社科在线石油被称之为“黑色的黄金”,是推动人类社会经济发展的动力。中国是世界上最早发现和应用石油的国家,宋代著名学者沈括,对中国古代地质学和古生物学知识方面提出了极其卓越的见解。今天我们所说“石油”二字也是他创始使用的,沈括还写了我国最早的一首“石油诗”——《延州诗》:二郎山下雪纷纷,旋卓穹庐学塞人。化尽素衣冬不老,石油多似洛阳尘。如今,石油工作者们为了祖国的石油事业发展不遗余力。戴彩丽就是其中一分子。
来自中国石油大学(华东)长江学者特聘教授、孙越崎能源大奖获得者、石油工程学院院长戴彩丽在科研上形成了利用化学方法解决高含水油田的控水问题及提高采收率问题的稳定研究方向。围绕这些技术方向,她先后主持了国家重点研发计划项目、国家杰出青年基金项目、国家基金重点项目、国际合作重点、联合基金重点、国家973课题、国家863课题、国家油气重大专项任务及石油企业等重大项目60余项,以第一完成人获得国家科技进步二等奖、教育部技术发明一等奖等省部级以上一等奖9项、中国专利优秀奖4项、中国石油石化联合会专利金奖1项。作为一名杰出的石油科研人员,戴彩丽还在为中国的石油业添砖加瓦。
戴彩丽大学毕业时,学校师资匮乏,因为本科期间成绩优异,因此,戴彩丽被选为留校教师。因为对油田化学的浓厚兴趣,戴彩丽一直在寻求深入学习这一领域知识的机会。而油田化学领域的开拓者赵福麟教授,正好在学校成立了相关科研团队,在这一契机下,戴彩丽开始了追随赵福麟教授的工作和学术生涯。
油田化学是采油工程专业的一个分支,主要是用化学的办法来解决采油工程、钻井工程中的一些问题。对戴彩丽而言,科研之路的小小转折,给了她更多深入自己科研兴趣的机会。在多年的学习和探索下,她相继顺利考取了中国石油大学(华东)石油工程学院油田化学系的硕士以及博士学位,为她今后从事提高采收率与油田化学方面的科研和教学工作奠定了坚实的基础。
从一名学生成长为中国石油大学(华东)油田化学系教授、山东省油田化学重点实验室主任,戴彩丽在科研道路上脚踏实地,在石油这一男性科研工作者居多的行业中,她一步一个脚印,在这一领域烙下了自己坚实的科研印记。戴彩丽作为项目负责人承担国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金、国家原“973”、国家原“863”、国家科技重大专项等国家级项目、课题近40项。近年来,她领导团队在深层/低渗油藏中所取得的科研成果,在领域内产生了广泛的科研影响力。
科研成果的耕耘者 学术思想的播种者
戴彩丽在留校任教两年后,对采油化学产生了浓厚兴趣,把对化学的痴迷转到用化学的方法采油。并以高含水油田控水高采收率。她说,习总书记说过,我们要论文写在祖国的大地上。不服输,不回头,敢想敢干,坚忍不拔。导师赵福麟教授严谨治学的态度也在潜移默化的影响着戴彩丽和团队成员们。他们不仅传承了科技力量,更传承了新一代时石油人的精神,
认准的事情就要去做,戴彩丽带着他的课题小组,从国家项目入手,深入现场,解决实际问题。没有空话套话,不走小道捷径,靠着踏实刻苦的实干精神,历经20多年,甘苦备尝的。终于问鼎科技高峰,从教多年,戴彩丽的科研记录是开放的,学生可以随意借阅,戴彩丽的团队和谐的更像一个大家庭。这里没有浮躁、攀比,有的是一种吃苦肯干,公平大气的学术氛围,她会记录着每一个学生当时汇报的是哪个情况。然后存在着什么问题,很多的时候,一些重要的思想也会给学生作指导的,或者讲一些国家重要的战略方面的思想。
有机结合新技术 建立堵水新方法
问渠哪得清如许,为有源头活水来。戴彩丽在石油科研领域中凸显焕发出独到神韵和无限风光。水是最廉价的驱油剂,不仅可以驱油,而且能够补充地层能量。因此,在石油开采中,控水是一个永恒的话题。在多年的研究和实践中,戴彩丽和她的课题组创造性地将油井选择性堵水的关键技术和配套技术有机结合,建立了一套“油井选择性堵水的新方法新技术”,与其他措施相配合,针对不同地层条件、复杂环境下的油井,提出不同的应对方法。
至今,该技术方法已在三大石油公司的主要油田实施应用,为企业创造了可观的经济效益。尽管如此,但戴彩丽说,石油开发技术研究是一个长期的过程,在现场,很多现象都是说不清的,大多是带着问题回实验室研究,之后再到油田试验,发现不足继续改进,最终达到螺旋式上升,往往一个单项技术的研究推广就要花费十年左右的时间。2010年获得国家科技进步奖二等奖的“高含水油田优势通道定量描述与调控技术及工业化应用”项目就是戴彩丽所在课题组十多年积累的集成技术。
分析聚合物性能变化 确立三个单项技术
