第24版:星辰副刊

中国能源报 2022年04月04日 星期一

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大山追光人(匠人匠心)

■田宏远 朱创业 《 中国能源报 》( 2022年04月04日   第 24 版)

  仲春时节,巴山蜀水之间,储满阳光的油菜花像云一样,从山脚铺向山腰,层层叠叠,一片金黄。莽莽群山中钻塔依稀可见,西气东输管道从大山深处跋涉而来,奔向远方,连接着城市、乡村和千家万户……

  在中石化经纬公司西南测控公司四川绵阳基地一间不足30平方米的铁皮营房里,“拉曼团队”负责人夏杰正带领队员,通过激光综合分析仪,对刚从地层采出的气体进行光谱分析。

  印度物理学家拉曼曾采用单色光作光源,发现每一条入射谱线都有相应的变散射线,这一发现被称作拉曼效应。在西南大山里,“拉曼团队”通过一台特殊光机,将一束光射入气体反射池,随着拉曼效应强化,仪器上的数据不断跳动,显示光谱的变化,提示不同组分气体含量的不同。

  用光解释气体是一件很神奇的事。通过拉曼激光气体分析仪,可以连续无损检测各类烃类及非烃类气体,快速发现薄层、裂缝性、弱显示油气层,准确识别混油钻井液条件下的油气组分。这些年,“拉曼团队”运用这项技术,发现油气显示35层,总厚度超过1500米,油气发现率达到100%。

  近年来,伴随我国油气勘探程度不断深入,难动用储量开发“低、深、隐、难”等问题愈加突出,非常规油气田的勘探、页岩气的开发对地层油气解释分析技术提出了更高要求。传统气相色谱气体分析技术存在烃类和非烃类无法同时检测、气路系统复杂、附属设备多、检测速度无法满足勘探开发需要等短板,这让负责物资装备的夏杰如鲠在喉。

  在查阅相关资料、经过大量的调研后,一个大胆的构想在夏杰脑海萌发。他想利用拉曼光谱原理,借助一束光,生产出具有自主知识产权的国产化高端气体分析仪,以此解决油气勘探开发难题。

  最初的研发团队只有夏杰和两名同事,3人为团队取名“拉曼团队”,实验室就是一间废弃营房。因为实验要求无尘无光,每天做实验时,都要给营房洒水除尘,用黑布将窗户遮挡严实。一台简易的光机架、一支激光枪、一束微光……“拉曼团队”就此开始了长达数年的追光之旅。

  2011年至今,“拉曼团队”先后研制出全球第一台具有12种气体检测能力的拉曼原理样机、全球首台狭缝分光拉曼工程样机,为国产化高端气体分析仪器打下了坚实基础。过去7年,团队核心成员扩至7人,先后在川西、川东北、山东、新疆等不同探区、不同油气藏、不同钻井施工条件下,成功开展一系列拉曼气体分析仪现场应用试验。

  通过持续攻关,“拉曼团队”完成了拉曼气体分析技术从实研室研发、先导试验到现场应用的转化,并在西南工区致密气、酸性气、页岩气,以及山东、新疆等不同类型油气藏的20多口井进行了上井应用,仪器的可靠性、稳定性得到证实。如今,拉曼激光分析技术已进入工业化推广应用阶段,并由石油勘探领域拓展至矿山、钢铁、化工、炼化、大气环境监测等行业。 

  “看阳光从窗户照射进来,空气中那些看不见的尘埃都在光中旋转、飘浮。当我用水枪将水雾喷射到光中,眼前又神奇地呈现出七彩光环。光的世界充满魅力,令我心潮澎湃,想一探究竟。” 儿时的夏杰,曾不经意发现了光的奇妙。多年以后,想起那幕场景,他感叹自己与光的不解之缘以及追光之旅,竟是那般浪漫和神奇。

  (作者供职于中石化经纬有限公司西南测控公司)