“企業(yè)是市場經(jīng)濟的主體，也應成為技術創(chuàng)新的主體。”2018年1月8日， 國務院總理李克強在國家科學技術獎勵大會上這樣強調(diào)。
授獎標準提升， 授獎數(shù)量減少，卻依然斬獲6個獎項，在今年的獲獎者中并不多見。作為一家企業(yè)，中國石化給出了自己的答案。
這一切與中國石化長年對科技工作的重視密不可分，公司始終堅持“振興石化、科技先行”的方針，大力實施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，緊緊圍繞主業(yè)發(fā)展，完善科研體制，創(chuàng)新科研機制，堅持開放創(chuàng)新，推進原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新。
當前，中國特色社會主義已進入新時代，這是科技創(chuàng)新地位和作用更加凸顯的時代。如何讓科技更多地造福人類，已成為新的時代發(fā)展課題。
中國石化“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)”項目獲科技進步一等獎背后的故事或許能給我們一些啟示。
——編者
中國石化3項目獲國家科技進步一等獎
1月8日上午，從國家科技獎勵大會傳來喜訊：在國家授獎標準提高、授獎數(shù)量減少的形勢下，中國石化此次仍斬獲6項獎勵，其中科學技術進步獎一等獎3項、技術發(fā)明獎二等獎2項，科學技術進步獎二等獎1項。
為行業(yè)發(fā)展注入新動力
“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)”項目獲科技進步一等獎，由中國石化勘探分公司、江漢油田分公司、石油工程技術研究院、石油勘探開發(fā)研究院等19家單位共同完成。項目依靠自主創(chuàng)新，建成了我國首個國家級頁巖氣示范區(qū)，使中國成為繼美國、加拿大之后第三個完全掌握頁巖氣開發(fā)成套技術的國家,打破了國外技術壟斷，實現(xiàn)了中國頁巖氣領域的重大突破，實現(xiàn)了我國頁巖氣勘探開發(fā)從起步到引領的跨越，為我國頁巖氣勘探開發(fā)提供了可復制、可推廣的經(jīng)驗。
目前，涪陵頁巖氣田探明地質(zhì)儲量6008億方，已累計產(chǎn)氣突破150億方，其中2017年產(chǎn)氣60.04億方，日銷售頁巖氣最高達1670萬方，可滿足3340萬戶居民的生活用氣需求，成為“氣化長江帶”的重要資源基礎，對促進能源結構調(diào)整、緩解我國中東部地區(qū)天然氣市場供應壓力，加快節(jié)能減排和大氣污染防治具有重要意義。
“高效甲醇制烯烴全流程技術(S-MTO)”獲科技進步一等獎，由中國石化上海石油化工研究院、工程建設有限公司、中原石油化工有限責任公司和北京燕山分公司共同完成。該項技術的成功開發(fā)使我國成為世界上第一個掌握自主知識產(chǎn)權全流程MTO技術的國家，實現(xiàn)了我國自主研發(fā)的甲醇制乙烯、丙烯全流程工藝技術的產(chǎn)業(yè)化，不但為煤化工發(fā)展提供了先進、成套、可靠的技術支撐，而且為我國實施石油替代戰(zhàn)略開辟了一條新路。
