矢志不渝推动石油工程技术与管理跨越发展——记中国工程院院士、中国石油勘探开发研究院教授刘合

通讯作者 闫建文 刘 佳

中国工程院院士刘合

采油工程是复杂的多学科系统工程，其集成了油气田开发的核心技术手段，每一次技术突破都会推动油气生产的跨越式发展。作为采油工程领域领军人物之一，30多年来，中国工程院院士、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院教授刘合一直潜心于采油工程技术与装备研发、工程管理创新与实践。用对事业的执着和热爱，他攻克了一项项世界性工程技术难题，助推了我国油气工程技术的进步，引领了采油工程管理方式的转变，为中国石油工业的发展做出了贡献。

在成就和耀眼的光环下，刘合并没有止步不前，而是以崭新的视角审视着前方，以坚实的脚步求索跋涉，竭尽全力攀登着一个又一个新的科技高峰。

大庆27载光辉岁月

不懈探索，为国“加油”，能从一名普通技术人员成长为一名中国工程院院士，回首多年走过的路，在大庆的那些日子无疑是刘合生命中一段重要的时光。

在调入中国石油勘探开发研究院之前，刘合曾在大庆油田工作了整整27年，他对大庆有着很深厚的感情。1982年从大庆石油学院（今东北石油大学）毕业，被分配到大庆油田采油四厂工作，从此便踏上了为石油事业拼搏、探索的征途。27年间，他从基层一步步走出来，出色地完成了由一个普通大学生向油田采油工程研究院院长、油田公司副总工程师兼任公司市场开发部主任的蜕变。

伴随新世纪钟声的敲响，大庆油田的油气井增产工程、井下作业维护、新井钻井投产等业务量在急速增长，这为油田开发带来了巨大困难。为了解国外石油工业的最新技术和管理状况，把握最新的科技进展，2001年，刘合被大庆油田公司选派到加拿大卡尔加里大学深造。

在国外访学的一年时间，对刘合来说意义特别重大。工作多年后，他获得了一个自我反思的机会，反思过去工作的得与失、对与错、好与坏。通过这次回望，他对自己的工作有了一个更全面、系统的认识，知道该学什么，该补什么，坚定了下一步努力奋斗的方向。

为早日通过语言关，无论是课上还是课下，不论是什么话题，他都主动与老师、同学对话，不怕说错，不怕被人笑话，不放弃任何进行听说训练的机会。为了摸清楚国外油田发展状况，他把那几年SPE上所有的采油工艺方面的文章全部搜集起来，进行系统学习研究，不懂就反复读，直到读懂；没有时间读的，就复印下来带回国继续读。在多次奔波、联络、沟通，付出艰辛努力后，他进一步了解了加拿大及国际石油工业的发展情况和科技进展。

带着从加拿大获得的新知，2002年回国后，刘合受命执掌起全国最大的采油工程专业研究单位、大庆油田采油工程龙头队伍的“帅印”，成为采油工程研究院院长，开始向新高峰攀登。

刚刚上任大庆油田采油工程研究院院长不久，刘合便在油田公司技术座谈会上立下军令状，短期内一定在薄差层注水工艺技术上有所突破。

注水是油田开发的基础。大庆油田有1/4薄差油层，厚度仅为0.2米至0.4米，当时的注水技术对这样的油层很难实现有效注水。刘合带领科研团队，深入试验现场，与科研人员一道摸爬滚打，废寝忘食，夜以继日，在老一辈采油工程专家研究成果的基础上，发展和完善了“两小一防”“同心集成”等注水新工艺，攻克了薄差层注水难关。如今，“两小一防”“同心集成”注水新工艺已更加成熟，成为大庆油田分层开采配套技术的主体技术。

