王德民 冷油焐出热学问
2009-11-02陈佳冉
陈佳冉
科学家往往是超前的,普通人很难在第一时间跟上他们的思考,具备足够的科学想象,明白他们所作所为的真正意义。但纵观这些为大庆出工出力的科技人才我们还是能够从大庆长期稳定的高水平的产油量中窥出他们努力的成果。
从这个的意义上讲,叙述王德民是容易的,松辽法、偏心配水器、限流法压裂技术、聚合物驱油技术等一系列技术发明创新,罗列叠加,结结实实地应用到石油开发生产的每个角落,换来的是看得到的、真实存在的高产高效。这也是那些献身大庆的科学家们最令我们敬服的地方,他们不耽于躲进小楼,皓首穷经,而愿意广泛接触社会生产,将所学所思直接地、明确地反哺社会。
另一方面,作为大庆第一个工程院院士的王德民,其个体还是很复杂、神秘、叫人很难捉摸的。尤其当你见到他。和他坐下来聊天的时候……
质疑才是永恒的
王德民脑中总有各种各样的问题,每到一个地方,隔不了多久,他的大脑就像不受控制般地对一些矛盾产生了疑惑。疑惑之后他有一套自己的思考步骤。这个步骤大概是这样的:首先他考虑这个矛盾足够大吗?如果太大,以至于不是自己能够够得着的,他可能极为迅速地放弃,不再浪费时间;如果太小,以至于矛盾无法暴露问题的本质,那么他的做法往往是追根溯源,寻找到那个足够大的症结,从根源彻底解决它;如果矛盾刚刚适中,符合他一贯以来的科学口味,那么解决的时机来了……
什么是太大以至于无法掌控的矛盾?比如我们的出身。在与王德民见面前,我反复告诫自己不要心存偏见,无论是偏向好的,或者偏向恶的。但当我第一次见到他时,还是微微惊诧。原来,王院士是这样的。
王德民习惯讲话时低着头,留给你一个侧影。他的鼻梁、眼窝、嘴唇、卷发和手指某些细微的摆动告诉你他的血液中留着来自母亲,一个瑞士女子的基因。1937年出生的王德民因为特殊的家庭背景,在新中国这个尚未启蒙的国度里度过了他的童年。与别人不一样,“这还用说吗?”王德民轻描淡写地面对这个矛盾。
对于异类,我们总是心存芥蒂或防备,这应该属于生物本能,所谓“非我族类,其心必异。”另一方面,也是因为蒙昧、未开化而造成的彼此隔阂。就算中学时就读汇文中学的王德民成绩年年名列三甲,就算他开朗外向,与人为善,愿意在文体活动中充分舒展自我,就算他有足够的智慧和勇气质疑课堂上老师传授的结论,但这一切也不足以打破隔阂的樊篱。当年,劝诫人们抛弃种族偏见、语言偏见、主义偏见,启蒙心智和思想的是胡适这样的先锋苦口婆心也无法做到的。青年王德民还去争什么公平呢?
这是年少的他无法负荷的矛盾,因此他的选择是迅速放弃。不过他不是放弃自己的人生,而是放弃负面的抗争,用一种曲线救国的方式完成梦想。用他的话说:“我只有做得比别人更好,才能有机会,而我相信自己能够做到。”
这种自信支撑王德民从中学毕业,进入石油学院深造。石油学院是他所填报的高考志愿中最末的一个,没有学校愿意收下这个特别的孩子。不过这个成熟的少年当时的想法是:“有学校愿意要我,我就去。”因此,石油学院成为他不是选择的选择。这一选,成了惊堂木拍案子,给自己人生锤下了一个不回头的音阶。
惟真惟实——测不准
虽然从王德民的叙述中,我很难找到他对大学生活的怀念,一方面自然是因为他的大学生涯很大一部分时间都在躁动的革命运动中度过,另外一方面也是他不断质疑的“老毛病”使得他对那些只会拿来、转手喂给他们结论,无法独立思考的老师没有好感。但是,或许是巧合吧,王德民就读的北京石油学院(中国石油大学前身)有一句简单而真灼的校训和他性格中的某种品质暗合,校训写着——惟真惟实。
王德民不止一次地表达了他“只想做实实在在的工作”的科学理想。而实践出真知,踏踏实实干事,解决实际问题的王德民,正是在这样的态度指导下,默行着惟真惟实。
大学一毕业王德民就选择了去大庆。我们可以想象松嫩平原发现特大油田的消息传到王德民这群年轻学子们耳中时引起的少年壮志,热血冲动。但另外一方面,王德民的父亲此时在百年老店同仁医院任副院长,母亲则与杨公兆(杨度之子)、陈封(陈寅恪侄子)等一同在中央对外贸易学院任教,优渥的家庭环境,丰厚的物质生活原本可以成为天平另一端的砝码供其掂量,“我从来没有考虑过物质生活,在我的价值观中,事业永远是第一位的。”如此一来,王德民头也不回地跳上了北去大庆的列车。
