彭宝亮 | 深耕化学驱技术 助力能源安全

油气被称为“工业血液”，也是国家重要的战略资源，是支撑我国工业发展和经济社会繁荣稳定的“压舱石”。但2015年之后，我国原油产量连续3年下滑，而国内油气需求却不断攀升。为应对我国对石油能源需求快速增长的问题，2018年7月，习近平总书记作出了“大力提升勘探开发力度、保障国家能源安全”的重要批示。2019年，国家能源局正式实施油气行业增储上产“七年行动计划”，油气行业坚定不移贯彻执行，勇当能源保供“顶梁柱”，不断书写着保障国家能源安全的新时代答卷。

▲彭宝亮

中国石油勘探开发研究院高级工程师彭宝亮，就是其中的一员。多年来，他敢为善为，在油田化学领域深耕不辍，为提高石油采收率攻坚克难，成长为国家能源安全发展路上的护航人。

化学世界的探索者

彭宝亮自小就善于观察和思考，对生活中的一些化学现象充满兴趣，中学时代接触化学后，他就爱上了这门神奇的学科。在他看来，化学实验就像一个反应舞台，各种元素在其中相聚，碰撞出精彩的火花。他渴望能够探究其中的奥秘。2003年，他考入华东理工大学，系统地学习化学、化工等相关专业知识，在完成毕业设计的过程中，他初步接触到聚电解质溶液的热力学性质基础研究工作，学习利用原子转移自由基聚合方法合成分子量分布较窄的嵌段型两性聚电解质，考察不同的分子构型和环境因素的影响，并将实验与热力学理论研究相结合。在彭宝亮记忆中，他很长一段时间内都在反复做实验，“失败的次数远大于成功的次数”。但他始终认为，想要真正掌握知识和方法，必须经历这样的摸索阶段，同时这也进一步激发了他对科学研究莫大的热情。

2007年，彭宝亮获得华东理工大学本校保研资格，加入热力学研究课题组，师从界面科学和热力学专家刘洪来教授。“科学研究工作是长期的，不是一天两天，也不是一年两年，要持之以恒。”导师的言传身教令彭宝亮非常直观地感受到，一个科研工作者所取得的成果要靠长年在科学前沿辛勤付出才能获得。热力学研究课题组的传承，同样使彭宝亮受益良多。每次课题组的大组会，特别是新研究生进组时，刘洪来教授都会邀请他的导师胡英院士对研究生的工作进行指导。很多人觉得热力学非常抽象和晦涩，然而胡英院士总是能够深入浅出地讲解，用热力学解释生活和工业生产中的现象和过程，让彭宝亮觉得热力学研究同样能够非常接地气。

初入科研门，彭宝亮从一次次失败中不断总结改进，“聚电解质溶液的研究正在不断地发展完善，我们希望通过改进方法，去观察有没有新现象发生，从而探索其中的机理和规律”。经过不懈努力，他不仅找到了成功的思路，也磨炼了耐心和韧性。为了及时跟进国际前沿进展，彭宝亮主动与加拿大滑铁卢大学化学工程系终身教授迈克尔·谭（Michael Tam）发邮件联系，希望能够开展合作研究，并很快收到了回复。“谭教授在聚合物科学与工程领域发表了很多高水平成果，而且我们有些工作方向也很接近。”随后，在国家留学基金委资助下，彭宝亮前往加拿大学习。在刘洪来教授和谭教授的共同指导下，他围绕聚合物/表面活性剂/纳米颗粒间的相互作用关系开展研究工作，纳米颗粒主要采用具有可再生和“绿色”特性的纤维素纳米晶体，用来开发新型的纳米复合材料、皮克林（Pickering）乳液等，这类新的功能体系可被应用于涂料、采油助剂等。而出色的学习和研究成绩，也令他两次获得滑铁卢纳米中心的纳米技术奖学金（Nanofellowships）。彭宝亮也认为，基础科研最终应该走向产业、服务社会。因此，在拿到博士学位之后，2014年7月，他走进中国石油勘探开发研究院，成为一名工程师，开启了他服务国家能源战略的事业生涯。

