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童宪章

童宪章,石油开发工程专家,毕业于中央大学(南京大学)物理系,中国科学院院士。主持编制我国第一个油田开发方案,初次采用注水开发技术获得成功。先后参加大庆、胜利、克拉玛依、河南等油田会战的开发工作,多年潜心于水驱油田开发生产规律与特征的研究,创立了水驱油田动态分析理论与方法“童氏水驱曲线法”被广泛应用。

童宪章,原籍江苏扬州,生于北京。1941年中央大学(现南京大学)物理系毕业 。北京石油勘探开发科学研究院高级工程师。从1941年开始参加玉门油田创业工作,参加和主持第一批油井的测井、钻井及开采,为中国石油工业的发展培养了第一批专业人员。最早主持中国油田储量计算和油田开发设计及实施工作。

从大庆油田发现起即负责几个区第一口井试油工作,以后常为中国主要油田开发工作的组织者。多年研究注水油田规律,提出的“童氏水驱曲线方法及软件”能够解决油田稳产的核心问题,在国内各油田普遍应用,并向国外(澳大利亚及委内瑞拉)油田推广,初步获得成功。

1991当选为中国科学院院士(学部委员)。

童宪章1941年7月毕业于中央大学(49年更名南京大学)理学院物理系并获学士学位。同年到甘肃玉门油田任助理工程师。

1945年赴美国石油公司进修石油工程。

1947年回国,在玉门油田任副工程师。

1949年任玉门油田工程处副处长。

1951年起历任西北石油管理局主任工程师,石油部采油主任工程师,胜利油田工程师,北京石油勘探开发科学研究院高级工程师、总工程师。

1991年11月当选为中国科学院技术科学部学部委员。 [2]

童宪章,1918年1月10日生于北京,祖籍江苏扬州。父亲童翼早年参加蔡锷发起的护国讨袁运动,是一位军事理论学者和教育家,常以“处世须达观,读书求实用”来勉励自己的子女。童宪章在江苏省扬州中学度过他的中学时代,“救国必须读书”、“科学才能救国”的思想渐渐在他的脑海中扎了根。1936年高中毕业后,他考入中央大学(即今日南京大学)物理系,曾被选为中央大学学生会主席。期间正值抗日战争,学生的生活条件很差,他呼吁校方改善学生伙食、住宿条件,受到同学们拥戴。1941年他从中央大学毕业,在老师翁文波教授激励下,立志为中国石油工业献身,追随翁先生毅然前往祖国大西北玉门油田,从事石油钻采技术工作。玉门油田创业初期,技术和装备均很落后,工作条件亦十分艰苦。他组织工人自制电测仪器进行了我国第一次井下测井作业;主持研制出泥浆系列,解决了钻井泥浆漏失的难题;研制成功进口部件与国产部件混装的取芯工具,提高了岩芯收获率。1945年,他与20多名石油技术人员被派往美国进修石油工程。他抓住这一宝贵的学习机会,在美国几个大石油公司和石油机械制造公司(如英国壳牌公司、美孚石油公司等)查阅了大量技术资料,并亲手做实验以加强实际操作。他还结识了不少国际石油界的知名专家而深为受益。他于1946年学成归国。在玉门解放前夕,他参加了护矿斗争以迎接油田的新生。

中华人民共和国建立后,童宪章受到党和政府的信任、重视,先后被任命为西北石油管理局主任工程师,石油工业部采油主任工程师。他主持编制出我国第一个油田开发方案,即“玉门油田储量估算和油田开发方案”。1955年为解决玉门油田“边缘注水”所出现的问题,他提出“层内注水”方案并取得成功。他将国外已获突破性进展的石油试井技术应用于玉门油田,提高了油井试井的技术水平。1958年,他又将此项技术推广到克拉玛依油田。20世纪60年代初,童宪章来到大庆油田,应用业已成熟的测压解释方法,参与组织科技人员编制了油田早期注水的开发方案,对油田保持长期稳产高产发挥了重要作用。

在“文化大革命”的逆境中,童宪章仍坚持为石油科技发展献身的志向,无论在“五七干校”或是油田基层单位,从未停止过积累有关技术资料。他抓紧和利用各种机会,努力阐述、推广“压力恢复曲线理论”和“油藏动态分析理论”。1978年以来,他先后任石油工业部外事局顾问、石油勘探开发科学研究院总工程师。在理论研究与实践的基础上,他总结出更为简明,便于科研、生产一线人员掌握的水驱油田动态分析方法(“童氏水驱曲线法”),并研制出相关的计算机软件系列,在国内外油田广泛应用。