出席大庆油田收购塔木察格区块签字仪式

2009年获得SPE服务奖

向专家介绍井下压裂工具可溶桥塞最新进展

螺杆泵采油是一种节能高效的举升设备，规模应用初期，采油设备在生产中存在定子橡胶溶胀、油杆断脱等现象，被工人们形容为容易“脱裤子，包饺子”的蠢笨家伙。针对生产中出现的问题，经过3年的努力，刘合和他的团队解决了螺杆泵驱动装置噪音大和装置密封差的问题，实现了低噪音、零排放、零污染；通过有限元分析、橡胶材质优选、杆柱优化设计等，解决了螺杆泵定子橡胶溶胀、油杆断脱等问题，延长了螺杆泵的检泵周期，提高了螺杆泵的使用寿命。在世界上，首先将螺杆泵应用到油田聚合物驱油和三元复合驱油技术上，不仅在国内各大油田应用，而且还打入了国际市场。

资源有限、科技无限，刘合从不敢停止探索的脚步。升任大庆油田有限责任公司副总工程师的刘合深感科技创新的重要性，带领团队为“创建百年油田”提供着最有力的技术支持。同时，兼任油田公司市场开发部主任的他，还在满世界飞着，忙着以技术换市场、换资源，开辟着一块块新的“大庆油田油气业务新天地”。刘合的努力换来了好消息，2005年，“分层注水技术”和“聚驱提高采收率”项目成功打入哈萨克斯坦、印度尼西亚等国，这标志着大庆油田公司的特色优势技术在国内外得到了一致认可。

刘合非常注重技术的传播和推广，并不断将研究成果介绍给世界，作为国际石油工程师协会亚太地区技术专家咨询委员会委员和国际天然气联盟执委，无论工作岗位、角色如何变化，刘合宣传中国石油工业先进技术的步伐从未停止，在他一次次积极组织的对外技术交流活动中，中国石油工业在国际学术界的影响力在日益扩大，并向更广阔的世界蔓延。

在大庆油田现场介绍第四代分层注水技术

注水技术走向智能化

在30多年的从业经历中，刘合跨过了一道道山峰，取得了令人羡慕不已的成绩。专注于油气田开发工程技术研究，他在分层注水和井筒工程控制技术、套损井预防和综合治理、低渗透油气藏增产改造、机采采油提高系统效率等方面均取得了较大的突破。曾先后获国家科技进步奖和发明奖共4项，省、部级科技进步奖一等奖12项。累计发表论文100余篇，出版专著2部，主编或合著有7部著作。获授权发明专利17项、实用新型专利28项。

在所有的技术突破创新中，刘合最引以为自豪，投入时间精力最多的当属精细分层注水技术。

油井开采初期靠原始地层压力就可以将油驱出，但随着开采程度不断增加，地层压力逐渐下降，于是注水就成为油田开发的生命线。目前，我国大部分油田已经由最初天然能量开发阶段转为注水开发阶段，油田80%以上的产量来自于水驱。

水驱油田对于降低石油对外依存度、保障国家石油能源安全具有非常重要的战略意义，但水驱油田的开发却面临着技术上的巨大挑战。油田开发初期，是按照不同性质油层的自然吸水能力进行笼统注水。而由于地下的油层有多个，致使不同渗透率的油层吸水量相差很大，造成注入水单层突进，影响注水开发效果。尤其到开发后期，针对不同油藏和井况，开发精细分层注水和智能化分层注水技术，实现实时监测和自动测调，推进油藏开发数字化、智能化，成为水驱油田精细挖潜和高效开发的关键。

在国家科技重大专项、中国石油集团公司级课题等8个重大科研和现场试验项目支持下，瞄准阻碍注水技术发展的关键瓶颈问题，刘合带领由中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、大庆油田有限责任公司、长庆油田分公司、吉林油田分公司组成的团队进行了持续攻关，逐步攻克了多项世界性技术难题，实现了从工艺原理设计、关键技术研发、油田先导试验、示范区块建设到规模推广应用的全链条突破。

经过11年自主创新，他们在全国范围内已建设26个示范区，大幅度提高分注率和分注合格率，减缓了自然递减率和含水上升率，取得了明显的效果。项目实施后，累计减少测试班组约380个，在增油、测试、节水、节电等方面累计创效高达34亿元左右。成果实现了注水井井下各层段生产状态下数据实时监测和层段调整，即“边注边测边调”；结合静态开发数据，建立全信息油藏动态模型，并不断智能修正、优化模型参数，动态实时、精准掌握地下油藏真实赋存状态，进而进行智能预测分析和优化调整，达到优化生产、精细化管理与智能量化决策的一体化运营模式，解决了传统水驱分析精细化与实时化的矛盾，实现水驱开发由“滞后调控”向“实时、精细、智能优化”的重大跨越，使我国的分层注水技术继续保持国际领先地位。

