石油技術(shù)中國(guó)心

文／本刊記者 鄭 丹

上下求索，不斷超越，我國(guó)石油技術(shù)研發(fā)始終以滿足國(guó)家所需、人民所求為己任。

▲四十載圓夢(mèng)，大乙烯揚(yáng)威。 供圖/林旭濤

上天可闞月，入地擒油龍，下海能自如。我國(guó)石油化工技術(shù)何以取得今天的成績(jī)？

航空煤油、復(fù)雜油氣藏勘采、深海鉆完井……沒有哪一樣技術(shù)不是千里之行足下始。如果沒有長(zhǎng)期的、辛勤的、創(chuàng)造性的勞動(dòng)，將科研與實(shí)際相結(jié)合，與社會(huì)需求相結(jié)合，并且一步一個(gè)腳印往前走，我們不會(huì)取得這樣好的成績(jī)。

上下求索，不斷超越。我國(guó)石油化工科技工作者從未停止對(duì)國(guó)產(chǎn)化之夢(mèng)的追尋，并最終把夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)。

核心技術(shù)必須要國(guó)產(chǎn)化

歷史告訴我們，沒有自己的技術(shù)，注定要受制于人。而當(dāng)今世界，誰也不愿受制于人。于是，攻克一批“卡脖子”技術(shù)，是談到科技創(chuàng)新時(shí)我們常常聽到的一句話。

“卡脖子”，能有多“卡”？

1950 年，抗美援朝戰(zhàn)爭(zhēng)開始后，帝國(guó)主義國(guó)家對(duì)剛剛成立的新中國(guó)實(shí)行封鎖。

那時(shí)，炭黑作為汽車和飛機(jī)輪胎的重要原材料極其緊缺。當(dāng)我國(guó)在炭黑和提氦工業(yè)奠基人張鐵生的指導(dǎo)下生產(chǎn)出國(guó)產(chǎn)品牌圣燈牌炭黑，國(guó)際市場(chǎng)炭黑價(jià)格瞬間從每噸舊幣6 億多元降至舊幣6000 多萬元。

回憶那個(gè)年代，中國(guó)工程院院士徐承恩說，對(duì)當(dāng)時(shí)尚沒有多少煉油能力的新中國(guó)來說，“后方一滴油，前方一滴血?！?/p>

后來，我們有了“五朵金花”。

流化催化裂化這朵“金花”的發(fā)明者、中國(guó)科學(xué)院院士陳俊武憶起當(dāng)年時(shí)說：“看到北京天安門前長(zhǎng)安街上的公共汽車還背著大煤氣包，我們作為石油煉制領(lǐng)域的科技工作者，感到十分壓抑，有強(qiáng)烈的緊迫感，下決心要建設(shè)我國(guó)的流化催化裂化裝置……”

…… ……

“為有犧牲多壯志，敢叫日月?lián)Q新天?！毙轮袊?guó)成立后，我國(guó)石油化工技術(shù)在一窮二白、極為薄弱的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)攻克“卡脖子”技術(shù)的奇跡。

從十年談判未果，到僅用39 個(gè)月完成一項(xiàng)舉世矚目的國(guó)產(chǎn)化工程，獲得2020 年度國(guó)家科學(xué)進(jìn)步特等獎(jiǎng)初評(píng)的“400 萬噸/年煤間接液化成套技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”成為“社會(huì)主義是干出來的”最佳印證，其煤制油核心技術(shù)走過的同樣是一條自我創(chuàng)新的國(guó)產(chǎn)化之路。

2004 年開始，寧夏煤業(yè)公司與南非沙索公司艱難談判了10 年，但最終沒有就核心技術(shù)引進(jìn)達(dá)成協(xié)議。據(jù)說，沙索公司開出的條件極為苛刻，僅費(fèi)托合成一項(xiàng)技術(shù)就要價(jià)25 億美元。

不引進(jìn)，自主關(guān)鍵技術(shù)靠自己！承擔(dān)著國(guó)家37項(xiàng)重大技術(shù)、裝備及材料自主國(guó)產(chǎn)化任務(wù)，國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司400 萬噸/年煤炭間接液化示范項(xiàng)目最終把國(guó)產(chǎn)化率做到了98%。

在中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展部副處長(zhǎng)李宇靜看來，400 萬噸/年煤間接液化項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，說明現(xiàn)代煤化工示范或生產(chǎn)裝置運(yùn)行水平不斷提高。

