【周末读史】首位石油工程院士——王德民(上)

2015-08-08 09:39:00 0

王德民 赫诺法 松辽法 宫柯



作者:宫柯


        1994年中国工程院成立之始,首批院士当中仅有一位来自大庆油田的采油高级工程师获此殊荣,时年57岁。论学业他没有留洋深造的履历,论资格也够不上石油界的泰斗,为什么捷足先登?这个人就是在中国石油产量节节攀升的轨迹之中,一连串获得国家科技进步奖并跻身世界先进之列的采油新工艺、新技术而凸显出的采油工程专家王德民。


勤思敏行,测压扬名

        1937年2月,王德民诞生在河北省唐山—个中西合璧的家庭,留学美国的父亲是林西煤矿医院的医生,来自瑞士的母亲相夫教子操持家务。抗日战争期间兵荒马乱,到了入学年龄的王德民找不到—张安稳的书桌,困在家里由母亲进行启蒙教育,因此他从呀呀学语的时候就能够在英语和汉语之间自由地切换。

        1945年日本投降后,举家迁到当时的北平,王德民被送入一家基督教会学校插班,从三年级开始入学。1949年初,北平和平解放后,王德民升入汇文中学。1955年高中毕业,考入了北京石油学院钻采系采油专业。1960年毕业的时候正值中国石油工业开始大转折,发现特大型油田的喜讯鼓舞着他不顾—切地放弃留校任教的机会,选择投身艰难困苦的松辽石油会战之中。

        走向东北大荒原的王德民英俊倜傥,活力四射,聪明的头脑加上田径运动员的体魄,使他欧亚混血的相貌特征更为突出。尽管胸膛里跳动的是一颗纯粹的中国心,但是“海外关系”的阴影还是挥之不去,品学兼优的王德民本以为会被分配到科研单位一显身手,结果落脚的地方却是采油指挥部的测试队。

        迎头一瓢冷水并没有浇灭王德民的满腔热忱,他暗下决心要用行动来表现自己的爱国情怀,证明自己的工作能力。刚刚投入开发的生产试验区充满了挑战和机遇,留心寻找研究项目的王德民很快发现使用“赫诺法”计算的油层压力值普遍误差偏高的问题。他的高等数学和物理功底极好,仔细研究了经典的“赫诺法”计算公式,发现误差偏大的症结并不在于公式本身,而在于开发井之间的压力波动相互干扰超出了公式的适用条件。

        当时,在大庆油田工作的著名油田开发专家童宪章已经开始针对油藏投入开发后的实际情况在推导新的数学计算公式,但是由于干扰因素非常复杂,一时还没有找到简捷的途径。职务仅为试井队实习员的王德民抓住契机毛遂自荐,初生牛犊不怕虎的锐气激励着他向不稚定试井的难题单枪匹马地发起了冲刺。

        王德民的英语水平出类拔萃,但是当时可供参阅的多数是来自前苏联的俄文版技术材料。为此他废寝忘食抓紧—切时间自修俄语,连吃饭的时候都在默背单词。突破了阅读关,便开始借阅能够搜集到所有的参考资料,终日研读,天天沉浸在数学的王国里探索。功夫不负有心人,一百余天的钻研终于在1961年的元旦迸发出灵感,—个前所未有的计算公式通过推演求出了合乎数学逻辑的解。

        理论的成功还需要实践的验证,王德民将自己独立推导出来的压力计算公式与“赫诺法”做了系统的比较,结果令人震惊,计算出的压力误差值锐减了五分之四,—举达到了期望的目标精度。按照国际上的惯例,一项新方法的发明通常以发明人的姓氏命名,“赫诺法”的发明人便是荷兰壳牌石油公司—位名字叫赫诺(Homer)的石油工程师。由于当时松辽石油会战崇尚不计名利的奉献精神,王德民的重大发明被冠以“松辽法”的称谓全面推广应用。

        王德民初出茅庐,一鸣惊人,攻下“松辽法”的卓越成就并没有让他就此止步。针对油水井不同的生产状态,他又接连推导出多种提高测压效率新算法,使关井续流时间由原来不少于72小时缩短到8小时,并且计算出压力值仍然保持比较高的精度,被连续命名为“松I、松Ⅱ、松Ⅲ、松Ⅳ法”。

        王德民首先涉足的不稳定试井研究,是—个理论性和实践性均为高难度的复杂领域,多年来很少有人取得突破性进展。童宪章对王德民的研究成果给予了高度评价,认为这是一项具有国际先进水平的创举,系列“松辽法”应用几年之后,国外的石油专业杂志上才见到相类似的报道。时年26岁的王德民出手不凡,在松辽石油会战期间连年评为红旗手和科研标兵,破格晋升采油工程师。1963年10月,他被调入刚组建的大庆油田采油工艺研究所,专职从事新工艺新技术研发,并任命为测试项目组的技术负责人,实现了渴望已久的夙愿。


潜心测试,分采建功

        大庆油田是一个陆相沉积形成的特大型砂岩油藏集合,呈现出多油层、非均质、韵律旋回重叠的地质特征,并且原油的凝固点、含蜡量、黏度、饱和压力偏高,这些天然的不利因素对高速度、高水平开采造成了罕见的难度。通过生产试验区多种开发方案的实践对比,最终确立了早期内部横切割注水、保持油层压力的开采方针。为解决油田注水后出现单层突进的尖锐矛盾,研发分层注水、分层采油的组合技术成为当务之急。

        大庆油田采油工艺研究所应运而生,系统攻关。王德民带领的测试工艺室首先要取得被分隔的备2由层注进了多少水、采出了多少油、压力是多少、封隔器是否密封等关键数据。当时国内外均没有成熟的分层测试工具和工艺,因地制宜的发明创造势在必行。从1964年到1966年,王德民针对大庆油田开发初期使用水力压差式封隔器分隔油层、空心配水器实施定量分层注水、自喷采油的生产工艺,主持研制成功了“301型分层测验器”、“104型流量计”、“204型产最计”和“501型分层压力计”四种分层测试所需的仪器仪表,填补了国内空白。

        他不但是提出技术思路和方案设计人,并且还是现场试验和推广应用的组织领导者。1964年冬季在大庆油田开展“101·444”分层配水会战的过程中,首创的分层测试技术发挥了重要作用,为大庆油田全面实施分层注水、分层采油,实现“六分四清”,做出了开拓性的贡献,闯出了一条具有中国特色的油田开发道路。因此,他领衔研发的第一代分层测试工艺和仪器仪表获得了石油工业部的通报嘉奖。

        此时的王德民不仅是采油工艺研究所仰仗的科研主力,由于他精通英语和俄语,潜心钻研的视野已经扩展到整个采油工程领域。面对第一代分层注水、分层采油工艺在应用中暴露出来的诸多缺陷,开始思考分层注采工艺的革命性变革。(原载《石油知识》)



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