要解决多项世界性技术难题，从来都不是一朝一夕可以实现的。从二代技术到四代技术，30年间对注水技术的关注，刘合几乎倾注了他全部的心血。

也许是多年来在采油生产一线工作的缘故，又或许是他天生朴实性格使然，他一直反对急功近利、浮躁和短视的行为，而是更注重研究的成果在生产应用中是否真的有用，是否能得到生产一线用户发自内心的好评。他带领团队以生产中出现的问题为导向，围绕注水这一个问题脚踏实地持续做研究。随着研究的深入，注水技术从传统的手工操作，低水平、低效率发展到现在的智能化、实时化，并且操作工具、操作规程都发生了重大改变。

把工人的劳动强度降下来、把成本降下来、把精度提上去，这是刘合一直努力的方向，即使现在，他探索的脚步仍未停下，为了更有效、及时、准确、快捷地完成地上、地下的注水工艺的实施，他希望通过自己的不懈努力为下一步预测智能化及智能化油田的开发打下更坚实的基础。

在重点实验室讲解智能注水新工艺

管理模式应与时俱进

项目的完成、成果的取得并非一帆风顺，但最后能顺利过关应是各种因素共同发挥作用的结果，比如，好的技术路线、好的用人方法、好的创新团队等。以精细注水技术为例，在技术攻关中，刘合团队没有把鸡蛋装到一个篮子里，而是用各种方法进行了尝试，采用不同的技术路线去实现同一个目标，在开放、包容的氛围中，目标最终得以实现。

而这只是技术路线的问题，除此之外还有人的问题。用人不疑、疑人不用，只有给大家充分的权利、信任、鼓励、支持，他们才能没有顾虑，放开手脚去做。

技术路线的选择、用人方法的使用，其实归根结底是管理能力的体现。一个项目的攻关、一项技术的突破需要有好的管理，加快区域乃至整个国家采油工程新技术升级换代及其在工业化应用的速率更需要一种好的管理模式。在采油技术攻关过程中，对于管理模式的创新，刘合也做了非常重要的工作。

采油工程贯穿油气田开发全生命周期，是复杂的多学科系统工程。大庆油田经过多年高强度开发，剩余油高度分散、油水关系极其复杂，对采油工程技术与管理创新提出更高要求。在采油工程技术创新和工程实施过程中，面临的最大难题是技术与管理脱节，这极大制约了创新成果的工业化应用。

基于长期科研生产实践与系统工程的有机结合，以开发进程与开发目标变化产生的矛盾为导向，刘合提出了“长效、整体、协同”的工程管理理念，创建了依开发对象不同开展技术创新，依开发进程变化实施管理创新，实现工程技术创新与管理创新螺旋式同步发展的采油工程技术与管理“持续融合”的工程管理模式。

坚持“长效、整体、协同”的工程管理理念，刘合带领团队发展完善了由10个系列、55项技术、280项标准规范组成的采油工程技术体系，推动了创新成果的规模应用，有力支撑了大庆“百年油田”的建设实施。

“持续融合”工程管理示范工程——吉林油田大井丛效益建产示范区是刘合指导实施的又一个采油工程成功案例，立足“重新认识资源潜力、重新构建技术体系、重新定位效益开发”，遵循“四个一体化”的管理做法，应用采油工程新技术，将23个常规平台优化为2个大井丛集约式平台，占地面积缩小60%，人员减少90%，产能建设周期缩短50%，颠覆了低品位储量常规开发模式。示范区单井产量提高60%以上，采收率提高8.3个百分点，百万吨产能投资下降21个百分点，增加可采储量2亿吨，取得了“节约土地、降本增效、安全环保、绿色低碳、智能管理”五重成效，为我国低品位储量开发利用探索了全新的发展模式。