油氣勘采和煉油化工尖端技術(shù)的較量，同樣可圈可點(diǎn)。

中國(guó)石化北京化工研究院（以下簡(jiǎn)稱北化院）的科研人員告訴本刊記者，他們開發(fā)的碳三加氫催化劑在日本一家工廠從1992 年一直用到現(xiàn)在，二十多年過去了，日本的技術(shù)人員認(rèn)為仍然可以繼續(xù)使用，依然沒有采購(gòu)他們的新催化劑。盡管新的生意無法做，但看到自己開發(fā)的催化劑能夠得到這樣高的評(píng)價(jià)還是挺開心的。

上述只是我國(guó)幾代石油化工科研追夢(mèng)人的一個(gè)個(gè)縮影。是他們，讓我們可以不用說“外國(guó)的月亮比中國(guó)圓”，因?yàn)槲覈?guó)石油化工技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化夢(mèng)一個(gè)個(gè)地圓了。

保障國(guó)家能源安全

“我國(guó)資源稟賦特點(diǎn)是富煤缺油少氣，目前油氣的對(duì)外依存度都很高，尤其是原油的對(duì)外依存度已經(jīng)超了70%，發(fā)展煤制油對(duì)保障我國(guó)能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義?！敝袊?guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展部副處長(zhǎng)李宇靜說，“所以，國(guó)家對(duì)煤制油技術(shù)定位為戰(zhàn)略儲(chǔ)備?！?/p>

近年來，國(guó)際原油期貨價(jià)格深跌，上游油氣開采成本壓力陡增。中國(guó)石油大學(xué)(北京)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院副教授、博士金鐳認(rèn)為：“雖然油價(jià)低可以使我們進(jìn)口更多的油，但是還是要立足本國(guó)。正如習(xí)總書記提出的要注重國(guó)內(nèi)大循環(huán)?！?/p>

經(jīng)過長(zhǎng)期研發(fā)，一批國(guó)產(chǎn)化油氣勘采技術(shù)又迎來開花結(jié)果。

6 月9 日，我國(guó)首個(gè)深水自營(yíng)大氣田——中國(guó)海油陵水17-2 氣田完成首口開發(fā)井作業(yè)。應(yīng)用于該氣田的“海洋深水淺層鉆井關(guān)鍵技術(shù)及工業(yè)化應(yīng)用”獲得2020 年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)初評(píng)二等獎(jiǎng)。

“中國(guó)海油十分重視科技創(chuàng)新和科研成果轉(zhuǎn)化，通過十幾年不懈科技攻關(guān)，在深水淺層鉆井關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破?！敝袊?guó)石油大學(xué)(北京)安全與海洋工程學(xué)院副院長(zhǎng)楊進(jìn)教授表示。

“海洋深水淺層鉆井關(guān)鍵技術(shù)及工業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目組發(fā)明了深水淺層鉆井精準(zhǔn)設(shè)計(jì)技術(shù)和安全高效的鉆井作業(yè)控制技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了超越，牽頭起草了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；作業(yè)效率提高一倍以上，淺層鉆井成功率達(dá)100%；發(fā)明的自主可控的高承載、高效率深水淺層鉆井關(guān)鍵裝備實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷。

據(jù)悉，預(yù)計(jì)于2021 年投產(chǎn)的陵水17-2 氣田每年將為粵港瓊等地穩(wěn)定供氣30 億立方米，滿足大灣區(qū)1/4 的民生用氣需求。

“傳統(tǒng)的油氣勘探開發(fā)我們一直在進(jìn)行，到現(xiàn)在應(yīng)該說該發(fā)現(xiàn)的都發(fā)現(xiàn)了。未來需要對(duì)一些難動(dòng)用、難勘測(cè)或者一些復(fù)雜地質(zhì)條件的油氣進(jìn)行充分的勘探開發(fā)?！苯痂D指出。

能源安全，國(guó)之所憂。雖然原油產(chǎn)量掉下2 億噸線暫時(shí)沒有對(duì)能源安全造成多大影響，但在專家看來，做好儲(chǔ)備方能在低油價(jià)下過好冬天。

“國(guó)內(nèi)油氣儲(chǔ)備量相對(duì)降低，‘三桶油’必須要向深度勘采進(jìn)軍，提升相應(yīng)的儲(chǔ)備能力?！苯痂D表示。在他看來，“這可能也是多個(gè)針對(duì)更深度、地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜、成藏機(jī)制也比較復(fù)雜的勘探開發(fā)技術(shù)獲初評(píng)獎(jiǎng)的重要原因之一。因?yàn)椋瑢?shí)現(xiàn)在非傳統(tǒng)領(lǐng)域地質(zhì)構(gòu)造找油找氣，對(duì)我國(guó)穩(wěn)定油氣生產(chǎn)，保障能源安全非常有利。”

