1994年中國工程院成立之始，首批院士當(dāng)中僅有一位來自大慶油田的采油高級工程師獲此殊榮，時年57歲。論學(xué)業(yè)他沒有留洋深造的履歷，論資格也夠不上石油界的泰斗，為什么捷足先登？答案就在中國石油產(chǎn)量節(jié)節(jié)攀升的軌跡之中，一連串獲得國家科技進(jìn)步獎并躋身世界先進(jìn)之列的采油新工藝、新技術(shù)凸顯出采油工程專家——王德民的名字。
勤思敏行 測壓揚(yáng)名
1937年2月，王德民誕生在河北省唐山一個中西合璧的家庭，留學(xué)美國的父親是林西煤礦醫(yī)院的醫(yī)生，來自瑞士的母親相夫教子操持家務(wù)?？谷諔?zhàn)爭期間兵荒馬亂，到了入學(xué)年齡的王德民找不到一張安穩(wěn)的書桌，困在家里由母親進(jìn)行啟蒙教育，因此他從呀呀學(xué)語的時候起就能夠在英語和漢語之間自由的切換。1945年日本投降后，舉家遷到當(dāng)時的北平，王德民被送入基督教會學(xué)校插班，從三年級開始入學(xué)。1949年初，北平和平解放后改稱北京，王德民升入?yún)R文中學(xué)，1955年高中畢業(yè)，考入了北京石油學(xué)院鉆采系采油專業(yè)。 1960年畢業(yè)的時候正值中國石油工業(yè)開始大轉(zhuǎn)折，發(fā)現(xiàn)特大型油田的喜訊鼓舞著他不顧一切地放棄留校任教的機(jī)遇，自愿選擇投身艱難困苦的松遼石油會戰(zhàn)。
走向東北大荒原的王德民英俊倜儻，活力四射，聰明的頭腦加上田徑運動員的體魄，使他歐亞混血的相貌特征更為突出。盡管胸膛里跳動是一顆純粹的中國心，但是海外關(guān)系的陰影還是揮之不去，品學(xué)兼優(yōu)的王德民本以為會被分配到科研單位一顯身手，結(jié)果落腳的地方卻是采油指揮部的測試隊。
迎頭一瓢冷水并沒有澆滅王德民的滿腔熱忱，他暗下決心要用行動來證明自己的實力。剛剛投入開發(fā)的生產(chǎn)試驗區(qū)充滿了挑戰(zhàn)和機(jī)遇，留心尋找研究項目的王德民很快發(fā)現(xiàn)使用“赫諾法”計算的油層壓力值普遍誤差偏高的問題。他的高等數(shù)學(xué)和物理功底極好，仔細(xì)研究了經(jīng)典的“赫諾法”計算公式，發(fā)現(xiàn)誤差偏大的癥結(jié)并不在于公式本身，而開發(fā)井之間的壓力波動相互干擾超出了公式的適用條件。當(dāng)時，在大慶油田工作的著名油田開發(fā)專家童憲章已經(jīng)開始針對油藏投入開發(fā)后的實際情況在推導(dǎo)新的數(shù)學(xué)計算公式，但是由于干擾因素非常復(fù)雜，一時還沒有找到簡捷的途徑。職務(wù)僅為試井隊實習(xí)員的王德民抓住契機(jī)毛遂自薦，初生牛犢不怕虎的銳氣激勵著他向不穩(wěn)定試井的難題發(fā)起了單人獨馬的全力沖刺。
王德民的英語水平出類拔萃，但是當(dāng)時可供參閱的技術(shù)資料多數(shù)是來自前蘇聯(lián)的俄文版。為此他廢寢忘食抓緊一切時間自修俄語，連吃飯的時候都在默背單詞，突破了閱讀關(guān)便開 始借閱能夠搜集到所有的參考資料，終日研讀，天天沉浸在數(shù)學(xué)的王國里探索思路。功夫不負(fù)有心人，一百余天的
鉆研終于在 1961年的元旦迸發(fā)出靈感，一個前所未有的計算公式通過推演求出了合乎數(shù)學(xué)邏輯的解。
