30年前，憑借一次又一次開創(chuàng)“世界上油田開發(fā)意義重大、難度最大、工藝最先進(jìn)的技術(shù)”，王德民當(dāng)選中國工程院首批院士，也成為我國石油開采專業(yè)的首位院士。
王德民今年87歲了，“時不我待”的緊迫感越發(fā)強(qiáng)烈，他推掉了更多與本職工作關(guān)系不大的社交活動。他曾有過一個微信號，攢下了幾千條未讀消息，他隨手點(diǎn)開幾個，發(fā)現(xiàn)和油田沒啥關(guān)系，干脆讓兒子幫他注銷了。
他曾在中國石油大慶油田三次采油技術(shù)轉(zhuǎn)折中發(fā)揮核心作用。退休20余年來，他又在一眾“不可能”的質(zhì)疑聲中推進(jìn)四次采油的攻關(guān)。
四次采油的核心問題是國際上認(rèn)為的廢棄油藏如何經(jīng)濟(jì)有效開采。這是世界上從未成功過的技術(shù)，但王德民堅信能夠攻克這一難關(guān)，目前，相關(guān)技術(shù)已初見成效。
尋油：到最艱苦的地方去
2000年退休后，王德民的科研進(jìn)度反倒“加速”了。卸掉所有行政職務(wù)后，他全身心撲在科研上，成果產(chǎn)出頻率從“每兩三年1個”提高到“每年1至2個”。他對“成果”的定義標(biāo)準(zhǔn)不是論文也不是專利，而是“油田能用得上、能出油”。
王德民65年的科研生涯，就是為了“多出油”。
1955年，18歲的王德民被剛成立不久的北京石油學(xué)院錄取。就在他即將畢業(yè)那年，黑龍江松遼盆地噴出了強(qiáng)勁的油流。這個重大發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時屬于嚴(yán)格保密的信息，但在北京石油學(xué)院已經(jīng)傳開了。大半夜，年輕的學(xué)生們抄起身邊一切帶響兒的東西——臉盆、飯盒、勺子……“敲鑼打鼓”地歡慶起來。
考大學(xué)時，王德民的第一志愿是清華大學(xué)水利系，其次是北京大學(xué)物理系。他的夢想就是到祖國最需要的大工程中去發(fā)光發(fā)熱。盡管因?yàn)榉N種原因他沒有被這兩所名校錄取，但好在失之東隅，收之桑榆，祖國東北即將誕生的史詩級大油田，正是他夢想中的舞臺。
畢業(yè)分配時，王德民堅持要求去松遼參加石油會戰(zhàn)，并最終得到批準(zhǔn)。自此，他把人生寫在了后來被叫作大慶的地方。
在這片土地上，王德民住過漏雨的牛棚、點(diǎn)過熏人的原油取暖、抬過100多公斤重的絞車、在大冬天被噴一身水凍成“冰棍”……他和所有大慶人一起，在一窮二白的條件下創(chuàng)造出一個又一個奇跡。
出油：暗自算出“松遼法”
迄今為止，大慶油田依然是我國規(guī)模最大的油田之一。
但發(fā)現(xiàn)一個油田后，并不是就坐等收獲了。即便找到了一座寶庫，能挖出多少寶貝、能挖多久，還要憑借各自的本事。
剛開發(fā)一個油田時，僅依靠天然能量就能開采出20%左右的石油——這是油田最豐饒的階段，被稱為一次采油。然而，這一階段面臨的問題并不簡單。隨著采油進(jìn)程推進(jìn)，把石油“推舉”到地面的油層壓力會逐漸降低，如果不能采取措施維持這一壓力，就會導(dǎo)致日后大量石油無法采出。正因如此，油層壓力也被稱為油田的“靈魂”。
最初，王德民來到油田，沒有像他的多數(shù)同學(xué)那樣直接進(jìn)入科研部門，而是被分配到生產(chǎn)一線的試井隊。
但王德民沒有氣餒，他始終相信“科研，在哪里都能干”。
在一線實(shí)踐中，王德民“眼見為實(shí)”，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)他得知世界上通用的“赫諾法”計算的油層壓力數(shù)據(jù)與實(shí)地檢測得到的數(shù)據(jù)嚴(yán)重不符時，就暗下決心，投身解決這一“靈魂”問題的奮戰(zhàn)中。
他白天工作，晚上做研究。那個時候，人們最大的困難是吃不飽，而工作加科研的狀態(tài)常常讓王德民餓得腳底發(fā)軟、頭昏眼花。他每天工作到凌晨2點(diǎn)，幾乎在“拼命”。
經(jīng)過半年廢寢忘食的推導(dǎo)，王德民首次提出了一個既簡單又精準(zhǔn)的油層壓力計算公式，很快被推廣到整個油田。這就是后來載入史冊的“松遼法”。
“松遼法”的成功讓年僅24歲的王德民一鳴驚人。在領(lǐng)導(dǎo)和老專家的鼓勵下，他乘勝追擊，推出中國第一套、世界第三套不穩(wěn)定試井方法，在油田開發(fā)初期作出了重要貢獻(xiàn)。
這次成功點(diǎn)亮了王德民內(nèi)心的信念。兩年后，王德民從生產(chǎn)崗位轉(zhuǎn)到科研崗位，而等待他的是二次采油、三次采油中越來越艱難的挑戰(zhàn)。
延續(xù)：挑起大梁保產(chǎn)量
世界上多數(shù)著名的大油田都是海相油田，而大慶油田是罕見的特大型陸相砂巖油田。前者的油層結(jié)構(gòu)比較簡單，而大慶地下的油層多達(dá)上百層。隨著時間推移，大慶油田開發(fā)面臨的特有問題越來越清晰——不解決分層開發(fā)問題，二次采油就寸步難行。
