2022年12月，勝利油田高級(jí)專(zhuān)家王濤正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行一項(xiàng)三次采油技術(shù)的化學(xué)試驗(yàn)攻關(guān)，目的是提高高溫高壓地層中石油采油量。
三次采油技術(shù)是提高原油采收率的重要手段，在石油界，通常把利用油層能量形成自噴采油稱(chēng)為一次采油，而通過(guò)將水注入地下把石油擠出來(lái)的驅(qū)油方式，則被稱(chēng)為二次采油，但是持續(xù)數(shù)十年，不斷地向地下油層注水驅(qū)油，往往會(huì)使得原油的含水率越來(lái)越高，因此，就需要使用化學(xué)藥劑降低含水率從而獲得更多的石油，這就是三次采油。
自2004年以來(lái)，王濤已經(jīng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了多項(xiàng)三次采油技術(shù)的難關(guān)，將二十多項(xiàng)科研成果應(yīng)用于油田生產(chǎn)，創(chuàng)造數(shù)億元的經(jīng)濟(jì)效益。2020年，王濤獲得了全國(guó)勞動(dòng)模范榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。“一開(kāi)始沒(méi)有這么清晰的認(rèn)識(shí)，因?yàn)閷?duì)油藏那個(gè)時(shí)候還不太了解，我也以為打一口油井，油就會(huì)自噴出來(lái)，但是我們國(guó)家的油藏條件非常復(fù)雜，就是我們要用到更多的化學(xué)藥劑，可能去注入到地底下，所以我們的成本本身就比國(guó)外的要高，所以在這種近（乎）廢棄、特高含水的這種采出技術(shù)上，三次采油也好，堵水調(diào)剖也好，我們就是世界領(lǐng)先的” 王濤這樣說(shuō)。
那么，究竟是什么原因讓王濤走上了獻(xiàn)身于國(guó)家石油事業(yè)的奮斗之路，在研發(fā)化學(xué)驅(qū)油技術(shù)的過(guò)程中，她又經(jīng)歷了哪些難關(guān)呢？
1976年，王濤出生于山東威海的一個(gè)石油工人家庭，父親是勝利油田的采油工人。1982年，為了避免父親兩地奔波，王濤全家離開(kāi)威海搬到勝利油田所在地，從那時(shí)起，她也慢慢地接觸到了石油的開(kāi)采工作。
“我跟著我媽媽第一次到這兒的時(shí)候，我記得印象中是一片鹽堿灘，地都是白的，我們從那么一個(gè)富饒的地方來(lái)到了一個(gè)這么貧瘠的地方，我媽媽告訴我一句話(huà)說(shuō)：‘孩子，人生是這樣，首先一家人要在一起，爸爸的事業(yè)在這里?！倚r(shí)候就記得，我爸老要加班，不在家，然后上井，有的時(shí)候就說(shuō)去“戰(zhàn)井噴”了，總之回來(lái)的時(shí)候渾身臟兮兮的，但是在我的印象中，他從來(lái)沒(méi)有抱怨過(guò)，他都覺(jué)得很開(kāi)心，每次一說(shuō)起來(lái)都（是）很開(kāi)心，從小我們就是聽(tīng)著《我為祖國(guó)獻(xiàn)石油》長(zhǎng)大的，其實(shí)這件事情在別人可能覺(jué)得辛苦，但是在我們心中為祖國(guó)獻(xiàn)石油是一件豪情萬(wàn)丈的事情?！?/span>
