“界面張力開(kāi)始能到超低（<0.01mN/m） ，但是油珠回縮快，需要加入親水性組分調(diào)節(jié)”“3g/L濃度，5分鐘可到超低，測(cè)試一下低濃度時(shí)的界面張力”“濃度1g/L，15分鐘可到超低，繼續(xù)降低濃度測(cè)試，找出適用的濃度范圍”……這是保利中輕所屬中國(guó)日用化學(xué)研究院磺化研究室團(tuán)隊(duì)成員正在為位于渤海灣北部沿海地區(qū)的某油田進(jìn)行開(kāi)發(fā)超低界面張力表面活性劑的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。
石油是一種重要的戰(zhàn)略資源，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的作用，但我國(guó)原油進(jìn)口對(duì)外依存度高達(dá)70%以上。為了保障國(guó)家能源安全，通過(guò)提高油田原油采收率減輕對(duì)外依賴(lài)便是重要的手段之一。
表面活性劑在提高原油采收率方面發(fā)揮著不可替代的作用。目前許多油田已進(jìn)入三次采油階段，與依靠地層壓力使石油自噴的一次采油和水驅(qū)或氣驅(qū)采油的二次采油不同，三次采油主要依靠化學(xué)驅(qū)等方式改善油、氣、水及巖石相互間的作用，進(jìn)而大幅度提高原油采收率。表面活性劑在這一過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，它通過(guò)克服“毛細(xì)管力”，將圈捕在油藏巖石孔隙中的原油“洗”下來(lái)，達(dá)到提高采收率的目的。
中國(guó)日用化學(xué)研究院是我國(guó)最早從事表面活性劑研究開(kāi)發(fā)工作的專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)，也是國(guó)內(nèi)表面活性劑領(lǐng)域?qū)W科體系最完整的科研院所，目前國(guó)內(nèi)表面活性劑行業(yè)大宗品種中一半以上的工業(yè)化技術(shù)均源自中國(guó)日用化學(xué)研究院的科研成果。
自2003年中國(guó)日用化學(xué)研究院承擔(dān)國(guó)家“973”計(jì)劃中“大幅度提高石油采收率的基礎(chǔ)研究”的子課題研究任務(wù)后，近20年來(lái)持續(xù)深耕表面活性劑產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)，成果豐碩。而作為磺化研究室主要技術(shù)骨干，劉曉臣博士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一直將“超低界面張力表面活性劑的開(kāi)發(fā)技術(shù)”作為重點(diǎn)研究方向。
“耐鹽耐溫”“對(duì)礦化度不敏感”“適用油相范圍寬”“對(duì)稀釋不敏感”……在超低界面張力表面活性劑開(kāi)發(fā)過(guò)程中，劉曉臣及團(tuán)隊(duì)遇到不少難題。他們經(jīng)過(guò)上百篇的文獻(xiàn)查閱，上千次的界面張力實(shí)驗(yàn)，通過(guò)系統(tǒng)的構(gòu)效關(guān)系研究和數(shù)據(jù)分析，最終找出了“表面活性劑結(jié)構(gòu)—礦化度—界面張力”之間的規(guī)律，構(gòu)建了超低界面張力理論體系和配方體系，相關(guān)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)多家油田進(jìn)行了應(yīng)用，助力提升采收率，獲得相關(guān)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)10余項(xiàng)。
隨著團(tuán)隊(duì)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)不斷積累，研發(fā)實(shí)力也越來(lái)越強(qiáng)。2022年4月底，磺化研究室被企業(yè)委托開(kāi)發(fā)一款油田助劑。此次開(kāi)發(fā)與以往不同，對(duì)技術(shù)指標(biāo)綜合性能要求較高，且地層水礦化度高達(dá)10萬(wàn)ppm，使用條件苛刻。雖然當(dāng)時(shí)正值五一假期，但團(tuán)隊(duì)謹(jǐn)記任務(wù)就是戰(zhàn)斗號(hào)角，迅速集合，針對(duì)實(shí)驗(yàn)思路、方案、任務(wù)分工進(jìn)行討論交流及部署。在前期工作基礎(chǔ)上，首先篩選出了滿(mǎn)足礦化度要求的表面活性劑，再根據(jù)技術(shù)指標(biāo)攻克難易程度和數(shù)據(jù)積累情況，順序安排實(shí)驗(yàn)步驟。團(tuán)隊(duì)成員各司其職，研發(fā)流程環(huán)環(huán)相扣。
假期還未結(jié)束，客戶(hù)就收到了兩款滿(mǎn)足需求的配方產(chǎn)品，僅用短短3天的時(shí)間就圓滿(mǎn)完成了任務(wù)！這樣的速度和質(zhì)量著實(shí)令人驚嘆，但劉曉臣的成就感更多地來(lái)自對(duì)新領(lǐng)域的探求，“之前的開(kāi)發(fā)更多集中在界面張力上，這次同時(shí)還滿(mǎn)足了其他要求，是一次新突破，非常激動(dòng)。”他說(shuō)。
劉曉臣及團(tuán)隊(duì)的日常工作是平凡的，但是作為科研人員的自豪感是刻入骨子的，尤其是經(jīng)過(guò)不懈努力解決問(wèn)題時(shí)帶來(lái)的成就感。“科研不是一蹴而就的事情，科研要耐得住寂寞，找準(zhǔn)方向，持之以恒進(jìn)行下去”，劉曉臣表示，將與團(tuán)隊(duì)的伙伴們一如既往、心無(wú)旁騖，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、應(yīng)用拓展、產(chǎn)業(yè)化等方面進(jìn)一步提升實(shí)力，朝著目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)，繼續(xù)為表面活性劑行業(yè)作出貢獻(xiàn)，為提高油田原油采收率貢獻(xiàn)技術(shù)成果，為保障國(guó)家能源安全助力。