文 賈承造

2023年6月6日，中國石油首個自主開發(fā)的特高含硫氣田——四川達州鐵山坡氣田全面達產(chǎn)，日產(chǎn)天然氣400萬立方米，并進入國家天然氣管網(wǎng)，源源不斷輸往長江經(jīng)濟帶，將惠及2億居民。實現(xiàn)特高含硫氣田“少井高產(chǎn)”開發(fā)的重大突破，這在十幾年前是難以想象的。

我國資源稟賦的特點是“富煤、缺油、少氣”。長期以來，石油與天然氣資源對外依存度過高，一度曾超過70%與40%，觸及能源安全的警戒線。尤其是天然氣，因為清潔、高效、安全、環(huán)保，已成為全球清潔能源的后起之秀，產(chǎn)業(yè)需求越來越旺盛，供應不足的矛盾愈加突出。尤其在節(jié)能減排、綠色發(fā)展的時代背景下，天然氣在我國能源消費結(jié)構(gòu)中的占比持續(xù)上升。大幅提升天然氣的自給率，保障能源安全，成為國家的一項重大課題。從2007年開始，我國天然氣生產(chǎn)一路開掛，產(chǎn)量從2006年的586億立方米猛增至1925億立方米，一舉超過卡塔爾和加拿大，躋身世界第四大產(chǎn)氣國。龍頭企業(yè)牽頭，全面集結(jié)國家頂尖科研力量，一張藍圖繪到底，充分發(fā)掘各類經(jīng)營主體潛力，擼起袖子加油干，形成了社會主義市場經(jīng)濟體制下全新的科技創(chuàng)新模式。

石油工業(yè)站在科技最前沿

石油行業(yè)雖然屬于采掘業(yè)，但是它的科技含量非常高。我舉一個例子，全世界特大型的計算機最早都在哪里應用？第一個是軍事部門，第二個是中央銀行，第三個是石油公司。石油行業(yè)需要最新的技術(shù)、最高水平的技術(shù)，而它們往往也是很昂貴的技術(shù)。

“深地一號”挺進地下萬米氣藏，刷新了亞洲最深井紀錄

“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”是《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》確定的10個科技重大專項之一，是唯一由企業(yè)牽頭組織實施的重大專項（以下簡稱“油氣專項”），也就是由中國石油牽頭組織實施的專項。充分發(fā)揮油氣行業(yè)大兵團聯(lián)合攻關(guān)的優(yōu)勢，在產(chǎn)業(yè)聚集度高的行業(yè)探索出一條由企業(yè)牽頭組織實施重大科技項目的創(chuàng)新之路，以大型石油骨干企業(yè)科技聯(lián)盟為主體實現(xiàn)了科技創(chuàng)新的統(tǒng)一計劃、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一攻關(guān)。“油氣專項”聚焦能源安全，其中一項核心任務，就是提高油氣開發(fā)的技術(shù)水平，突破深層油氣資源勘探開采技術(shù)。其中，天然氣的勘探與開發(fā)，更是重中之重。近年來，作為清潔能源的后起之秀，在全球范圍內(nèi)，天然氣的需求與日俱增，能源消費占比快速提升，所以，大力勘探、開發(fā)天然氣資源，成為保障國家能源安全、實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑。但是，這涉及地質(zhì)理論研究、勘探技術(shù)突破、材料研發(fā)、設備制造、管理與服務配套等，是極其復雜而龐大的系統(tǒng)工程。而且，天然氣往往蘊藏在地層深處，我國地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，相關(guān)技術(shù)裝備起步較晚，也給項目推進帶來巨大挑戰(zhàn)。

從20世紀50年代初至70年代末，我國老一輩石油人苦苦尋覓，先后五入塔里木盆地。但“空井還是一口接著一口”，打探井就像開盲盒，要開這個盲盒，至少耗費幾千萬元，甚至上億元。面對56萬平方公里的大漠戈壁、斷崖險灘，該去哪兒找油找氣？之前，石油行業(yè)公認的找油理論認為，油氣層一般聚集在2000米到4000米左右的深度，但這個理論在我國的勘探實際中卻似乎不太管用。

石油勘探的發(fā)現(xiàn)和進步，離不開地質(zhì)理論的支撐。面對我國復雜的盆地深層，“油氣專項”把深層油氣地質(zhì)理論的探索研究任務交給了中國科學院，由地質(zhì)與地球物理研究所牽頭，組織院內(nèi)外有關(guān)科研單位進行科研攻關(guān)，登記在冊的科研人員有1600多人。

