渤海灣畔,機器轟鳴聲中,一桶桶烏黑的原油正通過輸油管道奔涌。在這條關乎國家能源安全的“黑色動脈”上,山東航空學院耿孝恒博士領銜的科研團隊,用5年時間攻克了18項核心技術,將實驗室里的瓶瓶罐罐變成了油田增產的“魔法藥劑”。
試劑改良提高生產效能
破乳劑是油田,特別是原油開采和處理過程中不可或缺的“清道夫”,它直接關系到原油的質量、生產效率和經濟效益。
“現在的破乳劑就像老中醫開的方子,見效慢還容易反復?!?019年初春,團隊首次踏入勝利油田。油田老專家的一席話,引發了年輕科研工作者們的思考。
高溫依賴導致能耗居高不下,低溫環境下脫水率不足,面對海上平臺復雜組分更是束手無策……傳統破乳劑在應對稠油、老化油時暴露出的種種缺點,成為橫亙在團隊面前的障礙。
一次雨后漫步,團隊成員賈新磊博士注意到荷葉上水珠的滾動軌跡。這種超疏水現象給了他啟發。此后,團隊創新性地引入仿生學原理,將沙漠甲蟲背部的集水結構移植到磁性納米顆粒表面,研發出具有定向吸附能力的新型破乳劑。
在渤海油田進行的現場試驗中,新型破乳劑表現不俗——原本需要80℃高溫才能處理的原油,在65℃下竟實現了93.8%的脫水率,且處理后含水率穩定控制在0.3%以下,優于行業標準。
綠色理念“療愈”油田生態
在勝利油田孤東采油廠,采油污水形成的“黑臭帶”曾綿延數公里。傳統藥劑處理后,污水仍存在絮凝不徹底、二次污染風險高等情況。
“要讓絮凝體自己長出‘腿’!”耿孝恒帶領課題組跳出傳統思維框架,創造性地將含氟聚醚與生物酶制劑相結合,開發出新型清水劑。
在60秒沉降試驗中,投加新型清水劑的污水分層清晰,泥沙在重力作用下快速沉降,絮體邊緣甚至出現肉眼可見的蠕動痕跡。
這項顛覆性技術使聚驅采出水的處理效率提升了3倍。團隊還有了意外發現——絮體中檢測到活性微生物群落,這意味著新型清水劑正在重構油水界面的微生態系統。
在黃河三角洲國家級自然保護區舉目四望,蘆葦蕩隨風搖曳,丹頂鶴翩然起舞。這片曾經飽受油污困擾的土地,如今正見證著科技與自然的互促共生。
團隊研發的富營養化水質處理藥劑,使勝利電廠冷卻水回用率提升至92%,每年減少COD(指“化學需氧量”,是判斷水環境是否受到污染的重要指標)排放1200噸,相當于種植了6萬棵成年樹木。
產學研共振激蕩創新動能
在濱州高新化工研究所的中試車間里,耿孝恒常指著墻上泛黃的油田分布圖感慨:“我們的戰場在千米深的巖層之下?!?/p>
扎根大地的科研情懷伴隨著腳踏實地的工作作風,讓團隊與大慶油田、勝利油田等龍頭企業建立起“研發—中試—產業化”的全鏈條合作模式。
團隊的MMPD型緩蝕劑在長慶油田迎來了首場硬仗,對手是強大的進口產品。在嚴酷的38℃高溫酸化考驗下,進口緩蝕劑72小時便“敗下陣來”,所有人的目光都聚焦在MMPD身上。結果令人震驚:它穩定工作了720小時,壽命是對手的整整十倍!鋼材腐蝕速率始終優于國標。其秘訣在于它能形成一種特殊的保護膜,對比照片中,經它保護的鋼材與未經保護的形成了天壤之別。
這種碾壓性的技術優勢,源于團隊構建的“基礎研究+應用轉化”雙輪驅動體系。
在微生物燃料電池技術研發中,團隊不僅攻克了含油污泥處理難題,更意外發現電化學活性單菌的產電效能提升了37%。對此,國際同行評價——“這為能源與環境的協同治理開辟了新路徑”。在新能源電池外殼防銹劑研發中,團隊與相關企業的合作,上演了產學研版本的“速度與激情”——從實驗室小試到生產線中試僅用98天,產品耐鹽霧性能超越國際同類產品15%。
從渤海岸邊到塔里木盆地,從松遼平原到南海之濱,截至目前,耿孝恒團隊的技術成果已在23個油田區塊推廣應用,累計增產石油18.6萬噸,創造經濟效益超12億元。
能源行業的變革永遠在路上。當前,團隊正與清華大學合作攻關納米限域催化技術,目標是將破乳劑響應時間縮短至分鐘級;與華為云的合作則致力于構建智能加藥系統,實現藥劑投放參數的遠程實時優化。
《中國教育報》2025年10月30日 第03版
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