“煤制油品/烯烴大型現(xiàn)代煤化工成套技術開發(fā)及應用”項目獲科技進步一等獎，由神華集團有限責任公司牽頭，中國石化工程建設有限公司、中國石化洛陽工程有限公司、中國石化石油化工科學研究院等共同參與完成。該項目攻克了一系列世界性技術難題，整體技術達到國際領先水平。
此外，由中國石化石油勘探開發(fā)研究院牽頭完成的“海相碳酸鹽巖縫洞型油藏精細描述、數(shù)值模擬及高效注水開發(fā)技術”、由中國石化撫順石油化工研究院牽頭完成的“烴類分子結構導向轉(zhuǎn)化的化工原料高效生產(chǎn)技術”獲得國家技術發(fā)明二等獎。由石油大學、中國石化金陵石化分公司共同完成的“提高輕油收率的深度延遲焦化技術”獲得國家科技進步二等獎。
這些獎項不僅開創(chuàng)了一些領域的先河，而且為未來行業(yè)發(fā)展注入新動力。
建成四大技術平臺
據(jù)國家科學技術獎勵工作辦公室(簡稱獎勵辦)有關負責人介紹，“近5年，自然科學獎、技術發(fā)明獎、科技進步獎三大獎總數(shù)基本呈逐年減少趨勢，總數(shù)控制在300項以下。”2017年試行授獎數(shù)量總額控制，將自然科學獎數(shù)量控制在45項左右，技術發(fā)明獎約為65項。在這樣的背景下，中國石化仍斬獲6項大獎，實屬不易，豐碩的成果源于中國石化始終堅持“振興石化、科技先行”的方針，大力實施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，緊緊圍繞主業(yè)發(fā)展，完善科研體制，創(chuàng)新科研機制，堅持開放創(chuàng)新，推進原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新。
目前，中國石化共擁有8家直屬研究院、10家分院，形成“一個整體、四個平臺、統(tǒng)一計劃、集成開發(fā)”的科技創(chuàng)新體制，形成油氣勘探開發(fā)、石油煉制、石油化工、節(jié)能環(huán)保公用技術四大技術平臺，并建立了日益緊密的產(chǎn)銷研用、產(chǎn)學研結合機制。
近年來中國石化創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，科技領域碩果累累。截至2017年底，中國石化累計榮獲國家技術發(fā)明獎和科技進步獎446項，其中國家最高科學技術獎1項、國家技術發(fā)明獎75項、國家科技進步獎370項;累計獲專利獎96項，其中金獎19項，優(yōu)秀獎77項。
中國石化科技人才輩出。2017年，兩年一度的院士增選公布結果，集團公司總經(jīng)理戴厚良當選中國工程院院士，中國石化科技部主任謝在庫當選中國科學院院士。至此，中國石化共有中國工程院院士19人，中國科學院院士4人。2017年，國際編號為210292號的小行星正式命名為“馬永生星”，它以中國工程院院士、中國石化副總經(jīng)理馬永生的名字命名，這是一項國際性、永久性的崇高榮譽。
鍛造品牌 淬煉國之利器
1月8日，2017年度國家科學技術獎勵大會在北京隆重召開，中國石化“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)”項目榮獲2017年度國家科學技術進步一等獎。該項目標志著我國頁巖氣開發(fā)核心技術從成功走向成熟，走出了中國頁巖氣自主創(chuàng)新的發(fā)展之路。