滿足人民對(duì)美好生活需求

如何讓化工品最大限度地滿足人民對(duì)美好生活的需求？以汪燮卿為代表的幾代科研工作者為此一直在奮斗。

七八十年以前，我們用的牙刷刷毛是用很硬的豬鬃做的，非常貴?，F(xiàn)在的牙刷兩三塊錢就能買到。為什么會(huì)有這么大的變化？因?yàn)楝F(xiàn)在的牙刷毛用的是聚丙烯，價(jià)格相對(duì)便宜。

“我們發(fā)展了石油化工技術(shù)來替代傳統(tǒng)的原材料，價(jià)錢便宜了，人們也買得起，而且更加容易推廣了。”汪燮卿說。隨著技術(shù)進(jìn)步，許多生活所需的化工產(chǎn)品成本大大下降。

“習(xí)近平總書記說人們對(duì)美好生活的追求就是我們的奮斗目標(biāo)，我認(rèn)為這句話說到點(diǎn)子上去了?；ぱ芯空咭獫M足人民在生活各方面的需求。為此，我們要好好地想想辦法，做好自己的工作。”汪燮卿表示。

就像找油夢(mèng)一樣，乙烯因?yàn)槭窃S多民生產(chǎn)品的原料，發(fā)展乙烯也是化工業(yè)的夢(mèng)想。但直至今天，國(guó)內(nèi)乙烯自給率只有50%左右。

我國(guó)的乙烯產(chǎn)業(yè)，在2013 年有了一個(gè)大飛躍。此前，國(guó)內(nèi)大多是一些“小乙烯”遍地開花。2013 年8 月，首個(gè)“大乙烯”項(xiàng)目在武漢石化投產(chǎn)。該項(xiàng)目2008 年開始設(shè)計(jì)、產(chǎn)能為80 萬噸/年，采用中國(guó)石化自主研發(fā)的乙烯成套工藝技術(shù)。其中，8 臺(tái)裂解爐全部采用中國(guó)石化CBL 技術(shù)。這是國(guó)產(chǎn)化成套乙烯技術(shù)首次在國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)用。

2007 年進(jìn)入北化院工作，現(xiàn)在是乙烯研究所高級(jí)工程師的李蔚告訴本刊記者，他剛來的時(shí)候就趕上了武漢80 萬噸/年乙烯裝置建設(shè)項(xiàng)目啟動(dòng)。“當(dāng)時(shí)主要是一邊跟著前輩們學(xué)習(xí)，一邊開始接觸裂解爐的設(shè)計(jì)工作?！?/p>

令他記憶猶新的是協(xié)助武漢石化裂解爐裝置開車和考核的那段經(jīng)歷。那是2013 年8 月，在素有“火爐”之稱的武漢，晴天時(shí)驕陽似火。“只要在室外一待就是一身汗。我們?nèi)右话愕迷谘b置上待至少兩三個(gè)小時(shí)以上。雖然在裝置里面不怎么曬得到太陽，但取樣點(diǎn)靠近八九百度高溫的廢熱鍋爐，這里的氣溫很高。每天，我們都要爬到30 多米高的平臺(tái)去取樣，而且要爬兩到三趟。我都把臺(tái)階數(shù)了好多遍，198 級(jí)?！?/p>

中韓(武漢)石化乙烯裝置正在擴(kuò)能改造，向著年產(chǎn)110 萬噸邁進(jìn)。擴(kuò)大產(chǎn)能后，有望增產(chǎn)市場(chǎng)所需的高附加值化工產(chǎn)品，發(fā)揮現(xiàn)有裝置潛能。

“舉國(guó)體制”，北化院副院長(zhǎng)王國(guó)清表示，“對(duì)我們來說，就是要能夠?yàn)楹铣刹牧咸峁└玫脑?。未來我們?huì)更多地攻克一些特殊用途的產(chǎn)品和工藝，讓裂解爐原料適應(yīng)性更強(qiáng)、能耗更低?！?/p>

石油精神的一脈傳承

有條件要上，沒有條件創(chuàng)造條件也要上。我國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)關(guān)鍵技術(shù)的自主研發(fā)之路，像蜿蜒回轉(zhuǎn)的天然氣管道一樣不乏曲折。