大庆新来了年轻人,王德民的第一份工作是基层测压队的实习员。工作内容是把特定仪器下到1000多米深的油井测量油层压力,对于油井来说,压力太小,只跑气不出油;压力太大,水又抢了油的跑道,先行一步钻进油管里。因此测压队测量所得数据将作为油田开发部署的重要依据。
有了资料、数据,要如何解读?就好比我们读书时遇到文言文中的“正反同词”,“酒沽于市”和“待价而沽”中同有一“沽”,究竟哪个是“买”,哪个是“卖”,解释不通就会谬之千里。在石油数据解释上也是如此。好了,问题来了,王德民这颗爱质疑的脑袋终于又闲不住了,这次让他在测量资料解释这一环节逮到了一个大矛盾。
原本我们一直沿用国外的“赫诺法”解释资料,但在实际操作层面它与大庆油田的现实状况总保持着很大的差异,而且随着油田开发时间越长,误差也随之增大。身在测压队的王德民,很容易就发现了这个问题,可是作为小实习员,解决这个问题的任务是无论如何也不会落到他头上的。这种看似生命不可承受之重的困难根本没有困扰住王德民,这个矛盾太适合他去解决了,天天与它打交道,就像得了飞蚊症,要对它熟视无睹是不可能的。
所谓才以用而日生,思以引而不竭。王德民主动请缨,花了三四个月的时间查资料,学外语,理解概念,推导定理,在这过程中他边看边想,创建、推倒、再创建、验证、改进。“我真正推导公式只用了10天左右的时间。”王德民完成他的第一个科研成果时,是年三十,他兴奋极了,给自己包了两个硕大无比的饺子,当做犒赏。这个被大家称作“松辽法”的油井压力计算公式很快在大庆油田推广开来。王德民又根据不同油井的特点,先后推导出“松辽二法”、“松辽三法”、“松辽四法”……在全国的油田广泛使用。那时,他年仅24岁,他还是个测压队的小小实习员。
如果在西方,这项计算公式很有可能被称为“王德民法”,就像“赫诺法”是赫诺推算的,又像牛顿三定律、麦克斯韦定律、阿基米得原理、欧姆定理……不过在当时中国的环境下,对个体的尊重不得不屈服于集体利益。因此,从玉门到大庆,从克拉玛依到渤海湾,人们只知“松辽法”,却不一定会在使用中想起它背后的小实习员——王德民。
“我认为‘松辽法的成功给我
最大的财富是鼓励了我的自信心,因为这过程中要运用数学原理,数学不是我的本行,但我却能做到.从此没有什么困难可以难倒我了。”王德民根本不曾发我上面所发之慨,他只记下了这次成功给他年轻的心灵带来的巨大的激荡,这一荡,让它为大庆整整沸腾了半个世纪。
“我是一个冷酷的人”
在谈话过程中,王德民突然说:“我是一个冷酷的人。”我有一刹那的停顿,随即对他所说的这句匪夷所思的话展开了穷追猛打。
“我是一个冷酷的人。”这句话不会出现在我们日常的谈话中,不管亲疏与否,不管自负或者自卑,很少有人愿意用冷酷来评价自己,而且表达在口头上,如此直白。我试图理解这句话背后的含义。
从一些方面看王德民的自我评价并不准确。
在他的自述中我看到过这样一句话:“没有调到大城市和国外工作,我从来没有遗憾,这是真话。”王德民不是没有机会,他是我国首批工程院院士,是大庆首位工程院院士,他的成果曾先后获国家科技进步特等奖一项、一等奖二项,国家技术发明二等奖两项……事实上,就在我们谈话的前一天,他刚刚拒绝了一位想要“挖王院士墙角”的人。
他还说:“我清楚我从思想上和良知上都没有错,我爱我的妈妈,这和她是瑞士人没什么关系。”这是他谈到自己的母亲文安清女士因为瑞士籍身份在“文革”期间被学校隔离一年时的表白。
他还说:“公平些好一点。”王德民回忆当年大庆开展革命化运动,科长以上只拿工资不拿奖金,一线工人和干部一起吃苦,共同收获,不患寡而患不均,那个年代,大家心里都很快乐满足。
无论是对大庆、对家人、对同事,王德民都有他忠诚、珍爱、悲悯的炽热情怀。
可他为什么说自己是一个冷酷的人呢?