聚合物驱是一项比较成熟的三次采油技术,能够增加驱油剂的波及系数,有效提高采收率,适合在地质相对均匀的整装油田应用。但从目前的实施效果来看,仍存在很多问题。一方面聚合物驱后的地层会残留大量聚合物,这些聚合物的产出既影响原油脱水,也会对环境造成污染;另一方面,聚合物驱产生的次生大孔道更加严重,致使转水驱后水的指进现象突出,产量递减快;最后,聚合物不能通过降低界面张力提高水的洗油效率。
针对以上问题,课题组从2000年开始相关的研究,了解地下残留聚合物的特点,分析聚合物的分子量和水解度等性能的变化,重点研究如何将残留聚合物充分利用,控制地下孔道,加强聚合物驱的效果,也减少环境污染。最终确立了一套聚驱后利用地层残留聚合物进一步提高采收率的技术,其中包括聚合物驱后地层残留聚合物的再利用、深部调剖和高效洗油3个单项技术。这套方法将所有提高采收率的理论、方法、工艺技术等有机结合,具有创新性和实用性,投入少、产出高,绿色环保,达到了预期目的。这一项目也获得了2009年山东省科学技术进步一等奖。目前,该成果已在胜利、河南、大庆等油田进行了矿场试验和应用,取得了明显的经济和社会效益,具有广阔的应用前景。
我国深层/低渗油藏储量居世界第二位,是增储上产主战场,对保障国家能源安全具有重要意义。深层高温高盐、低渗基质-裂缝系统物性差异大、非均质性强,导致油井生产高含水,俗称油田“癌症”,亟须攻克深层/低渗油藏低成本、高效深部调驱提高采收率关键技术。
在国家与企业百余项目的持续支持下,戴彩丽团队历经十余年攻关,发明了具有更高耐温抗盐能力、地面成胶可控、现场在线生产注入、深部注入、堵而不死、协同增效的新一代低成本“抗癌治水”特效药——多尺度自生长冻胶分散体系,为深层/低渗油藏高效开发提供了强有力的技术支撑。全球最大科学出版商Elsevier分析报告指明该团队引领的冻胶控水成果处于世界领先地位。
为了将科研成果落地生根,戴彩丽团队还将核心专利许可19家油服公司并建成工业化生产线20条,累计在国内外21个油田区块进行规模应用,推动了深层/低渗油藏提高采收率技术升级换代,经济社会效益显著。
在前期研究成果的基础上,戴彩丽团队的科研突破仍在继续。在由戴彩丽负责开展的“深层/低渗油藏多尺度自生长冻胶分散体深部调驱关键技术及应用”项目中,他们还通过科研探索,促进了深层/低渗油藏控水增油新方法、新材料及工艺装备的升级换代,可拓展至强化化学驱、稠油热采及气驱封窜领域,并推广至“一带一路”沿线国家,为我国油田企业“走出去”战略提供技术支撑。
对待科研一丝不苟 研究纳米力学技术
戴彩丽和他的团队曾发表过《微纳孔隙油.水.岩石微观界面相互作用研究进展》的论文。他们认为低渗、特低渗储层孔隙小,与岩石壁面直接接触且受壁面束缚的原油占比远高于常规储层,导致大量油膜黏附在岩石壁面难以被剥离,严重制约了低渗及特低渗油藏高效开发.传统的黏附功理论存在局限性,微纳米级孔喉中大量原油受岩石壁面强作用力束缚,油膜一岩石间黏附力成为制约油膜剥离效果的主要因素。
该论文介绍了纳米力学技术解析油-水-岩石间微观相互作用方法,如原子力显微镜、分子动力学模拟等,并聚焦油一固界面,归纳了二者间强相互作用,油膜与岩石之间除了存在经典Derjaguin—hndau—Ve骶y0verbeek(DLvO)理论中的范德华力和双电层相互作用外,还存在非DLvO相互作用(疏水作用和离子桥连作用等).总结油膜岩壁黏附机理的研究进展,探讨高效剥离油膜、提高低渗油藏采收率所面临的挑战,并对精确解析油一水.岩石间微观相互作用研究前景进行展望。
虽然目前对原油与岩石间相互作用的研究已取得了一定进展,但有几个关键问题需进一步探究.例如,原油一岩石间强相互作用力的形成机制及强度尚未明晰、物理化学原理尚未阐明;地层水中离子种类、浓度及岩石表面微观润湿性对作用力强度的影响尚未明确.因此,需进一步通过纳米力学技术定量解析原油一岩石间相互作用力并建立数学模型,研究动静态条件下原油一岩石界面分子排布特征,揭示界面微观构象与作用力间内在联系,阐明油膜岩壁黏附机理.此外,需研究残余油分布规律及滞留状态,建立原油一岩石间相互作用与残余油膜赋存状态间映射关系.这将为提高砂岩油田采收率提供理论支撑,同时还将丰富和发展胶体与界面科学,具有重要的实际应用及学术价值。
戴彩丽认为科研也要有腊梅的这种精神,磨砺自己,然后经过沉淀、积累,在最寒冷的季节,能给别人一点惊艳的色彩。宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。科研路漫漫,可戴彩丽能果敢地应对各种挑战,为了能在祖国的石油领域作出更多贡献,她也在脚踏实地地努力着。