在家人的熏陶下，王濤逐漸對(duì)石油產(chǎn)生了濃厚興趣，1994年，她選擇了石油大學(xué)北京化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)，開(kāi)始正式接觸采油、煉油等工藝，2001年碩士畢業(yè)后她又考取了中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所博士研究生，2004年博士畢業(yè)后，王濤面臨眾多待遇優(yōu)厚的工作卻毅然選擇回到山東東營(yíng)進(jìn)入勝利油田博士后科研工作站孤島分站，在當(dāng)時(shí)，勝利油田的大部分油井，都是靠注水驅(qū)油技術(shù)來(lái)采油，也就是在采油過(guò)程中通過(guò)注水井向油層注水，靠著水的壓力將石油頂出來(lái)，然而，經(jīng)過(guò)幾十年的注水驅(qū)油使得注入的水，總是朝著相同方向流動(dòng)，導(dǎo)致部分油藏常年被水沖刷，而其它部分的油藏卻得不到?jīng)_刷，采出原油的含水率越來(lái)越高，到2004年時(shí) ，勝利油田整裝油田，綜合含水已經(jīng)達(dá)到了百分之九十六，因此需要王濤等科研人員研制適合的化學(xué)藥劑去降低含水率。“我們也經(jīng)過(guò)了幾十年的開(kāi)采，地底下有很多的水的 “高速公路”，所以說(shuō)我們注水的過(guò)程中，水它不再去驅(qū)油了，它就沿著水的“高速公路”從注水井下去，從油井就采出來(lái)了，所以我們當(dāng)時(shí)就想，做的就是如何把這個(gè)水堵住，相當(dāng)于我不讓水在地底下去無(wú)效地去竄流，那么讓它去繞流那些含油的“羊腸小道”，這樣的話(huà)就是說(shuō)我的油井的含油就會(huì)上升，含水就會(huì)下降，舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，就是我們每采出一百?lài)嵉囊毫?，里面就含有九十多噸的水，所以說(shuō)，如果說(shuō)含水率下降一個(gè)百分點(diǎn)，就相當(dāng)于，能夠多采出一噸的油，我想讓勝利（油田）的含水降低，哪怕讓勝利（油田）的一口井或者幾口井（降低），那么它的產(chǎn)量有提升，那么這就是我的價(jià)值所在。
王濤口中所謂的地下“高速公路”，其實(shí)是小到只有幾微米的巖石孔道，這些孔道雖小，但卻密密麻麻地，分布在注水井與采油井中間幾十萬(wàn)立方米的地層中，多到不計(jì)其數(shù)，想要封堵這些地下孔道，就需要王濤調(diào)配出適合的交聯(lián)聚合物。交聯(lián)聚合物是由聚合物和交聯(lián)劑在水中形成的一類(lèi)化學(xué)體系，依靠形成的交聯(lián)聚合物線(xiàn)團(tuán)實(shí)現(xiàn)對(duì)地下孔道的封堵，然而受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響，驅(qū)油所用的水常?；旌细鞣N雜質(zhì)，使得王濤在實(shí)驗(yàn)室配出的交聯(lián)聚合物，往往到了現(xiàn)場(chǎng)就幾乎失了靈。
“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室做任何的實(shí)驗(yàn)，燒杯都要刷得干干凈凈，但是現(xiàn)場(chǎng)配液的池，在那個(gè)池壁上有一層厚厚的鐵銹，鐵銹的東西對(duì)聚合物就是降解的東西，所以如果你完全按照實(shí)驗(yàn)室的配方做出來(lái)的東西現(xiàn)場(chǎng)肯定是沒(méi)法兒用的，所以當(dāng)時(shí)我就想，能不能我就先讓它們提前反應(yīng)成一個(gè)小的交聯(lián)（聚合物）線(xiàn)團(tuán)，我再注到地底下去。”
經(jīng)過(guò)周密分析后，王濤決定將交聯(lián)聚合物改造成聚合物微球，使其在注入地下前就發(fā)生反應(yīng)，如此便可以不受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的干擾，微球注入后體積膨脹，從而達(dá)到堵塞地下孔道的效果。2005年王濤和團(tuán)隊(duì)在對(duì)一口注水井注入55噸聚合物微球后，大孔道的封堵效果取得了明顯提高，對(duì)應(yīng)油井的含水率從百分之九十六降低到百分之九十三，采油量增加約三千噸，盡管如此，王濤對(duì)結(jié)果卻并不滿(mǎn)意。