經(jīng)過對深層油氣地質(zhì)理論的深入研究，中國科學院組織的研究團隊摸清了深層超深層高溫高壓條件下油氣形成到富集的規(guī)律，破除了深層儲層必然致密的錯誤認識，梳理清楚了盆地深層-超深層油氣運聚成藏、調(diào)整改造的過程，認識了其盆地演化背景和條件。研究人員確認生油生氣的重要物質(zhì)——干酪根，在地下深層、超深層同樣存在，甚至油氣轉(zhuǎn)化效率更高。徹底扭轉(zhuǎn)了原來深層油氣儲層質(zhì)量差的錯誤認知。

在創(chuàng)新地質(zhì)理論的支持下，我國油氣勘探全面向深地挺進，僅塔里木盆地探明的埋深超過6000米的油、氣資源，就分別占全國的83.2%和63.9%，是我國最大的深地油氣富集區(qū)。目前，我國最深的出氣井深達7482米，最深的探井已經(jīng)超過9000米。2021年，塔里木油田油氣產(chǎn)量繼2020年首次突破3000萬噸之后，又沖上了3182萬噸新臺階，形成了兩個萬億方大氣區(qū)和一個10億噸大油區(qū)的全新格局。除了深地常規(guī)油氣之外，深海和非常規(guī)天然氣勘探也取得重大進展。

“油氣專項”實施以來，2007年到2022年，我國天然氣探明儲量不斷攀升，連續(xù)5年超過5000億立方米。其中，在四川盆地發(fā)現(xiàn)了安岳、元壩等大氣田，安岳氣田是我國地層最古老的特大型氣田，獲三級儲量1.5萬億立方米，被譽為我國天然氣發(fā)展史上最重大的發(fā)現(xiàn)。

強化科技攻關(guān)和示范工程結(jié)合

但是，如何將這些埋藏在地殼深處的油氣資源順利開采出來，成了擺在“油氣專項”面前的又一大難題。通過“重大專項”，能夠迅速集中國家優(yōu)勢科研力量，單點突破，為基礎理論研究提供有力保障，成為我國天然氣大發(fā)現(xiàn)的根本保證。但是，開采天然氣所需的各種新技術(shù)和新裝備，卻也是繞不開的問題與課題。天然氣往往隱藏在地殼深處，開采難度前所未有，深層油氣地震成像、深地與深海鉆井技術(shù)等各種前沿技術(shù)與裝備的突破勢在必行。在國家“油氣專項”支持下，全國的優(yōu)勢技術(shù)資源協(xié)同攻關(guān)，在塔里木盆地聯(lián)合打造出天然氣開采工程——“深地一號”，挺進地下萬米氣藏，刷新了亞洲最深井紀錄。它通過一臺或多臺鉆機，以流水線作業(yè)的方式進行鉆井、完井、地面工程建設，構(gòu)建大型“井工廠”，全面提升了天然氣鉆井效率，為我國陸地非常規(guī)天然氣開采提供了強有力的技術(shù)支撐。

頁巖氣、致密氣和煤層氣屬于非常規(guī)氣，在我國儲量非常豐富，占了全國天然氣產(chǎn)量的40%。我國地質(zhì)條件復雜，非常規(guī)氣因為能夠保存，不怕破壞，所以有很大資源價值。但是我國頁巖氣開發(fā)也面臨很大的問題：這是全新的資源，屬于非常規(guī)油氣資源，是天然氣，也是甲烷氣。它本身的運移富集成藏包括整個開發(fā)機理和常規(guī)氣是不一樣的，常規(guī)氣叫大氣流，打穿了以后有壓差就可以流動；頁巖氣、致密氣是不流動的，必須壓裂底層以后才能夠釋放流動，所以就非常復雜。另外，我國的頁巖氣跟美國等其他國家已經(jīng)開發(fā)的頁巖氣還有很大的差別，我國的頁巖氣構(gòu)造更復雜，所以頁巖氣、致密氣、煤層氣等非常規(guī)氣的勘探開發(fā)，始終是貫穿整個“油氣專項”運營過程中的一個重點。要強化科技攻關(guān)和示范工程的結(jié)合，推動成果集成和快速轉(zhuǎn)化。我們現(xiàn)在很多的科研成果到最后沒有能夠?qū)崿F(xiàn)，成果沒有能夠轉(zhuǎn)化，很重要的是缺了后面這個實驗過程，所以我們一開始就強調(diào)了示范工程的作用，這也是我們的一個創(chuàng)舉。

我們創(chuàng)新了頁巖氣的富集高產(chǎn)理論、地球物理甜點預測、地質(zhì)工程一體化壓裂、復雜山地水平井組、工廠化作業(yè)等這些全新的裝備和技術(shù)體系，推動了長寧、威遠示范區(qū)2020年產(chǎn)量達到100億立方米，涪陵示范區(qū)創(chuàng)造了累產(chǎn)超過370億立方米的國內(nèi)新紀錄，有力支撐了四川盆地海相頁巖氣實現(xiàn)了高效勘探開發(fā)，整體技術(shù)水平從跟跑到了并跑。