從跟跑到引領，從引進學習到自主探索，作為涪陵頁巖氣田最主要的石油工程技術服務商，中國石化石油工程公司(簡稱“石化油服”)經(jīng)過八年探索，立足服務重慶涪陵頁巖氣商業(yè)開發(fā)，形成頁巖氣勘探開發(fā)七大技術系列，實現(xiàn)了鉆完井、大型壓裂等七大領域的跨越，用科技創(chuàng)新強力支撐著涪陵頁巖氣勘探開發(fā)工程技術的發(fā)展。
八載光陰，石化油服用親手打造的工程技術利器喚醒了沉睡億年的“地下寶藏”。
“零”起點的技術革命
早晨七點，家住重慶涪陵珍溪鎮(zhèn)杉樹灣村的肖保國像往常一樣，擰開燃氣爐，開始做飯。2015年5月，他們村用上了從涪陵開采出的頁巖氣，改變了祖祖輩輩用柴火做飯的習慣。如今，涪陵頁巖氣田已累計供氣突破百億立方米，惠及長江沿線6省2市的上千家企業(yè)、2億多居民。
或許肖保國他們并不知曉，為了讓更多的人早日用上天然氣，中國石化高層在八年前就開始部署頁巖氣勘探開發(fā)技術的攻關。
2009年，美國憑借如火如荼的頁巖氣革命，以6240億立方米的產(chǎn)量首次超過俄羅斯，成為世界第一天然氣生產(chǎn)國。美國頁巖氣革命的成功，中國豐富的頁巖氣儲量，以及我國對天然氣的強勁需求，使得中國石化高層將目光投向頁巖氣勘探開發(fā)。
“如果把開采常規(guī)天然氣比作在靜脈中采血，那么開發(fā)頁巖氣就如同直接從毛細血管中采血。”中國石化鉆井技術專家劉汝山說，“這意味著它的獲取，必須要依靠石油工程技術的巨大突破”。
當時，頁巖氣的核心技術和關鍵技術裝備一直被國外公司控制，而國內(nèi)許多石油工程專家對頁巖氣的了解程度幾乎是“零”。中國石化測錄井技術專家廖勇回憶說：“當時我們整個行業(yè)對它一無所知，我們第一次從領導口中聽到‘頁巖氣’這個詞，都不知道是什么樣的東西”。
盡管如此，中國石化高層深刻意識到，“中國作為一個頁巖氣大國，它和北美的頁巖氣開采條件有很大差異，如果沒有自己的技術，不走自主研發(fā)這條路，而是依靠外國公司、照搬國外技術，使用進口裝備，將永遠無法擺脫跟跑者之困、水土不服之困和開發(fā)成本之困”。
2009年，中國石化決定開展頁巖氣自有技術攻關，確立了《非常規(guī)水平井分級射孔工藝》等20多項科研先導項目，開始了長水平段鉆完井、大規(guī)模壓裂試氣等核心技術的攻關之路。
為了不再被外國公司“卡”脖子
“現(xiàn)在每次到焦石鎮(zhèn)，就想去焦頁42號平臺轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、看看。”對于干了半輩子測錄井研發(fā)的廖勇而言，焦頁42號平臺意義非同尋常，“2014年8月25日，我們就是在這里第一次將國產(chǎn)橋塞及配套技術成功應用于頁巖氣商業(yè)開采，完成了中國頁巖氣工程技術自主化的‘最后一塊拼圖’!”
由于頁巖氣大多以游離或吸附狀態(tài)存在于在頁巖層，為保證盡可能多地開采出頁巖氣，水平井長度通常在2000米左右，技術難度大增。最初，頁巖氣開采技術、裝備基本都依賴于進口。
“記得2012年剛開始打頁巖氣水平井時，好多技術掌握不了、裝備造不出來，被外國公司卡著脖子要錢!”廖勇回憶，“找外國公司來服務，用牽引器測一口井要100萬!我們說100萬太貴。老外想了想說，那好，99萬!我們不得已簽下了99萬的屈辱之單!”