在大庆的岁月,王德民的生活异常艰苦。住的是牛棚,照明取暖是原油;下雨天漏水,睡一夜挪好几个窝儿,屋里没有烟囱,人人熏成了黑脸包公。在推导“松辽法”那段日子里,白天他和工人们抬着一百多公斤的绞车,在间距500米的油井间,一口井一口井地转移;夜里他曾一个人在草原上跑了三四里路,到图书室去借资料。
因为“松辽法”的成功,玉德民被破格提拔成工程师,虽然加官音爵,但对他来说仍然缺了点什么,是公平,是尊重。这让他甚至有理由回忆起自己从出生到童年到少年的求学时代,因为他的脸、他的语言、他的血液、他的质疑所遭遇的种种“特殊”的对待。
一次全国性的石油技术座谈会,本来决定让王德民在会上发言,后来因为他有海外关系,有关部门又把他出席会议的资格取消了。那时他年轻气盛,发牢骚说:“搞试井,我掌握的资料最多,又不让我参加会议,干脆把我调走得了。”这话传到领导耳朵里,觉得他的牢骚不无道理,会议开到一半,他接到通知:“领导决定让你参加会议。”
又有一次一个外国代表团来大庆参观,所里安排王德民起草材料,却不让他去讲,白天他得去外面躲起来,生怕大庆有外国人帮助开发之嫌。可讲解的人又不了解情况,对有些技术问题讲不清楚,只好头天晚上由王德民先给他讲解,第二天再由他照本宣科地去转述。那时确实没有一个外国人参加大庆的建设。所以一次外宾来大庆参观,在通知欢迎人员的名单时,黑板上写了一大串名字,就是没有王德民。他看了直摇头,感到啼笑皆非,何必多此次一举?只需写上除王德民外,全体职工参加迎接外宾活动岂不简单得多?
王德民曾说过:“我看一个人的悲欢离合,不是看他的个体,而是从他身上看到了人类的悲欢离合。”王德民看别人如此,看自己也是这样。不以物喜,不以己悲,“冷酷”并不意味着“冷漠”。他只是将自己感性的部分隐藏起来,让理智回归,用更准确、更实用的方式表达着他的人文主义。
“冷酷”的王德民或许找到了他最好的伪装,只有如此他的内心才能足够强大与坚强,让他直面这个世界,承认差异的存在,接受那些他无力改变的事实。好在他能找到一个出口,将他的孤独、被误读,一股脑儿地抒发出去,那个出口就是他的工作,他的事业。他曾用“陶醉”来形容自己对事业的执著。醉里挑灯看剑,梦回吹角连营,大庆正点兵。
创造力=原动力
创造力往往是科技进步的原动力,而在人文学科里这个道理也是通的,即所谓只写性情流纸上,莫将唐宋滞朐中。王德民的创造力不但旺盛,每有新创造必得推广,而且对他来说有一个准绳,用宋人姜燮的话说就是:“人所易言,我寡言之,人所难言,我易言之。”这句话的意思就是别人很容易说出来的,我就少说;别人难以说出来的,我就用比较容易理解的方式说出来。
王德民搞科研创新的准绳也是如此,做别人没有做过的事,用最简单直接的方法解决问题。“在我那个年代,大庆的工作方式还是‘傻、大、黑、粗为主,要把科研成果运用到实际生产中,就不能太复杂,要让工人们一目了然,用起来顺手。”在这个原则的指导下,王德民马不停蹄地开始了他的科技发明创新。
1973年2月周恩来总理对大庆提出“恢复两论起家的基本功”,迅速扭转油田地层压力下降,原油产量下降,含水量上升的严重局面。
要解决“两降一升”,需要尽快出台一套分层配水、分层配产的新工艺。过去多次试验均未成功。在当时的政治环境下,搞科研不仅技术难度大,政治上也要冒风险:搞成了,会多一条“白专道路”、“成名成家”的罪状;搞不成,不知又要惹下多少麻烦?但王德民仍然主动请战。
由于工艺落后,没有作业机时,几十个工人就站成一排,用钢丝绳把一千多米、十多吨重的管道从井底一根一根地拉出来。调整一个层段的产量,就要在一口井上多次起下油管,费时费力,效率不高,王德民想到如果能有个偏心配产器,几个人用钢丝起下(只有几十公斤重)那该多好。
王德民带着攻关小组,每天工作十几个小时,埋头苦干。经过一年的不下千次的试验,偏心配产、配水器终于研制成功,它比国外同类产品轻1/2,短1/3,能与其他测试仪器配套使用。这套配水工艺应用后,配水合格率由原来的30%提高到70%以上,油田含水率上升率也由3%降到2%,这对油田长期高产稳产起到了重要作用。现在这套工艺已在全国推广使用,这项发明后来获国家发明创造二等奖。