另外就是鉆井技術(shù)。因為頁巖最大的難度，它并不是特別深，最深也就是4000多米，但是它要求打很長的水平井，打水平井的難度非常大。為了節(jié)省土地，我們不能一口井占一個井場，所以要建立一個井工廠。這個井工廠里最多打到20多口井，一般都要打十幾口井。這樣就能少占地，同時也提高了效率，減少了鉆機的搬遷。這項技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為成熟技術(shù)，大大地提升了四川頁巖氣開發(fā)和鉆井的效果，也是我國獨有的技術(shù)。

強化科技攻關(guān)和示范工程相結(jié)合，推動成果集成和快速轉(zhuǎn)化，成為天然氣開發(fā)成功向深地挺進的有效模式。除了深地，我國還有豐富的天然氣資源深埋在海底，其開采難度比深地有過之而無不及。1500米，通常被國際上定義為深水與超深水的分界線。在海南陵水海域，有一個“巨無霸”傲然矗立在藍海之上。它就是全球首座十萬噸級深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺——“深海一號”。它可以把水下1500米深的天然氣采出來，通過海底管道接入全國天然氣管網(wǎng)，而從1500米的深海到千家萬戶的灶頭，完成這趟“旅行”只需1天。

作為“油氣專項”的重大成果，“深海一號”被譽為我國海洋工程建造領(lǐng)域集大成之作，實現(xiàn)了3項世界級創(chuàng)新、運用了13項國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，搭載近200套關(guān)鍵油氣處理設備。同時在全球首創(chuàng)半潛平臺立柱儲油，最大儲油量近2萬立方米，實現(xiàn)了凝析油生產(chǎn)、存儲和外輸一體化功能，是我國深水油氣開發(fā)和海洋工程裝備技術(shù)的重大突破，標志著我國海洋石油勘探開發(fā)能力實現(xiàn)從300米深水向1500米超深水的歷史性跨越。

強化企業(yè)創(chuàng)新主體投入和創(chuàng)新激勵力度，催生創(chuàng)新內(nèi)在動力。關(guān)鍵就是要把科研體系創(chuàng)新的積極性激發(fā)出來，把它的作用發(fā)揮出來，這樣才能夠取得最好的效果。東方地球物理勘探公司是非常典型的一個例子。它是中國石油下屬一個專業(yè)的地球物理公司，也是國內(nèi)外知名的專業(yè)化地球物理公司。在“油氣專項”長期的支持下，這個公司在硬件、軟件、配套技術(shù)、服務能力包括制造能力方面取得了全面的發(fā)展。我們知道，大型工業(yè)軟件我國到目前為止能夠?qū)崿F(xiàn)自主化發(fā)展，完全依靠國外的比較少，難度非常大，也是國家下一步攻關(guān)的一個重點。東方地球物理勘探公司在20年前就開始以GeoEast為主，立志研發(fā)跟國外同等先進完全獨立自主的大型工業(yè)軟件，而且獲得了成功。大型軟件關(guān)鍵設備自主化，是工業(yè)界走向世界、參與國際競爭關(guān)鍵的一步。GeoEast大型軟件，已成為全球三大主流軟件之一，推動了一系列油氣大發(fā)現(xiàn)，先后獲得國家科技進步獎一、二等獎，成為我國大型工業(yè)化軟件研發(fā)的標志性成果。

“油氣專項”在實施過程中，一共有8.5萬多人次參與、5萬多人長期參加，大家做了大量的工作，付出了辛苦的努力，取得了很大的成果，實現(xiàn)了“6212”的科技攻關(guān)總體目標?！?212”就是6大技術(shù)系列、20項重大技術(shù)、10項重大裝備、22項示范工程，它的科技攻關(guān)目標主要是圍繞陸相的油氣勘探、陸相的油氣開發(fā)、陸相的油氣工程、海洋的油氣勘探開發(fā)，還有包括海外的油氣勘探開發(fā)及煤層氣的勘探開發(fā)來進行部署的。這一目標的實現(xiàn)支撐了我國油氣出產(chǎn)量總目標的完成，可以說比較全面、系統(tǒng)、徹底地對整個中國石油工業(yè)上游的科技體系進行了一次大規(guī)模的提升，同時石油工業(yè)的科技自主能力顯著增強。這個項目總共申請發(fā)明專利8800多件，授權(quán)4900多件，申請軟件著作權(quán)2398件，制定國家標準79項、行業(yè)標準400項。在13年間，還取得了眾多新工藝、新材料、新裝置方面的成果，特別是科研、勘探、生產(chǎn)方面的成果，獲得國家科技進步獎特等獎3項、一等獎10項、二等獎41項?！坝蜌鈱ｍ棥边€支持了10個國家重點實驗室、16個國家級研發(fā)中心和15個院士團隊的建設，這些都為我國石油工業(yè)的長期發(fā)展打下了非常好的基礎。