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    光明日报 2011年01月17日 星期一

    永恒的零点

    ——记“2010年度国家科技进步二等奖”获得者张宁生及其科研团队

    作者:郗友仁 《光明日报》( 2011年01月17日 16版)

        这是一份不平凡的履历:博士生导师;享受国务院政府特殊津贴专家;中国石油学会会员、美国石油工程师学会会员、国家多相流重点实验室学术委员;在钻井、完井工程和油气层保护、油气田污染控制方面的教学、科研与研究生指导工作方面成果累累;在钻井技术、石油工程、油气开采等课程教学及人才培养上成就斐然……自2005年以来,先后获得了中国石油天然气集团公司最高奖“铁人科技成就奖”、“陕西省科学技术进步一等奖”等十多项省部级奖励以及陕西省有突出贡献专家等称号。

        他,就是西安石油大学校长张宁生教授。

        在“十二五”开局之际,“油气田环境保护研究课题组”的领头雁,由这位文质彬彬、有着学者风范的校长率领的带领他的科研团队所承担的研究项目《鄂尔多斯盆地低渗透油气田含油污水回用处理技术及工程应用》,荣获了“国家科学技术进步二等奖”。

        宁生——群雁之首

        1951年生于宁夏的张宁生,18岁时招工进入长庆油田。4年的钻井一线生活,强烈地激发了他探寻、攻克石油工程生产技术难题的勇气和信心。

        1973年,工作出色的张宁生进入西南石油学院开发系钻井专业深造。1977年元月,凭借优异的成绩,他被选拔留校从事科研教学工作。

        1985年,经过严格筛选,张宁生被原石油部派遣赴英国Heriot-Watt大学进修一年。他十分珍惜这次难得的学习机会,抓紧一切时间,勤学多问,刻苦钻研,并毫不犹豫地按时回到了西南石油学院,从普通教师、教研室主任、海洋工程系副主任,一步一个脚印地向前迈进。 

        1990年,成绩突出的张宁生由国家教育部选派,再次赴英国Heriot-Watt大学留学深造,并于1994年5月顺利获得了博士学位。尽管当时发达国家一流的科研环境和条件令人羡慕,但他却从没有动摇过报效祖国的决心,毅然携带妻儿按时回国。

        作为深受青睐的“海归”学者,张宁生的同学和导师都曾劝他留在北京工作,可张宁生却无限感怀地说:“在国外,我连做梦都是梦着大西北的茫茫草原,梦着那里埋头苦干的石油工人哪……”

        奋斗——报国梦想

        1994年,刚刚进入西安石油学院的张宁生就提出了采用课题组方式,尽快提升学校专业优势,研究一些大的、具有创新性、科学性的项目构想。经过精心筹备,以他为带头人、屈撑囤和吴新民为主要骨干的课题组很快成立了。

        他结合自己在英国留学期间从事的注水开发时污水中的颗粒对储层影响的研究,以及屈撑囤和吴新民所从事的钻井液理论与技术研究,高瞻远瞩、创造性地将化学化工学院、石油工程学院的人才巧妙地组合到一起,共同为一个目标而不懈努力。

        不凑巧的是,这一年,我国的石油工业低迷,他所在石油工程专业又是一个弱势专业,想做强做大钻井、完井工程理论与技术、油层保护与油气田环境工程理论等方面的教学、科研和研究生指导工作,并不容易!

        张宁生和新课题组的骨干们陷入了困惑……

        经过反复调研,他们将研究工作的重点调整到了油气田环境保护领域,并以污水回注处理作为主要攻关方向。

        然而,现实问题又摆到了他们面前:油气田生产与环境保护相结合的理念当时很难被接受,各单位在该领域的投入少之又少,课题组得不到相应的科研经费。 

        为了尽快购置相关设备仪器,张宁生毅然决定:自筹资金。他带头把国家给的留学回国人员的安家费全部拿出来投入科研工作。正是这种对事业的执著和坚毅,让课题组的同事们读懂了科研的内涵,大家纷纷慷慨解囊。

        他们——群雁高飞

        有了启动资金,课题组的成员们激情迸发,争相奋战在第一线。特别是身为教授的张宁生,每次下油田,总是谦虚地将研究内容、研究目标等不厌其烦地与油田相关部门沟通,以取得他们的支持。他从不考虑个人待遇,无论是到遥远的戈壁大漠,还是去偏僻的油田井队,只要任务一来,提起行李就走,毫无怨言。坐硬座、乘汽车早已是家常便饭。