1970年以后,油田进入中含水开采期(即原油中的含水量超过20%),原有的采油工艺是针对无水采油和低含水采油期使用的,不适应于中含水期。王德民深入现场,多次试验研究,取得了20多项科研成果,其中有3项达到国内外先进水平。这些科研成果与其他工艺配合,从技术上保证了油田在中含水期持续地、大幅度地增产。
王德民主持研制的分层压裂推技术,推广使用后每年为油田增产100多万吨原油。
大庆的油层多且薄厚悬殊。一口井
的油层,少则80,多则140,而国外特大油田只有几个油层。另外,0.2米至0.5米的薄油层占大庆油田的1/4,在石油史上没有开采的先例,不算做储量。因为想在10000多米的地下发现并开发0.2米厚的油层,深度误差不得大干万分之二,这样的误差相当于用手枪射击百米以外的靶子,每颗子弹偏离靶心不得大干两厘米,难度之大,可想而知。
王德民提出的“限流压裂法”,一次可压开20至30个薄油层,最多一次压开过70多个薄油层(国外一次仅能压开3至4个油层),这样每打1000口调整井,新增可采储量5000万吨,相当于大庆每年的原油产量。推广后,与其他工艺配套,使大庆的石油储量增加了7亿吨,等于又找出了一个大型新油田。
1980年,大庆进入了高含水期(含水达60%)。如果仍按原井网开采,产量将在5年内下降37%。为了油田持续稳产,他又提出用多层压裂开采表外储层并组织了大规模加密调整井工艺技术措施的实施。这些工艺已成为保证油田稳产的重要手段之一。
从根子上找问题
王德民对大庆及类似油田提高原油采收率的方法是有独见的,这就要回到我们之前提过的他喜欢从“根子上找问题”的思考习惯,从本质上人手,而不为浮云遮望眼,不被表面现象所迷惑。说到这点,尤以他研究创立的“化学驱”提高原油采收率方法最具代表性。
早在1976年油田年产油量达到5000万吨时,他就开始思考一个问题:大庆油田年产5000万吨可持续多少年?靠什么方法维持?
1983年,专家研究预测,依靠在原来开发井网的基础上,逐步缩小开发井距,钻加密调整井,可增加6亿一8亿吨的可采储量,这样,大庆油田年产5000万吨以上的纪录能持续到1995年。这个预测在王德民眼中是很不乐观的,原因有两个:其一。他认为,以现有的强化注水提高地层压力的开发技术,一旦地层压力超过原始地层压力时,巨大压力会使地下油层破裂,从而造成大面积水淹和大范围的套管损坏,原油产量便会以每年数百万吨的落差大幅度递减。其二,就算这10年稳产保证了,那么今后怎么办?1995年之后呢?大庆依然将面临外围油田勘探没有重大发现,老油田可采储量接替不足的问题。
要想维持油田产量,唯有研究开发新技术,提高原油采收率。王德民将矛头瞄准了“化学驱油”。在聚合物驱油的基础理论方面,他创造性地提出了聚合物非牛顿流体的黏弹性,特别是弹性在提高采收率方面的作用。通过宏观和微观测试,确定了聚合物驱油的理论基础后,他又优选出适合于大庆的聚合物,并解决了聚合物非牛顿流体的管道输送及矿场高压注入等一系列工艺难题。
大庆连续27年实现了高产稳产,早在六、七十年代就已经达到了世界一流水平。王德民却不安于现状,经过潜心研究,提出了保持高产稳产的长远规划和多项建议。已经付诸实施的部分表明,这些规划和建议具有相当的预见性、科学性和准确性。
已过古稀之年的王德民退而不休,走下行政岗位的他老而弥坚,在科研领域越干越起劲。从1999年到2009年的10年间,他的科技成果多达14项,发明专利15项,其中获得国外认证的5项。王德民知道,虽然我国已经有了上百个油田,但仍然是个缺油的国家,每年都需要进口大量的石油,大庆的石油回采率虽然已经高出世界平均水平,但仍有很大的潜力可挖,只要不断改进工艺,大幅度增加原油可采储量,完全能够保持长时期的稳产。他认为,石油开采仅有技术是不够的,还要上升到理论,要多和国际石油界人士进行交流,让外国人了解、接受我们的理论学说,以便逐渐形成中国自己的石油学派。
好处尽从难处得,少年无向易中轻。一路走来,坎坷不平也早已释怀了。当我们回归到王德民的治学原则时,他的人格气质,精神内涵也就一目了然了。他说:“我选择科研项目的条件十分明确:1确有切实需要;2理论上能站得住;3工艺上具有可行性;4能够大规模推广使用。”“没有用到生产的科技,不算科技。”