2008 年前后，隨著我國(guó)大港儲(chǔ)氣庫(kù)群的全面投運(yùn)，以及呼圖壁、相國(guó)寺等6 座儲(chǔ)氣庫(kù)的規(guī)劃建設(shè)，攻關(guān)套管柱安全評(píng)價(jià)和注采井風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的重任落在了中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱管研院）儲(chǔ)氣庫(kù)完整性技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)的肩上。

沒有能夠借鑒的經(jīng)驗(yàn)，管研院儲(chǔ)氣庫(kù)完整性研究團(tuán)隊(duì)砥礪前行，自主創(chuàng)新，開展攻關(guān)。

“在剛接到儲(chǔ)氣庫(kù)完整性課題時(shí)，認(rèn)為儲(chǔ)氣庫(kù)完整性和管道完整性在理念上相差不大，就想著把管道完整性技術(shù)用在儲(chǔ)氣庫(kù)上，可事實(shí)上儲(chǔ)氣庫(kù)完整性要比管道復(fù)雜得多。因?yàn)榈厣稀⒌叵峦耆煌?，服役工況又極其苛刻，必須構(gòu)建針對(duì)性的完整性技術(shù)體系?！惫苎性焊痹洪L(zhǎng)趙新偉說。

上天不易，入地更難。對(duì)于深達(dá)數(shù)千米的井筒，每一根管柱一旦密封失效，就意味著儲(chǔ)氣庫(kù)井的第一道屏障失效。

為了攻克交變載荷下管柱設(shè)計(jì)無標(biāo)準(zhǔn)的難題，管研院儲(chǔ)氣庫(kù)完整性研究團(tuán)隊(duì)的科研人員數(shù)次采取三班倒連續(xù)7 天進(jìn)行30 周次拉壓交變載荷下管柱氣密封試驗(yàn)，最終揭示了多周次拉壓交變工況下注采管柱螺紋密封失效機(jī)理，建立了儲(chǔ)氣庫(kù)注采管柱結(jié)構(gòu)、密封和腐蝕完整性設(shè)計(jì)方法，并發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 7370 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采管柱選用與優(yōu)化設(shè)計(jì)推薦做法。

采納了管研院儲(chǔ)氣庫(kù)完整性研究團(tuán)隊(duì)的建議，板橋儲(chǔ)氣庫(kù)群將原來的BGT1 扣升級(jí)為BGT2，有效解決了螺紋密封失效的問題。

作為“復(fù)雜地質(zhì)條件氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目組的另一成員，中國(guó)石油工程技術(shù)研究院研發(fā)的油套管螺紋氣密封檢測(cè)裝備為儲(chǔ)氣庫(kù)管柱安全也發(fā)揮了重要作用。相比國(guó)外工具，開發(fā)的螺紋氣密封檢測(cè)設(shè)備在精度、模塊化、安全性、可操作性等方面指標(biāo)領(lǐng)先，不僅在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)彎道超車，而且打破國(guó)外壟斷，檢測(cè)費(fèi)用也大幅下降。

“困難面前有我們，我們面前沒困難?！?/p>

中國(guó)石化集團(tuán)公司功勛專家、化工研究院副總工程師戴偉，令院里的許多后輩印象深刻。他負(fù)責(zé)研發(fā)的碳二選擇加氫催化劑BC-H-20B 是國(guó)內(nèi)第一代碳二選擇加氫催化劑，不僅為國(guó)產(chǎn)化催化劑打開了市場(chǎng)，而且打破了國(guó)外壟斷，使原來價(jià)格昂貴的國(guó)外產(chǎn)品不得不大幅降價(jià)。作為早期的國(guó)產(chǎn)化技術(shù)典范，碳二選擇加氫催化劑獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

“聽前輩們說，在碳二選擇加氫催化劑尚在實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)階段時(shí)，戴總每天凌晨三四點(diǎn)就在實(shí)驗(yàn)室忙碌開了?！北被阂蚁┭芯克?xiàng)目負(fù)責(zé)人毛祖旺說。

“對(duì)做技術(shù)的人來說，我們的工作就是一個(gè)傳承。前輩把工作做到一定程度了，到我們這里，不能把它給丟了。”張利軍表示，“幾十年下來，我們所的各項(xiàng)技術(shù)不斷推陳出新，目前已授權(quán)專利加起來有四五百項(xiàng)了。”

▲供圖/沈志軍 胡慶明 勝利石油工程公司