        1996年11月,张宁生带队到胜利油田某采油厂洽谈污水处理研究工作落实情况。从东营到孤岛只能坐中巴,80公里的路程往往要跑3个多小时,相当不便。为能按时赶到采油厂,他每天5点多钟起床;为能及时与有关领导沟通,他在门口一等就是两个多小时。

        在长庆、延长、塔里木、新疆等油田现场工作期间,他总是与课题组成员在现场同吃、同住,并亲自对污水回注指标的确定、含有污泥资源化利用等进行指导。

        在张宁生的带领下,课题组也留下了各自难忘的生命痕迹——

        1998年,屈撑囤、吴新民、王新强三位教授,为早日完成辽河油田的现场试验任务,坚持每天往返于盘锦和曙光采油厂。他们克服试验地远离集镇、吃饭难等问题,带领两名研究生在现场工作了一个多月,直到课题研究任务顺利完成。

        2000年,对于屈撑囤、吴新民、王新强三位教授来说,是非同寻常的一年。他们离开家人,带着研究生奔赴陕北高原。在延长油田甘谷驿、七里村、川口3个一线采油厂,默默忍受着荒原的孤独、夏天阳光的炽烤,冬天严寒的侵袭,以及严重缺水的威胁。在一年的时间里,先后完成水质分析、配方设计、流程确定、工艺设计方案、建成的污水处理工程调试、处理站技术人员培训等众多工作,成功解决了这3个采油厂的污水回注处理问题。

        2002年,“中原油田低污泥污水处理技术研究”在中原油田展开,张宁生教授带领几位课题组成员深入现场,进行调研。屈撑囤、王新强两位教授也带领研究生从引起污水腐蚀、结垢因素研究入手,系统、深入地研究了污水处理过程产生大量污泥的原因,并制定了有效控制腐蚀、结垢和污水处理的集成技术方案。

        在该油田污水处理站工作时,有的气体是剧毒的,稍不留意就有可能酿成生命之殇。但课题组没有后退,他们全力以赴,精心做好药剂生产、质量检验,药剂投放、水质监测等一系列工作,还挤出时间为来这里参观学习的胜利油田、江苏油田、南阳油田的同行,进行处理工艺、处理流程等技术的讲解,并将每天的运行记录,通过纸质材料及时上报给采油厂相关领导。经过4个多月的高强度体力与脑力劳动,污水处理站的指标全部达到了良好标准。

        科研——奉献人生

        如今,张宁生教授及其课题组经过16年的努力,已在国家、省部级和企业30多个科研项目中,将理论研究与生产实际有机结合。他们对含油含醇气田污水处理、高矿化度含硫含铁污水处理、油田作业废液处理、含油污泥处理等领域进行的艰苦探索,为我国石油工程科学和人才培养做出了突出贡献:

        ——发明了高含盐含油含甲醇采气污水处理方法、装置和甲醇回收处理工艺。采气污水颗粒表面极性弱、污水粘度大,难以形成大而致密的絮体,首次提出了絮体表面改性和加重处理方法,使絮体沉降时间比常规方法缩短了90%,污染物去除率提高了80%,突破了此类污水处理的技术瓶颈。

        ——发明了以高级氧化将污水中的有害铁离子转化为有效絮凝组分为核心的采气污水预处理方法,结合缓蚀阻垢技术,解决了甲醇回收系统腐蚀、结垢严重和频繁堵塞的难题,使装置维修周期由严重时的3天延长到1年以上。

        ——发明了波纹板填料与浮阀、斜孔板构成的复合分离塔,创立了采气污水综合处理工艺,甲醇回收率大于99%,填补了高含盐含油含甲醇采气污水处理的国内外空白。

        ——发明了氮气气浮装置,创新了含油污水回用处理工艺; 

        针对低渗透油田采油污水回用处理的难题,应用复合药剂进行污水水质改性,采用诱导结晶技术降低结垢,在强化絮凝作用下,与氮气气浮相耦合,形成了集絮凝、防腐、阻垢、杀菌于一体的采油污水综合处理技术。简化了处理工艺,实现了采油污水处理后100%回注,解决了低渗透油田采油污水回注的难题,节能减排效果十分显著,每方污水处理成本由3.6元降到1.5元以下。