走出实验室的破壁者

“辽河油田是我进入石油行业的启蒙之地。”彭宝亮说。

中国石油勘探开发研究院有个传统，新员工会深入油田一线锻炼。彭宝亮在入职的第二个月就进入总部位于辽宁省盘锦市的辽河油田学习。从采油到油气集输，他进行了全流程学习，对石油开采的实际操作有了更直观的认识。“在一年的现场工作中，一线的师傅教我技术和经验，让我快速了解了石油的生产流程。也只有深入一线，才能真正了解石油开采中的实际技术需求，才能为科研工作提供更准确的方向。”忆及当时，除了现场的技术和经验，壮观的采油场面尤其令他感到震撼。“夕阳映衬下，身着红色工服的石油工人工作的身影，与成片的芦苇地、稻田及交错的磕头机交相辉映，形成一幅视觉冲击力非常强烈的画面。”对彭宝亮来说，那是一种全新的感受。那一刻“我当个石油工人多荣耀”的歌声具象化了，与此同时他深刻体会到国内石油开采与稳产的不易，科技兴油要内化于心、外化于行。而他能做的，就是将所学与石油开采技术相结合，在化学驱提高采收率上踏踏实实地做出成绩。

“化学驱”是一种三次采油方式，是将微观化学机理、化工产品生产与油田现场应用有机集成的一项复杂技术。一般来说，通过向油藏中注入化学物质，以改善油、气、水与岩石物性，以及相互之间的作用，进而开采出更多的石油。化学驱中最典型的化学剂，就是聚合物和表面活性剂，在大庆、辽河、大港、新疆、长庆等油田已实现规模化应用。“从油田开发的角度讲，提高采收率是永恒的主题，现有化学驱技术可以将采收率提高到50%～60%，但仍有大量剩余油滞留地下。而如今地下油藏条件越来越复杂，开发难度很大，现有的聚驱、二元驱技术需要进一步突破创新，那我们就要去研究新的体系。”彭宝亮说。

10年来，彭宝亮一边深耕基础研究，一边推动产品开发。

在基础科研上，彭宝亮从乳液界面的微观作用机制入手，结合油藏条件探究油/水/固界面的作用力关系，解释了限定条件下表面活性剂静电相互作用和水相剪切外场对固体表面油滴剥离的作用机理。而在纳米颗粒在水/油界面组装、堆积和自组装的过程中，他发现乳液液滴几何形貌的转变规律，且这种非平衡态的乳液形貌能够在较大的温度和盐度范围内保持稳定，从而建立了非平衡态皮克林乳液形貌调控方法。在研究中，他通过与美国、加拿大、丹麦等国家相关基础研究领域的专家交流，参与国际能源署（IEA）技术交流会等国内外相关会议，了解掌握化学驱提高采收率机理研究的前沿进展。通过借鉴人工智能的研究思路，他成功开发出表面活性剂辅助分析与界面活性物质结构设计程序模块，用于提升产品设计研发能力，研制出具有良好驱油性能的二维片状颗粒驱油剂室内样品，并深入化工企业生产车间，探索中试生产工艺流程，通过调节反应温度、物料配比、反应时间等参数，成功完成百公斤级中试放大工艺优化，并实现了吨级产品的工业化生产。产品已分别在青海油田、长庆油田、辽河油田进行了先导性试验，取得了不错的效果，助推了化学驱油技术的进一步发展。

多年来，彭宝亮在《美国化学工程师学会杂志》《德国应用化学》《化学工程科学》等权威期刊发表论文40余篇。2018年，他的一篇论文被《加拿大化学工程杂志》模拟特刊《中国之声》评为年度十篇优秀文章之一。他的工作也得到了国家自然科学基金青年项目、中国石油科技专项、重大开发试验项目等支持，近年来共获省部级科技奖励3项（一等奖2项、二等奖1项），获得2018年中国石油集团公司直属机关青年岗位能手、2021年第五届中国石油勘探开发青年学术交流会一等奖、2023年第二届石油科技青年学术交流会二等奖等荣誉。

“新技术具有一定的周期性。我们针对不同类型油藏进行了先导性试验，未来会慢慢扩大规模，走向工业化。”彭宝亮说。面壁十年图破壁，他将继续深耕化学驱技术，在产品创新研发中不断增强“智能化”驱动力，推动基于炼化产物的油田化学品在上游的规模化应用，以创新为笔，以油田为卷，为我国石油工业的高质量发展谱写新的篇章。