“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節”“3g/L濃度，5分鐘可到超低，測試一下低濃度時(shí)的界面張力”“濃度1g/L，15分鐘可到超低，繼續降低濃度測試，找出適用的濃度范圍”……這是保利中輕所屬中國日用化學(xué)研究院磺化研究室團隊成員正在為位于渤海灣北部沿海地區的某油田進(jìn)行開(kāi)發(fā)超低界面張力表面活性劑的實(shí)驗場(chǎng)景。
石油是一種重要的戰略資源，在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的作用，但我國原油進(jìn)口對外依存度高達70%以上。為了保障國家能源安全，通過(guò)提高油田原油采收率減輕對外依賴(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(zhù)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或氣驅采油的二次采油不同，三次采油主要依靠化學(xué)驅等方式改善油、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(zhù)重要的作用，它通過(guò)克服“毛細管力”，將圈捕在油藏巖石孔隙中的原油“洗”下來(lái)，達到提高采收率的目的。
中國日用化學(xué)研究院是我國最早從事表面活性劑研究開(kāi)發(fā)工作的專(zhuān)業(yè)機構，也是國內表面活性劑領(lǐng)域學(xué)科體系最完整的科研院所，目前國內表面活性劑行業(yè)大宗品種中一半以上的工業(yè)化技術(shù)均源自中國日用化學(xué)研究院的科研成果。
自2003年中國日用化學(xué)研究院承擔國家“973”計劃中“大幅度提高石油采收率的基礎研究”的子課題研究任務(wù)后，近20年來(lái)持續深耕表面活性劑產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與應用技術(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)團隊一直將“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”“對礦化度不敏感”“適用油相范圍寬”“對稀釋不敏感”……在超低界面張力表面活性劑開(kāi)發(fā)過(guò)程中，劉曉臣及團隊遇到不少難題。他們經(jīng)過(guò)上百篇的文獻查閱，上千次的界面張力實(shí)驗，通過(guò)系統的構效關(guān)系研究和數據分析，最終找出了“表面活性劑結構—礦化度—界面張力”之間的規律，構建了超低界面張力理論體系和配方體系，相關(guān)產(chǎn)品在國內多家油田進(jìn)行了應用，助力提升采收率，獲得相關(guān)發(fā)明專(zhuān)利授權10余項。
隨著(zhù)團隊研發(fā)經(jīng)驗不斷積累，研發(fā)實(shí)力也越來(lái)越強。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，對技術(shù)指標綜合性能要求較高，且地層水礦化度高達10萬(wàn)ppm，使用條件苛刻。雖然當時(shí)正值五一假期，但團隊謹記任務(wù)就是戰斗號角，迅速集合，針對實(shí)驗思路、方案、任務(wù)分工進(jìn)行討論交流及部署。在前期工作基礎上，首先篩選出了滿(mǎn)足礦化度要求的表面活性劑，再根據技術(shù)指標攻克難易程度和數據積累情況，順序安排實(shí)驗步驟。團隊成員各司其職，研發(fā)流程環(huán)環(huán)相扣。
假期還未結束，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(zhù)實(shí)令人驚嘆，但劉曉臣的成就感更多地來(lái)自對新領(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)。
劉曉臣及團隊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，找準方向，持之以恒進(jìn)行下去”，劉曉臣表示，將與團隊的伙伴們一如既往、心無(wú)旁騖，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、應用拓展、產(chǎn)業(yè)化等方面進(jìn)一步提升實(shí)力，朝著(zhù)目標穩步前進(jìn)，繼續為表面活性劑行業(yè)作出貢獻，為提高油田原油采收率貢獻技術(shù)成果，為保障國家能源安全助力。