刘合认为，科研工作者最关心的应是技术能不能可持续发展，这就需要有好的管理模式，管理模式与技术发展发生矛盾时，要不断地去转变管理模式。时代在发展，管理模式也应与时俱进，虽然已经建立了采油工程技术与管理“持续融合”的工程管理模式，但它是有生命的，持续创新、不断变革才是它应有的状态。

新挑战意味着新机遇

认识刘合的人都有这样一个感觉：他性格开朗，豁达大度，以诚相待。在大庆油田工作时，油田的同事都亲切地称呼他“合总”，他“以和为贵”的魅力感染了大家。假日里，他最喜欢的事就是在他的办公室摆龙门阵，沏好一壶茶，煮上一杯咖啡，邀请大家针对攻关中的问题畅所欲言，各抒己见。

就是这样一位乐呵呵的人，对待工作却是异常严肃认真，甚至有点悲壮的色彩。

去加拿大进修时，刘合的父亲其实已经重病卧床，作为唯一的儿子，刘合以“忠孝不能两全”宽慰自己，毅然踏上了异国他乡的学习征程，没能见到老父亲最后一面。“男儿有泪不轻弹，只因未到伤心处”，学成归国重新踏上家乡土地时，他在老父亲的墓前愧疚地哭了。

做完甲状腺手术，大家都劝他多休息几天的时候，他停不下来，又搭上了去外地的飞机，向着新的目标飞去……

2014年在莫斯科出席第21届世界石油大会

2009年，刘合从大庆油田调任北京工作，一个更大、层次更高的科研平台为他的自我提升提供了更好的机会，闲不住的他还是那个拼命三郎，为了远处的目标竭尽全力。

中国石油勘探开发研究院是一个国家级的研究院，站的高度不一样，思考问题的角度也不一样，刘合觉得对一些问题，应该看得更高些、更远些、更广些，所以更注重对一些超前问题的探索。

在北京工作十几年，刘合主要专注于前沿技术的探索。除一直坚持从事的注水技术研究外，对纳米技术、信息技术，尤其在油气工业数字化转型上他都进行了深入探索。

经过多年信息化建设，石油工业其实已积累了海量数据，包括地震、测井、钻完井、油藏工程、地面工程、炼化、销售等，累计存储数据1.7PB以上。刘合认为，数据大不等于大数据，由于这些数据存在“数据孤岛”现象严重、数据标准不一致、数据质量参差不齐等问题，所以并没有实现在中国石油内部的共享流转，更没有对数据中的巨大价值进行深入挖掘。随着互联网信息技术的不断发展，大数据给生产生活带来了越来越多的便捷，如何将大数据应用在石油工业领域也被重视起来，在此背景下刘合带领团队在数据治理、数据共享和流转、数据安全等方面开展了研究工作，取得了一些重要成绩，得到了中国石油集团高层的高度认可。

对于人工智能如何与勘探开发更好结合这个问题，刘合也在不遗余力推进一些工作。“十三五”以来，党和国家把人工智能发展上升为国家战略，人工智能成为国务院确定的七个战略性新兴产业之一。面对低油价和疫情叠加的严峻形势，发展人工智能的重要性愈发凸显。

作为中国石油集团人工智能重大专项的设计总师，从2020年年初开始，刘合就开始做顶层设计。难度虽大，但现在他已经初步完成了油气工业人工智能的发展规划和顶层设计，计划从勘探开发、钻完井、测井、物探、地面工程、智能制造6个领域入手，建立国际先进的油气勘探开发人工智能技术体系，推动人工智能在勘探开发领域的全面应用，为油气勘探开发科研、生产和决策提供智能化手段，强力支撑集团公司智能油气田建设，支撑油气勘探增储上产、降本增效，为建设国际一流能源公司提供强有力支撑。

伴随着工作的变迁，刘合肩上的责任也在不断地加大。承担着中国油田发展的重任，刘合不得不去思考这些问题：如何把握技术的主攻方向？怎样发展低成本技术？如何找到合理的管理模式？怎样加强数字化转型？如何实现高质量发展……

新领域意味着新挑战，新挑战意味着新机遇。刘合相信：穷则变，变则通，通则灵，以创新求发展，中国石油工业必有灿烂的明天。