“我當(dāng)時(shí)覺(jué)得這個(gè)技術(shù)還是有很多的發(fā)展空間的，那只是解決了一個(gè)小的問(wèn)題，它也不是所有的油藏都適用，降低了三個(gè)含水百分點(diǎn)，我們想的是能不能再降得多一點(diǎn)，當(dāng)時(shí)覺(jué)得還是降得少了點(diǎn)兒，說(shuō)是不是我們的球設(shè)計(jì)得有點(diǎn)兒小，能不能再做大一點(diǎn)?！?/span>聚合物微球的推廣，讓勝利油田孤島采油廠(chǎng)的含水率得到一定程度的下降，但是由于地下孔道大小不一，而聚合物微球的膨脹倍數(shù)有限，無(wú)法封堵較大的地下孔道，王濤非常篤定地堅(jiān)信這種技術(shù)還有極大的改進(jìn)提升空間，于是2005年初，王濤和團(tuán)隊(duì)開(kāi)始優(yōu)化聚合物微球技術(shù)，他們需要控制好聚合物微球的膨脹時(shí)間，但是，地下巖層的情況復(fù)雜又無(wú)法探明，王濤團(tuán)隊(duì)只能通過(guò)物理模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試即篩選合適的沙子模擬巖層以此來(lái)判斷聚合物微球與地層的匹配情。
“我們做了幾天實(shí)驗(yàn)后，就發(fā)現(xiàn)聚合物微球它在封堵地下大孔道的時(shí)候存在兩個(gè)缺點(diǎn)，它從納米級(jí)膨脹到微米級(jí)，需要一定的時(shí)間，如果膨脹得慢了，它到大孔道的時(shí)候還沒(méi)來(lái)得及膨脹就會(huì)被沖走，如果是膨脹得很大，這個(gè)球就會(huì)變得非常地軟，所以這樣的話(huà)它又封不住我們地大孔道?！?/span>
此時(shí)的王濤面臨著一個(gè)十分矛盾的局面，物理模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明想要封堵諸如大孔道，或巖石縫隙，需要把聚合物微球做得更大，可是一旦將微球做大，微球在地層中的通過(guò)性也會(huì)變差，到不了地層深處就會(huì)堵塞。那么如何將聚合物微球做大且還要讓它走得更遠(yuǎn)呢。
“剛開(kāi)始的時(shí)候也是不知道從何處下手，應(yīng)該就是（正月）十五前后，那會(huì)兒煮湯圓，在家里煮，有一個(gè)破了，特別是那個(gè)餡兒破了以后給我的一個(gè)靈感，就覺(jué)得我也可以設(shè)計(jì)出一種東西來(lái)?！?/span>
這次意外的靈感啟發(fā)使王濤立刻著手調(diào)整設(shè)計(jì)方案，將聚合物微球設(shè)計(jì)成“皮包餡兒”的膠囊結(jié)構(gòu)，外層包裹的膠囊能夠在聚合物入水后起到一定的保護(hù)作用，從而延緩聚合物微球膨脹的時(shí)間，帶著對(duì)聚合物膠囊的期望，王濤和助手展開(kāi)了一系列全新的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，不僅要測(cè)試出聚合物膠囊的有效與否，還有周密計(jì)算出它的封堵效果。
“物理模擬實(shí)驗(yàn)一天的封堵率多少，五天的封堵率多少，十天的封堵率，十五天？到底是多少天才能膨脹到最大，王濤和助手前后做了數(shù)十組物理模擬實(shí)驗(yàn)，每次的試驗(yàn)周期都要在一周左右，雖然封堵率能夠根據(jù)天數(shù)有效控制，但新的問(wèn)題也馬上出現(xiàn)，封堵率不是越高越好，到底封堵率是應(yīng)該百分之九十九更好還是百分之八十更好，還是百分之五十更好，大家是有分歧的，因?yàn)樗怯鏊蛎浀?，那里只要沒(méi)有水，它就不會(huì)膨脹，哪里阻力小，它往哪里去走，它先把“高速公路”堵了，去繞“羊腸小道”，“羊腸小道”變成“高速公路”，它又把“羊腸小道”堵了，它就再繞，是周期性地在變化?！?/span>