“什么是‘為美好生活加油’?”廖勇說，對當時的他而言，只有一個理解：“依靠創(chuàng)新求獨立，盡可能多地降低開采成本。”
自主技術裝備的工業(yè)化應用，可以使涪陵頁巖氣田開發(fā)綜合成本下降20%以上，而全程開采技術裝備的國產(chǎn)化才是我國頁巖氣實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的基礎。
為了不再被外國公司“卡”著脖子要錢，石化油服的專家們在外國公司全面實行技術封鎖、關鍵裝備只租不賣、技術服務完全保密的“圍攻”下，開啟了自主創(chuàng)新之路。
長水平段分段壓裂技術被稱為頁巖氣開采的“命門”，橋塞是用于分段壓裂的“分割器”，它既要能承受住井底的高溫高壓，又要容易被鉆頭鉆通以便氣體匯集，研發(fā)、制造難度極大。石化油服的技術專家們通過分析組成橋塞零部件的材料特性，經(jīng)歷成百上千的材料試驗，最終找到適合的材料，設計出了科學有效的部件結構。
如今的橋塞已經(jīng)升級迭代數(shù)次，成為達到世界先進水平的關鍵設備。不僅攻克國產(chǎn)化難題，還大幅降低了開采成本。當初廖勇負責的牽引器技術服務項目，也從99萬人民幣一下降到54萬元。
2012年至2015年，石化油服相繼實現(xiàn)了頁巖氣鉆井、壓裂、測錄井技術的國產(chǎn)化道路，發(fā)明創(chuàng)造獲得專利授權104項。
2015年1月27日，美國?？松梨诘囊晃粚＜以趨⒂^涪陵頁巖氣田后，對以石化油服為代表的頁巖氣工程技術給出了這樣的評價：“中國石化川東南海相頁巖氣勘探開發(fā)技術是一流的，無論是水平井鉆井，還是分段壓裂試氣技術，都已經(jīng)走在世界前列。”
用“創(chuàng)新+”啃好“硬骨頭”
“如果說涪陵頁巖氣田一期開發(fā)像是在大快朵頤地吃肥肉，那么二期的開發(fā)就是在啃骨頭。”中國石化鉆井技術專家張良萬說。
2015年12月29日，中國石化宣布正式啟動涪陵頁巖氣田二期50億方建設。當石化油服的將士們準備繼續(xù)一展拳腳時，挑戰(zhàn)接踵而來。
“如果說涪陵一期的地層像比較平整的紙張，那么二期的地層就像被折皺的紙，容易導致鉆進過程中導向不準，錯過主力氣層。”張良萬形容道，“鉆頭每鉆進1米，都是在走鋼絲”。
為卡準地層，石化油服創(chuàng)新提出“定向+錄井+地質(zhì)導向”聯(lián)合工作模式，引導鉆頭在主力氣層中穿行。
2017年5月，焦頁182-4HF井因為找不到“甜點區(qū)”，甲方準備填井報廢。石化油服的工作人員建議調(diào)整方案，采用“定錄導一體”聯(lián)合工作模式繼續(xù)鉆探，成功穿越1500米主力氣層，為甲方節(jié)約人民幣2000萬元。目前，石化油服使用“定錄導一體”聯(lián)合工作模式，優(yōu)質(zhì)儲層穿行率達到98.78%。
如果說“定錄導一體”聯(lián)合工作模式是“工程與地質(zhì)”結合的創(chuàng)新，那么“一趟鉆”技術則是“工程與機械”結合的創(chuàng)新。
針對長水平段鉆井施工中多次換鉆、費時費力成本高等難題，石化油服就“涪陵氣田1500米水平段一趟鉆鉆井關鍵技術研究”展開攻關，通過優(yōu)選國產(chǎn)高效工具、優(yōu)化鉆具組合、優(yōu)化鉆井液性能以及加大水平段防漏堵漏技術的研究，提高了鉆頭在不同層位、不同巖性之間穿行效率。運用這些技術改進成果，公司2017年在焦頁29-S2HF、焦頁84-1井實現(xiàn)了三開造斜段和水平段“一趟鉆”，節(jié)約幾十萬元。
“我們自主研發(fā)頁巖氣開采技術，不僅僅是為了打破國外壟斷，更重要的是降低開采成本，最終利國利民!我想這才是頁巖氣技術國產(chǎn)化的真正意義。”中國石化鉆井技術專家周世良說。
石化油服對頁巖氣技術體系的探索與實踐仍在繼續(xù)：在湖北宜昌，石化油服承建的中國地質(zhì)調(diào)查局鄂宜頁1HF井試氣獲高產(chǎn)頁巖氣流，實現(xiàn)了頁巖氣藏的重大發(fā)現(xiàn);在四川彭水，石化油服施工的隆頁1HF井試氣產(chǎn)量理想，實現(xiàn)了四川盆地頁巖氣勘探突破。
未來，石化油服仍將砥礪前行，挖掘更多的“地下寶藏”，推動我國頁巖氣發(fā)展實現(xiàn)新跨越。