童宪章于1991年当选为中国科学院学部委员(后改称院士)。

1995年晚秋,童宪章身染沉疴卧病不起。在与病魔搏斗的时日里,他仍然牵挂着石油战线传来的一个个捷报;嘱托前往探视的资深专家们关注教育,培养跨世纪石油科技人才。1996年1月31日,为石油科学技术事业奋斗一生、奉献一生的童宪章与世长辞。

童宪章于1984年加入中国共产党。他是全国政协第四至第六届委员;国务院学位委员会第一、第二届委员;中国石油学会理事。

油田开发工程萌芽于18世纪50年代,直至19世纪20年代仍处于盲目开采阶段。早期的采油工程技术人员对油、气、水在油藏中如何运动知之甚少,仅靠少量岩石样品分析,不能全面解释地层内部油、气的存留状况,更不能说明油、气在地下的运动状态、压力变化。因此,正确估算石油天然气储量、制订合理的开发方案、预测生产动态等在当时都属难题。20世纪20年代以后,国外应用了新型深井压力计测量石油井下的压力变化,从而推知储层内的能量消耗状态。但这一技术在旧中国尚属空白。

1945年,童宪章赴美进修石油工程将近两年时间,他十分珍惜这难得的学习机会,从不放过每一次实习操作。当年美国西德克萨斯正在钻一口深井,为掌握其特殊的钻井、试油工艺,他在井场值班室住了半月之久,终于观察到“中途测试”的全过程,这是当时美国亦很少应用的新工艺。

学成归国后,童宪章在玉门油田积极倡导引进国外先进石油工程技术并负责引进全套钻井装备和技术,使当时玉门油田的石油钻采工艺技术有了很大提高。他尤为注重国外先进的油田试井解释技术,以推动国内石油开采水平。他通过引进、学习国外先进石油工程技术,在国内油、气田利用大量测试成果,从中收集各种统计信息,阐明石油、天然气在地下储层中的运动规律,进一步对油、气井及注水井的生产状况做分析研究,提高我国油、气田生产管理水平。

依据产出油、气量多少及相对压力变化推测油藏特征并控制生产,是当时国外石油开发技术发展的新动向。50年代,童宪章在玉门油田应用这种新技术,其后又在克拉玛依油田、大庆油田相继推广。应用新技术的测压解释结果证明:许多重要的产油区都是由不同压力系统的若干断块构成的。据此可以划出各断块的边界,作为制订开发方案、布置油气井网的重要依据。他曾用这种“压力分区法”证明玉门油田也存在不同原始压力分区的状况,澄清了许多过去在石油开发中难以解释的问题。

水驱油田开发生产规律与特征的研究阶段

从玉门油田到克拉玛依油田,从青海油田到大庆油田,童宪章多年来潜心于水驱油田开发生产规律与特征的研究。他的研究工作从各主要油田基本特点出发,对油井生产状况进行数理统计,以阐明各类水驱油田开发中的一般规律与特征;从地下油、气的动态分析入手,对动用储量与油藏潜力作出判断以预测生产趋势。此项研究工作历经多年,大体分为三个阶段。

童宪章根据多年石油试井的经验,研究大量的现场实例并经理论推导,在其专著《压力恢复曲线在油、气田开发中的应用》中,提出一些有独创性的经验方法。以往经验认为,每一口油井的日产量,基本上应符合一个理论的油藏水动力学公式(达西径向流公式),而实际情况常与理想公式的计算结果有差异,还需用复杂的公式、更多的参数算出“完善程度”以利区分。他在专著中提出了大为简化的计算法则,命名为“7的法则”。这个法则只需要确定两个参数:即一口井关井前的生产压差以及压力恢复曲线之近似直线段的斜率。这两个参数的比值就称为“完善系数”。当完善系数等于7时,则井底产层未受污染;若大于7,则井底有污染或射孔不完全;若小于7,则井底有裂缝或有其他特殊情况。这即是“童氏经验公式”。

在上述压力恢复曲线理论的基础上,进一步形成了油井产状分析和油藏动态分析理论。童宪章收集国内外数百个水驱产油单元(包括单井、井组、油藏、油田、油区)的统计资料,通过长期、深入的分析、研究,总结出一套简明的水驱油田动态分析方法(童氏水驱曲线法,国外称之为“童氏定理”),推出有关油藏工程的计算公式及系列化的样板曲线,揭示了有代表性的油藏工程问题的规律。

