的实验室共建,让各方面资源充分调动起来形成合力。

  玉卓董事长讲,我们下一步在科技创新上要实行大兵团作战的模式。打破“背靠背”的体制机制,就是不给设定什么条件,几个科研团队可以分别按照自己的思路和创新路径攻关,在一定时间里也不考核工作量,只要是在这个区间内能够达到创新目的就行。

  中国石油石化:您还提到国外知名企业鼓励创新、宽容失败的企业文化,包括及时终止一个可能是没什么用的项目。这是不是说我们也可能研究研究觉得一个项目没有用了就放弃了?

  刘宝增:不是说所有的创新一定都要有成果。为什么说要包容失败?与国外相比,现在国内对失败的包容这方面确实还是有很多差距的。我们要求所有的研究项目必须要有成果、有专利,其实这不符合科研创新的规律。我觉得这需要国家也好,企业也好,能从制度层面做一些设计。既然是创新,特别是在一些前瞻性的创新上,有的项目通过研究进展发现没有前景了,就应该及时终止。虽然可能已经在这上面花了几千万、几个亿,但这是一种风险投入,国家和企业应该承担这种研发的风险,不能让个人去承担这个风险。搞研究要宽容失败,要有制度性设计,同时也要有这种文化氛围。

  责任编辑:郑 丹

  znzhengdan@163.com

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