“愁油”不愁滚滚来

——记中国海油突出科技贡献奖获得者刘义刚

在我国最大海上油田渤海油田，大量“黑金”为“水”所困、为“稠”所难，埋藏在地层深处难见天日。以中国海油天津分公司采油工艺副总工程师刘义刚为代表的中国海油科技工作者，让稠油突破层层阻隔，化为奔腾于新时代的滚滚油流。

参加工作30年来，刘义刚面对制约海上水驱油田控水稳油、稠油油田热采经济有效开发等行业难题，带领团队爬坡上坎，一路闯关，丰富并完善海上水驱油田控水稳油关键技术体系，主持完成海上稠油热采关键技术研发，构建了一整套以增产增注、分注分采、人工举升、稠油热采等技术为核心的可持续发展的海洋油田开采技术体系。

“控水稳油”注出“稳产田”

业内人士常用“摔碎的盘子”形容渤海油田油气资源分布情况。“就像一个盘子摔碎了，又被踩了好几脚。”

注水是油田最主要的开发方式之一，也是渤海油田的“吃饭工程”，通过注水补充能量，将原油驱替出来，是油田最精准、最快捷、最有效的开发手段。

然而，随着油田开发进入中后期，不断增长的精细注水需求与海上大段注采开发模式之间的矛盾日益突出。不解决这一现实难题，渤海油田的原油开采将为水所困，持续稳产也将成为空中楼阁。

1994年，刘义刚从大庆石油学院毕业。1998年，他以精细注水为目标，以分层注水为突破口，开展了渤海第一口分注井现场试验。2009年，作为设计者，他又组织第二代边测边调分注工艺的研究工作，在现场成功实现规模应用。

分层注水虽然实现了，但作业时间长、作业成本高的问题并未得到有效解决。有没有一种更智能的方式，无需作业就可以随时调整各层注入量，提高层段配注合格率？带着这些新问题，刘义刚再一次整装出发。

2015年，他牵头启动海上大排量全尺寸智能分注工艺技术攻关，通过井下预置电缆等方式成功实现注水井的远程在线调控，满足了渤海全部井斜、全部尺寸的分层注水需求，大大缩短单井测调时间。

然而，智能分注作为一项集机械、电子电路、通信控制为一身的综合技术，须在直径不足巴掌大、长度仅1米多的空间内放置226个机械零件和838个电子元器件，且要在高温高压复杂工况下承受外来流体的不断侵入，每一处密封都实现“发丝”级的精准装配，难度可想而知。

2018年，首批试验井遭遇“滑铁卢”。“陆地油田的前期试验都失败了，看来智能分注技术现在行不通。”来自各方的质疑声不断。

“陆地油田大多是直井，就算失败了还能靠传统技术维持，可海上油田都是大斜度井水平井，我们根本没有退路可言。”刘义刚日思夜索，提出模块化设计思路，将线路结构内置于承压短节中，集中进行二次密封，并确定了一条“单通道结构为主、双通道结构为辅”的“两条腿”技术路线。

随后的三年时间里，刘义刚带领团队对每一处工具细节不断打磨，先后完成结构改进、密封强化、标准检验等工作，历经3代技术升级，将技术成功率由45%提升至97%。

目前，渤海油田通过智能分注等技术的规模应用，助力渤海注水“三率”实现逆势上扬，受益油井年产量超过2000万吨！

攻关智能分注，是刘义刚千方百计注出“稳产田”的一个缩影。多年来，他带领团队首创以智能分注为代表的我国海上水驱油田控水稳油关键技术，其中智能分注、单步法在线酸化、宽幅电潜泵举升、多氢酸酸化、化学驱高效配注工艺等突破了海上油田大井距、大段注采开发模式下的技术瓶颈，推动海上油田提高采收率技术水平大幅提升。

最近十年，渤海油田水驱油田控水稳油技术体系已在现场应用15000余井次，助力渤海油田自然递减率、含水上升率等关键开发指标创近年最好水平，实现水驱油田硬稳产。

“稠油热采”托起“上产路”

渤海油田稠油储量丰富，已探明非常规稠油储量达数亿吨，但受制于平台空间有限、投资大、操作成本高等难题，海上稠油油田经济有效开发一度举步维艰。

2008年，刘义刚作为技术负责人牵头组织建立海上稠油热采技术体系，通过多学科交叉创新，实现工艺及材料的突破，解决井下高温安全控制问题，成功冲破海上稠油热采的第一道关卡。

解决了井下安全控制问题，热采开发的经济性又成为横在刘义刚面前的“拦路虎”。350℃高温电泵注采一体化技术是一项世界级难题，尽管渤海油田有着丰富的电泵应用经验，但经过整整两年的反复试验，电泵机组的最大耐温还是因为绝缘材料问题被卡在了275℃。

这75℃的差距像一道鸿沟，难住了所有人。

为破解高温困局，刘义刚另辟蹊径，提出“从无到有，由简入难，射流先行，电泵并行”的技术路线，希望通过纯机械结构的射流泵打出一番新天地。

然而，在旅大5-2北油田基设的中间审查会上，面对射流泵这种“非主流”的举升方式，专家们激烈讨论了3小时。“射流泵到底行不行？”一个困扰业界的前沿难题，谁也不能在短短时间内拍板决定。肩头的责任让刘义刚挺身而出，他凭借多年的技术研究和把控经验，坚定地回答：“行！”

两年后，经过持续攻关，射流泵注采一体化技术越发成熟。2022年，我国海上首个特超稠油油田旅大5-2北油田正式投产，油田生产井全部采用射流泵注采一体化技术，实现累产原油41.63万吨。与此同时，350℃高温电潜泵注采一体化技术通过十年不懈攻关，在耐高温电磁线、耐高温电机油、全金属保护器等方面取得14项关键技术突破，成功在旅大21-2油田矿场试验。

“不破稠油不收兵！”当刘义刚兑现了立项之初的承诺，他依然不肯“收兵”——想要真正实现稠油热采的经济、有效开发，必须建立与之相配套完整的海上稠油热采技术体系。

2023年9月，刘义刚团队创建的海上稠油热采技术体系得到广泛认可，获评为中海油十大开发技术。截至目前，渤海油田稠油热采累产油已超过251万吨。（通讯员郝艳军 吴鹏 中国化工报曲照贵）