經(jīng)過(guò)熱烈地討論后，王濤和團(tuán)隊(duì)最終得出結(jié)論，根據(jù)地層的滲透率，水流速度，將聚合物膠囊的封堵率控制在百分之七十至百分之八十之間能夠達(dá)到理想的效果。
“博士后（工作站的）助手是我一部分工作，我們還有其它的工作，所以有時(shí)候，她自己就需要篩一些沙子，那天篩完了以后，臉上好多灰土，我進(jìn)去一看，我說(shuō)你咋成這個(gè)樣子了，她說(shuō)，你不在我著急，我要用，我就去篩，她自己能做絕對(duì)就去做，而且反復(fù)地去做，我也是從她身上學(xué)到了不少東西，所以她的研究成果之所以實(shí)用，見(jiàn)效，就是她把握問(wèn)題把握得比較準(zhǔn)，然后改進(jìn)得比較到位，到最后，現(xiàn)場(chǎng)就取得了比較好的效果?！?/span>
2006年底，王濤設(shè)計(jì)的聚合物膠囊在孤島采油廠(chǎng)投入使用，有效地封堵了采油井下大量的“高速公路”，最終將含水率下降到百分之九十左右，十幾年來(lái)，王濤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的聚合物微球技術(shù)，為勝利油田效益增油超過(guò)十五萬(wàn)噸，目前已在國(guó)內(nèi)應(yīng)用上千井次。
孤島采油廠(chǎng)的技術(shù)推廣，讓王濤在勝利油田嶄露頭角，2007年，她在博士后出站后，進(jìn)入勝利油田石油工程技術(shù)研究院，隨后的幾年間，王濤陸續(xù)完成乳液聚合物，延時(shí)增粘聚合物等多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，但她很快就遇到了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，解決二氧化碳驅(qū)油技術(shù)的難題，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)既可以提高原有的采收率，又可以封存二氧化碳，保護(hù)大氣環(huán)境，可謂一舉多贏(yíng)，2009年，勝利油田純粱采油廠(chǎng)首次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)二氧化碳驅(qū)油技術(shù)，但在連續(xù)注入二氧化碳多年后，到2012年，油田頻繁發(fā)生二氧化碳?xì)飧Z問(wèn)題，導(dǎo)致采油效率降低。
“隨著長(zhǎng)期的注入，二氧化碳也會(huì)沿著一個(gè)固定的通道去進(jìn)行竄逸，這里就相當(dāng)于我要把二氧化碳的竄逸的通道給它堵上，讓二氧化碳去驅(qū)更多的油，那么當(dāng)時(shí)就想能不能做一個(gè)能在二氧化碳中溶解的東西帶到地底下去，我們做了一個(gè)泡沫劑在地下去發(fā)泡，他本來(lái)是有這個(gè)竄逸通道，我們把這個(gè)通道用泡沫給它封堵上，讓二氧化碳走其他含油的地方?！?/span>
多年來(lái)技術(shù)攻關(guān)的成功給了王濤極大的自信，她和團(tuán)隊(duì)根據(jù)二氧化碳驅(qū)油技術(shù)的特點(diǎn)開(kāi)始研制泡沫劑，用以封堵住油井下的“高速公路”，2015年底，泡沫劑研制成功，然而現(xiàn)實(shí)卻給了王濤當(dāng)頭一棒。