理論的成功還需要實踐的驗證，王德民將自己獨立推導(dǎo)出來的壓力計算公式與“赫諾法”做了系統(tǒng)的相比較，結(jié)果令人震驚，計算出的壓力誤差值銳減了五分之四，一舉達(dá)到了期望的目標(biāo)精度。按照國際上的慣例，一項新方法的發(fā)明通常以發(fā)明人的姓氏命名，“赫諾法”的發(fā)明人便是荷蘭殼牌石油公司一位名字叫赫諾（Horner）的石油工程師。由于當(dāng)時松遼石油會戰(zhàn)崇尚不計名利的奉獻(xiàn)精神，王德民的重大發(fā)明被冠以“松遼法”的稱謂全面推廣應(yīng)用。
王德民初出茅廬，一鳴驚人，攻下“松遼法”的卓越成就并沒有讓他就此止步，針對油水井不同的生產(chǎn)狀態(tài)，他又接連推導(dǎo)出多種提高測壓效率新算法，使關(guān)井續(xù)流時間由原來不少于72小時縮短到8小時，并且計算出壓力誤差值仍然保持比較高的精度，被連續(xù)命名為“松Ⅰ、松Ⅱ、松Ⅲ、松Ⅳ法”。
王德民首先涉足的不穩(wěn)定試井研究，是一個理論性和實踐性均為高難度的復(fù)雜領(lǐng)域，多年來很少有人取得突破性進(jìn)展。我國著名油田開發(fā)專家童憲章對王德民的研究成果給予了高度評價，認(rèn)為這是一項具有國際先進(jìn)水平的創(chuàng)舉，系列“松遼法”應(yīng)用幾年之后，國外的石油專業(yè)雜志上才見到相類似的報導(dǎo)。時年26歲的王德民出手不凡，在松遼石油會戰(zhàn)期間連年評為紅旗手和科研標(biāo)兵，破格晉升采油工程師。1963年10月，他被調(diào)入剛組建的大慶油田采油工藝研究所，專職從事新工藝新技術(shù)研發(fā)，并任命為測試項目組的技術(shù)負(fù)責(zé)人，實現(xiàn)了渴望已久的夙愿。
潛心測試 分采建功
大慶油田是一個陸相沉積形成的特大型砂巖油藏集合，呈現(xiàn)出多油層、非均質(zhì)、韻律旋回重疊的地質(zhì)特征，并且原油的凝固點、含蠟量、粘度、飽和壓力偏高，這些天然的不利因素對高速度、高水平開采造成了罕見的難度。通過生產(chǎn)試驗區(qū)多種開發(fā)方案的實踐對比，最終確立了早期內(nèi)部橫切割注水、保持油層壓力的開采方針。為解決油田注水后出現(xiàn)單層突進(jìn)的尖銳矛盾，研發(fā)分層注水、分層采油的組合技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急。
大慶油田采油工藝研究所應(yīng)運而生，系統(tǒng)攻關(guān)。王德民帶領(lǐng)的測試工藝室首先要取得被分隔的各組油層注進(jìn)了多少水、采出了多少油、壓力是多少，封隔器是否密封等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。當(dāng)時國內(nèi)外均沒有成熟的分層測試工具和工藝，因地制宜的發(fā)明創(chuàng)造勢在必行。從1964年到1966年，王德民針對大慶油田開發(fā)初期使用水力壓差式封隔器分隔油層、空心配水器實施定量分層注水、自噴采油的生產(chǎn)工藝，主持研制成功了“301型分層測驗器”、“104型流量計”、“204型產(chǎn)量計”和“501型分層壓力計”四種分層測試所需的儀器儀表，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。他不但是提出技術(shù)思路和方案設(shè)計人，并且還是現(xiàn)場試驗和推廣應(yīng)用的組織領(lǐng)導(dǎo)者，1964年冬季在大慶油田開展“101·444”分層配水會戰(zhàn)的過程中，首創(chuàng)的分層測試技術(shù)發(fā)揮了重要作用，為大慶油田全面實施分層注水、分層采油，實現(xiàn)“六分四清”，做出了開拓性的貢獻(xiàn)，闖出了一條具有中國特色的油田開發(fā)道路。因此，他領(lǐng)銜研發(fā)的第一代分層測試工藝和儀器儀表獲得了石油工業(yè)部的通報嘉獎。
