2022年12月，勝利油田高級(jí)專家王濤正帶領(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為一次采油，而通過將水注入地下把石油擠出來的驅(qū)油方式，則被稱為二次采油，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，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，王濤獲得了全國勞動(dòng)模范榮譽(yù)稱號(hào)。“一開始沒有這么清晰的認(rèn)識(shí)，因?yàn)閷τ筒啬莻€(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，但是我們國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。
那么，究竟是什么原因讓王濤走上了獻(xiàn)身于國家石油事業(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)富饒的地方來到了一個(gè)這么貧瘠的地方，我媽媽告訴我一句話說：‘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。’我小時(shí)候就記得，我爸老要加班，不在家，然后上井，有的時(shí)候就說去“戰(zhàn)井噴”了，總之回來的時(shí)候渾身臟兮兮的，但是在我的印象中，他從來沒有抱怨過，他都覺得很開心，每次一說起來都（是）很開心，從小我們就是聽著《我為祖國獻(xiàn)石油》長大的，其實(shí)這件事情在別人可能覺得辛苦，但是在我們心中為祖國獻(xiàn)石油是一件豪情萬丈的事情。”
在家人的熏陶下，王濤逐漸對石油產(chǎn)生了濃厚興趣，1994年，她選擇了石油大學(xué)北京化學(xué)工程專業(yè)，開始正式接觸采油、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)來采油，也就是在采油過程中通過注水井向油層注水，靠著水的壓力將石油頂出來，然而，經(jīng)過幾十年的注水驅(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)過了幾十年的開采，地底下有很多的水的 “高速公路”，所以說我們注水的過程中，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”，這樣的話就是說我的油井的含油就會(huì)上升，含水就會(huì)下降，舉個(gè)簡單的例子，就是我們每采出一百噸的液量，里面就含有九十多噸的水，所以說，如果說含水率下降一個(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化學(xué)體系，依靠形成的交聯(lián)聚合物線團(tuán)實(shí)現(xiàn)對地下孔道的封堵，然而受現(xiàn)場環(huán)境影響，驅(qū)油所用的水常常混合各種雜質(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)場就幾乎失了靈。
“我們在實(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)室的配方做出來的東西現(xiàn)場肯定是沒法兒用的，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）線團(tuán)，我再注到地底下去。”
經(jīng)過周密分析后，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，王濤對結(jié)果卻并不滿意。
“我當(dāng)時(shí)覺得這個(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)覺得還是降得少了點(diǎn)兒，說是不是我們的球設(shè)計(jì)得有點(diǎn)兒小，能不能再做大一點(diǎn)。”聚合物微球的推廣，讓勝利油田孤島采油廠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)雜又無法探明，王濤團(tuán)隊(duì)只能通過物理模擬實(shí)驗(yàn)來測試即篩選合適的沙子模擬巖層以此來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)候還沒來得及膨脹就會(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，所以這樣的話它又封不住我們地大孔道。”
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，就覺得我也可以設(shè)計(jì)出一種東西來。”
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，帶著對聚合物膠囊的期望，王濤和助手展開了一系列全新的實(shí)驗(yàn)測試，不僅要測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)樗怯鏊蛎浀模抢镏灰獩]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。”
經(jīng)過熱烈地討論后，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，我說你咋成這個(gè)樣子了，她說，你不在我著急，我要用，我就去篩，她自己能做絕對就去做，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，見效，就是她把握問題把握得比較準(zhǔn)，然后改進(jìn)得比較到位，到最后，現(xiàn)場就取得了比較好的效果。”
2006年底，王濤設(shè)計(jì)的聚合物膠囊在孤島采油廠投入使用，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，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十五萬噸，目前已在國內(nèi)應(yīng)用上千井次。
孤島采油廠的技術(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，2009年，勝利油田純粱采油廠首次現(xiàn)場試驗(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問題，導(dǎo)致采油效率降低。
“隨著長期的注入，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。”
多年來技術(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)致泡沫劑還沒觸及地層就被完全凍住，往下注的過程中，整個(gè)發(fā)生了冰堵，兩天之后才自然升溫解開，然后就沒有辦法，我們就撤下來了，回來以后我們就開始改藥劑，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，那這個(gè)配方才是可以。”
2016年3月，王濤和團(tuán)隊(duì)又一次信心滿滿地到達(dá)現(xiàn)場展開測試，就在大家對成功翹首以盼時(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了，后來的時(shí)候，我們工藝也改進(jìn)了一下，就是說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。”
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際領(lǐng)先水平的二氧化碳?xì)馊苄耘菽瓌⒃趧倮吞锿茝V開來，為綠色低碳新技術(shù)在全國推廣應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐。
“在成長過程中，不斷接到一些有趣的挑戰(zhàn)，我覺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問題后，近年來，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2500萬噸，可以實(shí)現(xiàn)百萬噸，年注入二氧化碳的能力，相當(dāng)于植樹近900萬棵的降碳量，進(jìn)入勝利油田近二十年來，王濤主持參與二十余項(xiàng)國家級(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，為油田效益開發(fā)提供了有力支撐。
“來勝利油田十八年了，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)我覺得我做得還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，“我為祖國獻(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)量來提升，給國家獻(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，就是說如何讓高含水油田去煥發(fā)新的青春，希望未來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，能夠更多地被開采出來。