“由于注入的液態(tài)二氧化碳溫度低于零下二十?dāng)z氏度，導(dǎo)致泡沫劑還沒(méi)觸及地層就被完全凍住，往下注的過(guò)程中，整個(gè)發(fā)生了冰堵，兩天之后才自然升溫解開(kāi)，然后就沒(méi)有辦法，我們就撤下來(lái)了，回來(lái)以后我們就開(kāi)始改藥劑，要耐得住零下二十多（攝氏）度的溫度，那個(gè)時(shí)候?qū)嶒?yàn)室的冰箱制冷都沒(méi)那么好，我們都在家里弄點(diǎn)兒（泡沫劑）看一看放到冰箱零下二十?dāng)z氏度能不能凍住，如果不能凍住的話(huà)，那這個(gè)配方才是可以?！?/span>
2016年3月，王濤和團(tuán)隊(duì)又一次信心滿(mǎn)滿(mǎn)地到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)測(cè)試，就在大家對(duì)成功翹首以盼時(shí)，卻不料改良的泡沫劑又一次被凍住。
“在室內(nèi)做的，它不冰堵，到了現(xiàn)場(chǎng)的條件可能是更加惡劣的所以還是冰堵了，液態(tài)（二氧化碳）它要變成氣態(tài)，瞬間吸收大量的熱量，就會(huì)發(fā)生冰堵，所以我們只好又灰溜溜地回來(lái)了，后來(lái)的時(shí)候，我們工藝也改進(jìn)了一下，就是說(shuō)我們工藝可以做成段塞式的，就是一段我打泡沫劑，一段我再打二氧化碳?！?/span>
2016年九月，在歷時(shí)一千多個(gè)日夜的艱苦攻關(guān)后，王濤和團(tuán)隊(duì)終于成功研制出具有國(guó)際領(lǐng)先水平的二氧化碳?xì)馊苄耘菽瓌?，并在勝利油田推廣開(kāi)來(lái)，為綠色低碳新技術(shù)在全國(guó)推廣應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐。
“在成長(zhǎng)過(guò)程中，不斷接到一些有趣的挑戰(zhàn)，我覺(jué)得這些事情都很有意義，實(shí)現(xiàn)了這種二氧化碳?xì)馊苄曰蛘呖扇苄缘脑诘叵碌姆飧Z技術(shù)，所以說(shuō)最后做成了以后，還是特別有成就感的?！?在解決了二氧化碳?xì)飧Z問(wèn)題后，近年來(lái)，勝利油田將二氧化碳注入地下驅(qū)油，促進(jìn)碳中和，覆蓋地質(zhì)儲(chǔ)油量約2500萬(wàn)噸，可以實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)噸，年注入二氧化碳的能力，相當(dāng)于植樹(shù)近900萬(wàn)棵的降碳量，進(jìn)入勝利油田近二十年來(lái)，王濤主持參與二十余項(xiàng)國(guó)家級(jí)，省部級(jí)科技攻關(guān)項(xiàng)目，創(chuàng)造數(shù)億元的經(jīng)濟(jì)效益，為油田效益開(kāi)發(fā)提供了有力支撐。
“來(lái)勝利油田十八年了，其實(shí)也就做了這一件事情，可能其中有很多小的技術(shù)或者是什么，但是我覺(jué)得相比于勝利油田的這個(gè)大舞臺(tái)給予我的，其實(shí)我覺(jué)得我做得還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，“我為祖國(guó)獻(xiàn)石油”的這個(gè)初心一直在這里，我做的所有事情都是想讓油井的產(chǎn)量來(lái)提升，給國(guó)家獻(xiàn)更多的石油，父輩們當(dāng)時(shí)也是非常難，他們是從無(wú)到有創(chuàng)下了一個(gè)大的油田，那么我們接手的時(shí)候是一個(gè)高含水的油田，我們就要沿著這個(gè)腳步去走下去，就是說(shuō)如何讓高含水油田去煥發(fā)新的青春，希望未來(lái)有更多的這種低成本的提高采收率的技術(shù)讓我們地下的原油，能夠更多地被開(kāi)采出來(lái)。