        ——创立了作业废液就地处理回用新技术:

        鄂尔多斯盆地沟壑、梁峁纵横,作业废液点多、面广、处理难度大,就地回用处理技术在国内外尚属空白。通过化学降粘、氧化除铁、水质配伍等研究,创建了高效、低成本就地处理方法,实现了作业废液的资源化利用。

        发明了车载式作业废液处理装置,实现了废液就地处理与100%回用,消除了环境污染与安全隐患,填补了作业废液就地回用处理技术的空白,成本仅为集中处理的1/3。

        ——发明了含油污泥用作高强度混凝土添加剂技术:

        利用油气生产和含油污水处理中产生的含油污泥煅烧后质轻、孔隙发育的特征,发明了含油污泥经煅烧后用作高强度混凝土添加剂技术,解决了含油污泥资源化利用的难题,消除了对环境的二次污染。用含油污泥制得的高强度混凝土构件,其抗压强度≥50MPa。

        ——自主研发了高温动态腐蚀检测仪及系列水处理药剂:

        油气开采过程大量使用的加热炉、蒸汽锅炉、循环冷却水处理系统和含油污水处理系统存在严重的腐蚀、结垢问题,检修频繁,需要经常更换管线和设备,存在各种安全隐患,严重影响油气田正常生产。

        同时,通过研究工作,与油田建立了良好的协作关系,建立了教学科研基地,为学生实习、教师下油田学习创造了条件。培养了一批从事该领域研究的青年教师、博士和硕士研究生、油田科技工作人员,在此基础上,建立了陕西省油气田环境污染控制技术与储层保护重点实验室,与延长石油集团联合建立陕西省油气钻采与污染控制工程技术研究中心。

        他们的研究成果都及时应用到了实际生产中——

        如开发的含甲醇含油污水处理流程,已经在长庆气田全面应用,成为该类污水处理的典型流程;开发的污水综合处理工艺,已经成为延长油田、长庆油田污水处理普遍采用的范例;作业废水就地处理与回用技术、各类污水的防腐阻垢技术及相关系列药剂,已经在鄂尔多斯盆地的油田及国内其他油田普遍应用;开发的含油污泥资源化处理技术也逐渐在推广应用。

        在研究工作进行的同时,课题组也积极进行成果的申报。几年来,取得省部级科技奖励五项,其中一等奖一项,二等奖二项。申报专利十一项,七项授权(其中发明专利四项)。出版专著、教材五部,发表论文二百余篇,SCI、EI收录三十八篇。培养博士十七名、硕士八十九名、企业科技人才一百三十二名。主办国际会议四次,特邀报告八次。

        值得一提的是,由两个学院组合到一起的课题组,稳定的研究方向和研究队伍,在此领域中辛勤耕耘达十五年之久,可谓该校跨院系、跨学科合作十分成功的典范。

        荣誉——永恒的零点

        2011年初,一个令人振奋的消息传来,课题组的研究项目——《鄂尔多斯盆地低渗透油气田含油污水回用处理技术及工程应用》荣获“国家科学技术进步二等奖”。

        至高的荣誉,无疑给了张宁生及其课题组以生命的激情。

        是啊,世间能有多少这样厚重的人生呢?尤其是领头雁张宁生,从风华的少年,到鬓发染霜,从石油工人到石油大学校长及石油工程科技领军人物,贯穿生命之线的只有一条——石油工业事业。

        然而,欣喜之后的他,表现出的却是一份淡然:“一切已然过去,一切从零开始。”

        下一步,他仍将继续担当重任,伴随着办学理念、办学思路、研究方向、在研项目等行政及科研生活,继续躬耕于漫长的科教人生走廊,为这所发展中的西安石油大学继续呕心沥血。

        下一步,他仍将率领团队在以下技术领域进一步拓展:污水处理的新理论如弱极性颗粒快速凝聚理论与技术;含油污泥深度处理与资源化技术;高含盐污水回用过程的腐蚀、防垢技术等……

        下一步,他仍将在石油工业科学这片钟情热土上继续跋涉,一步一步朝既定的目标迈进。

        笔者欣喜地看到,追求,是张宁生教授及其课题组永远不可改变的秉性!

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