采油井的井眼只有碗口大小，但在這之下，是石油、天然氣、水共存的層層疊疊的復(fù)雜高壓環(huán)境。所謂“深不可測”，大概就是這種感覺。
“深不可測”也要測，還要一層一層測，這是在全世界都找不到先例的高精尖技術(shù)。王德民提出了一系列新奇的破題之法：有的方法看起來簡單卻能四兩撥千斤，如在原有測驗(yàn)儀器上串聯(lián)一個壓力計，就仿佛給地質(zhì)師和工程師安上了一雙能看見井下狀況的眼睛，終結(jié)了“盲人摸象”般的采油時代；有的方法細(xì)致巧妙，如對精密儀表進(jìn)行改型設(shè)計，成功研制出測試分層流量的主力儀器。
就這樣，王德民領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊僅用不到三年時間，就為大慶油田建立了一套完整的分層動態(tài)檢測的工藝體系。這一史無前例的創(chuàng)舉，讓人們在大慶油田開發(fā)初期就贏得了與油層自然條件博弈的主動權(quán)。
到20世紀(jì)80年代，大慶油田的主力油層已經(jīng)開采得差不多了。王德民又發(fā)明了限流法壓裂和選擇性壓裂技術(shù)，把條件較差的油層也開發(fā)出來，增加了7億噸可采儲量。
但大家都清楚，這一波技術(shù)革新帶來的穩(wěn)產(chǎn)，只能堅持到1995年左右。在那之后，又該怎么辦？
幾乎在限流法壓裂等技術(shù)開發(fā)的同一時期，王德民開始策劃三次采油了。當(dāng)時世界上主流的化學(xué)驅(qū)方法，在實(shí)踐中屢屢碰壁。世界多數(shù)專家這樣評價：“這個方法已經(jīng)死了。”還有知名實(shí)驗(yàn)室在100多次嘗試失敗后宣告解散。
王德民臨危受命，再次挑起了大梁。好在這時，大慶油田的化學(xué)驅(qū)三次采油研究被列入油田重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，從政策和資源上都得到了強(qiáng)有力的支持。
王德民看遍國外的所有相關(guān)資料，突然意識到一個關(guān)鍵問題：盡管聚合物化學(xué)驅(qū)的概念已經(jīng)更新，但國外石油開采界還停留在老概念上，僅僅重視聚合物作為高黏度液體的特性，卻忽略了和黏性同樣重要的另一指標(biāo)——彈性。提高聚合物彈性后，注聚合物驅(qū)三次采油的攻關(guān)很快取得突破，不僅采收率大幅增加，還很好地控制了成本，首次實(shí)現(xiàn)了化學(xué)驅(qū)三次采油的商業(yè)開采。
這是幾十年來國際上唯一一個新誕生的驅(qū)油機(jī)理，而王德民完成任務(wù)的時間就是1995年左右，他再一次延長了大慶油田的穩(wěn)產(chǎn)期。
“撈”油：耄耋之年還在“較勁兒”
如今耄耋之年的王德民，依舊在和油田“較勁兒”。
他腳下的地層中，那些零星分布的“油花、油膜”，加起來仍能占原始儲量的30%以上。但這些油層中的含水量已接近98%，幾乎就是“水中撈油”。
在這種條件下，王德民決定推動四次采油，這相當(dāng)于不僅要從公認(rèn)已經(jīng)廢棄封存的油層中找油，還要開采得經(jīng)濟(jì)劃算。
這是世界級難題。早在20世紀(jì)90年代初，國外就大力研究井下油水分離注采工藝，降低含水量，但因注入壓力不斷上升等問題難以解決，2000年后便鮮有報道。
王德民再一次在普遍認(rèn)為“不可能”的質(zhì)疑聲中，堅定前進(jìn)。
2017年，在大慶油田已關(guān)停13年的區(qū)塊內(nèi)，王德民研發(fā)的“井下油水分離同井注采”工藝進(jìn)行了小規(guī)模推廣試驗(yàn)，在世界上首次成功實(shí)現(xiàn)了四次采油。已經(jīng)廢棄的油藏，重新煥發(fā)出生命力。
但王德民知道，四次采油不只是單一技術(shù)問題，而是過去采油、開發(fā)、地面建設(shè)三大核心問題的集合。
“這個題目非常大，可能得干十幾年甚至幾十年。在還能干的時候，我想多干一些。”王德民說。
從一次采油到四次采油，從最初單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算，到需要理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的創(chuàng)新工作，再到如今全局一盤棋的宏大規(guī)劃——87歲的王德民還在為65歲的大慶油田做著未來5年、10年、15年的規(guī)劃。
愛一片土地，則為之計深遠(yuǎn)。歷經(jīng)世事風(fēng)霜后，這位已經(jīng)滿頭銀絲的老人，依然會想起16歲那年被譽(yù)為中國“保爾•柯察金”的吳運(yùn)鐸來到他所在的學(xué)校，作了長達(dá)7個小時的報告。當(dāng)時臺下的少年淚流滿面，滿懷為黨和國家奉獻(xiàn)一生的深情和熱望，想要把“整個生命和全部精力，都獻(xiàn)給世界上最壯麗的事業(yè)”。■
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2024年6月刊 封面)