此時的王德民不僅是采油工藝研究所仰仗的科研主力，由于他精通英語和俄語，潛心鉆研的視野已經(jīng)擴(kuò)展到整個采油工程領(lǐng)域。面對第一代分層注水、分層采油工藝在應(yīng)用中暴露出來的諸多缺陷，開始思考分層注采工藝的革命性變革。
愈挫愈奮 換代發(fā)明
突如其來的“文化大革命”，令王德民蒙受了難以言表的屈辱，逆境中他最擔(dān)心失去從事科研的工作的權(quán)利，時刻惦記著把同心的配產(chǎn)配注工具改變成偏心結(jié)構(gòu)，突破第一代分采分注管柱至多只能分隔5段油層組的局限性，實現(xiàn)任意改變油水井工作制度的愿景。
1970年3月，周恩來總理在給大慶油田軍管會的批示中要求“恢復(fù)起家基本功”。為盡快扭轉(zhuǎn)由于遭受破壞而出現(xiàn)的油田產(chǎn)量下降、油層壓力下降、含水量急劇上升的被動局面，被下放勞動改造的部分工程技術(shù)人員部分返回工作崗位，王德民列在其中。這時候他已經(jīng)琢磨出了偏心式配產(chǎn)井下工具的基本雛形，急需進(jìn)行設(shè)計加工和組合實驗。在采油工藝研究所革命委員和諸多同志的支持下，王德民頂著“特嫌”的帽子，冒著被指責(zé)繼續(xù)走“白專”路線的風(fēng)險，拖著腰椎病嚴(yán)重的身體，日以繼夜繪出了設(shè)計圖。第一臺樣機(jī)實驗遭遇失敗，他不灰心不泄氣，愈挫愈奮，在參加野外拉練的急行軍中仍在思考解決問題方案，腳上穿的鞋不合適磨起了水泡，促使他聯(lián)想到原始設(shè)計上存在的缺陷。經(jīng)過一年多反復(fù)修改設(shè)計和實驗過程的經(jīng)驗積累，偏心配產(chǎn)器終于走出實驗室，進(jìn)入了現(xiàn)場應(yīng)用試驗。取得初步成功之后，王德民又按照扭轉(zhuǎn)“兩降一升”的迫切需要，把偏心技術(shù)移植配水器上，同時還研制成功了成系列的定位投撈工具，一舉把這項劃時代的分層注水、分層采油新技術(shù)推向了世界領(lǐng)先的高水平。1973年在大慶油田開始推廣應(yīng)用后，不僅收獲了配水合格率由30%上升到70%以上的凸顯效果，而且還能夠做到分隔油層不受級數(shù)限制，根據(jù)配產(chǎn)配注方案采油工人自行操作，可以隨時調(diào)整任意層段的生產(chǎn)參數(shù)。
工欲善其事，必先利其器。王德民的這項重大發(fā)明不僅在大慶油田扭轉(zhuǎn)“兩降一升”被動局面的過程中立竿見影，由于技術(shù)的先進(jìn)性對后來的長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)也是細(xì)分層系、深度挖潛的一柄利器?？v觀全世界油田開發(fā)一百多年的歷史，偏心配產(chǎn)配注工具工藝的發(fā)明獨樹一幟，與國外相類似的報道相比不僅實現(xiàn)偏心的原理不同，并且單體的重量減輕二分之一，長度縮短三分之二，中心通道暢通無阻，操作十分簡便，是具有百分之百知識產(chǎn)權(quán)的中國創(chuàng)造。
1978年王德民光榮地出席了全國科學(xué)大會，獲得了國家科學(xué)技術(shù)委員頒發(fā)的獎勵。此后，偏心配產(chǎn)配注工藝普及到全國各油田，為中國石油產(chǎn)量突破一億噸大關(guān)，采油工藝總體跨入世界先進(jìn)行列，贏得了一枚高科技含量足赤的金牌。（未完待續(xù)）
微信公眾號
微信視頻號
京公網(wǎng)安備11010502053156號