应用于油藏动态分析的“童氏定理”,形成系列计算机软件。以油田完整的开采历史为基础,将生产数据输入统一的计算程序,由计算机自动拟合水驱样板曲线,进而计算出各油田的动态地质储量、可采储量和预期的最终采收率,然后将计算结果与资料中所列的相应数值进行对比、评估。统计结果表明:应用动态法及其软件估算储量与采收率有着高度符合性,估算不同油田的储量与采收率亦具可比性。这已先后为国内外众多油田大量的开发实践所证实。

致力于石油科学技术发展  50年代中期,相继在青海冷湖和新疆克拉玛依发现了有开采价值的油田。党中央和国务院决定设立石油工业部,以适应石油勘探开发事业发展的需要。童宪章先后在石油工业部勘探司、地质司担任采油主任工程师。1957年至1959年,他频繁地前往新疆克拉玛依、独山子油田,分析油田生产动态,在组建PVT 试验室和测压取资料的同时,不断完善油田的开发设计。他随当时石油工业部的负责同志先后来到四川川中油田、青海冷湖油田,在压裂试验之后进行油田评价和开发规划设计。

大庆石油会战开始以后,从1959年底起,童宪章多次去大庆,在大庆油田前期试采工作和开发方案的编制过程中发挥了重要作用。60年代初的几年间,他长期在油田井场上奔波调研,加之刺肌透骨的风寒,两腿患了严重的脉管炎。在自然灾害严重的困难时期,他带病工作,参与完成了多年来心血结晶的技术理论大庆高产稳产注水开发技术,荣获国家级科技进步特等奖。

1964年,童宪章作为石油工业部大庆工作组的成员,出席总结石油会战技术经验的大庆技术座谈会。1965年夏天,他出差山东东营,为胜利油田前期开发做研究工作。

70年代末,当时全国原油生产出现了较严峻的局面:“不能保持稳产,递减将不可避免”的问题被尖锐地提了出来,而且个别油田已出现了产量显著减少的现象。在这种形势下,童宪章出席了重要的决策研讨会,应用“童式定理”算出的储量比传统方法高得多。计算结果表明,某些主要油田开发刚刚进入中期!只要相应的增产措施搞上去,保持稳产应该没有太大的困难。经领导机关慎重研究、评估后,几个主力油田都采取了稳妥、有效的增产措施,从而扭转了被动局面。十几年过去了,这些油田尚未出现产量明显减产现象。

1 童宪章.压力恢复曲线在油气田开发中的应用.北京:石油化学工业出版社,1977

2 童宪章.天然水驱和人工注水油藏的统计规律探讨.石油勘探与开发,1978(6):38-67

3 童宪章.油井产状和油藏动态分析.北京:石油工业出版社,1981

4 童宪章(《油井产状和油藏动态分析》英文版,王德民译).北京:科技文献出版社,1988

在为石油科学技术发展奋斗的数十年中,童宪章不仅培养了一批博士、硕士研究生,而且利用各种机会言传身教,把一批又一批现场的技术人员和工人培养成工程技术骨干。他通过著书立说,现场推广,使科研成果应用于油田开发,转化为生产力。

在克拉玛依油田和大庆石油会战期间,童宪章在主持制定油区、油田的开发方案、试采方案时,身边总是围着不少求知若渴的年轻技术人员。由于不同的注水方式、注入数量对采出速度的影响,及其与采收率的关系等等,计算工作量可称浩繁!在他指导下,青年技术人员用计算尺、手摇计算机绘图、编制方案。大家都为他清晰的思路和对各种数据运用的准确而惊叹不已。

“文化大革命”后期,胜利采油厂地质所一间简陋的平房,曾经是他的办公室。六年的寒暑,他为地质所的同事及慕名而来的采油队技术人员细心讲解过“油井动态分析”理论和一个个典型方法,并带领他们到现场去做测算和验证。那本荣获1982年全国优秀科技图书一等奖的著作《油井产状及油藏动态分析》,就是他独坐斗室于逆境中完成初稿的。转眼20多年过去了,当年向他求教的年轻人已成为各个重要技术岗位的骨干。油藏动态分析的“童氏定理”,已在各油田推广应用,变为油田开发工作者手中的有效工具。童宪章遵循“科学研究必须紧密联系生产实际并使之尽快地转化为生产力”的原则并身体力行。1994 年,他76岁高龄时,应邀前往胜利油田讲学,推广油藏动态分析技术。


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