发布日期: 2024.06.06
编者按:
2024年4月28日,由必威体育:科协、全国妇联、必威体育:联合国教科文组织全国委员会共同主办的第十九届必威体育:青年女科学家奖颁奖典礼在京举行。
20名女科学家获得第十九届必威体育:青年女科学家奖,5个团队获得第十九届必威体育:青年女科学家奖团队奖,10人入选第八届未来女科学家计划。
20年来,伴随越来越多杰出女科学家的美丽绽放,必威体育:青年女科学家奖在培养、发现、举荐优秀女性科技工作者方面发挥了重大作用,为科研领域“她力量”奏响向阳生长的新时代乐章。
大漠、沙尘、荒滩,极端苛刻、腐蚀防护……
当这些关键词集中出现时,不知道你脑中会浮现什么样的场景。
在新疆塔克拉玛干沙漠腹地,早期油气勘探人要跟着“大解放”(解放牌大卡车)跑,有时候晚上在车底睡觉,第二天得把自己从沙尘中“挖”出来。尽管现在条件得到了极大改善,戈壁滩上的科研条件和生活环境也无法和沿海城市相比。
在这样的环境中,却有一支以女科学家为主的科研团队长期驻守。她们围绕“高温、高压、高含硫化氢、高含二氧化碳和高矿化度共存的极端苛刻腐蚀环境”下长周期安全服役的重大国家需求,致力于油气管道和设备的腐蚀防护、寿命预测评估及智能检测研究。
在不久前举行的第十九届必威体育:青年女科学家奖团队奖颁奖典礼上,极端苛刻环境油气田腐蚀团队带头人、必威体育:石油化工股份有限公司西北油田分公司(以下简称西北油田)正高级工程师高秋英在发表获奖感言时说:“你若热爱,性别和环境都不是局限。”
极端苛刻环境油气田腐蚀团队部分成员
转“补”为“防”
西北油田的油藏属于碳酸盐岩油藏,采油过程依靠地层压力,让油气自动“喷”出来。但开采一段时间后,地层压力逐步降低,导致油气无法继续自“喷”。因此要补充压力,对井下进行“注水替油”处理。
西北油田采用单井注水方式作业,即输油和注水用同一条管道。长期以来,油田饱受管道腐蚀困扰。
2007年,高秋英刚参加工作的时候,发现一条管道投入使用七八年后就开始穿孔,“经常是这边刚抢修完,那边又漏了”。
那么,有没有可能“反守为攻”,从被动地到处“补窟窿”,变为主动进行腐蚀防护呢?高秋英想。
要改变这种局面,首先得把以前的“欠账”补上。只有搞清出现问题的原因是什么,才能有针对性地进行防腐工作。为此,研究团队决定从机理入手,弄清腐蚀机制、找到腐蚀原因。
防腐是一个细致活儿,腐蚀的“病因”往往藏在细节中。必须到现场仔细勘察,从很多现象中发现线索,并依靠大量数据进行分析。一旦数据不支持这个结论,就要进一步分析原因,重新设计实验去验证。这期间如果出现新结论,则必须重新寻找证据,反复论证。整个过程非常繁琐复杂。
“好在我们团队女同胞较多。”该团队井下防腐骨干成员、防腐室主任(井下方向)郭玉洁说,“女性独有的细腻与坚韧,让我们在困难面前相互协作、彼此激励,攻克难关,一步步向腐蚀防护领域的科学高峰攀登。”
追车找“菌”
2011年,防腐团队对注水管道腐蚀原因分析时,发现管道的腐蚀形貌呈圆点状,这是细菌或杂散电流腐蚀(电流从管道流入土壤部位发生腐蚀)的典型特征。
通常来说,杂散电流会造成管道外壁腐蚀,而现场腐蚀发生在管道内,说明不是杂散电流引起的腐蚀。而塔里木河油田是古生界海相地层,地层中含盐量很高,按理说这种条件下细菌也无法存活。
这就奇怪了,导致腐蚀的罪魁祸首到底是谁呢?
这给防腐团队出了一道不小的难题。思来想去,她们决定用证据说话——找到造成腐蚀的细菌。
于是团队分工合作,从井口、管道到站场开展连续取样分析。一通忙碌后,检测结果却出乎意料,生产流程中并未发现细菌。
团队分析认为,如果腐蚀是细菌造成的,生产流程中又未发现细菌,那会不会存在一种可能:发生腐蚀的部位有细菌存在,其他部位没有细菌。
想到这儿,防腐团队立即行动起来,找到穿孔部位,刮下部分垢样放入培养液里培养。7天后,她们成功从培养液里检测到了细菌。这说明腐蚀部位存在细菌,验证了细菌腐蚀管道的推论。
找到细菌后,原本可以“皆大欢喜”了,但高秋英又提出了新问题:从地层进管线,管线进储罐,储罐再把油输出去,全流程都是密闭的,细菌是从哪里来的?
这个问题困扰了团队两三个月。直到有一天,高秋英在现场采样时,无意听到同事在聊罐车装水的事,她忽然灵光一闪:是不是注水过程中把细菌带入管道了?
“那时候油井注水管网还不完善,有些地方要用大罐车把水拉过去注入井下。”高秋英补充说,“油田用车紧张时候,不得不采用临时调度的方式,用其他罐车运水。有时候一辆车又拉油又装水,很容易滋生细菌。”
为验证这一想法,团队又追着大罐车跑了一个月。
采完水样要在培养皿中培养7天,但当时他们自己的实验设备已全部占用,只好跑到采油厂借设备,最后把人家的设备也占满了。
一个多月的辛苦终于有了回报,防腐团队共采集27口注水井,在其中23口井里发现了细菌。这为后期团队进行细菌腐蚀防护做好了铺垫。
“沙漠之花”灿烂绽放
“腐蚀防护团队是个‘大家庭’。 ”该团队超深井耐高温缓蚀剂专家、防腐室副室主任李芳说,“我们互帮互学,努力获取专业知识,不断提高业技术水平,攻克了多项技术难题。”
塔里木油田地层异常复杂,会出现常见的二氧化碳、硫化氢腐蚀;也具有不常见的地层高温、高压、高矿化度条件,这些条件让细菌腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀等极易发生。
“这些都难不倒我们,极端苛刻的环境只会让我们更加强大。”高秋英感慨,“我们团队的女同胞能吃苦、有韧劲,干起活来毫不含糊。任务来了,没有人喊苦喊累,大家都觉得这就是自己的本职工作。”
在腐蚀勘察现场的操作坑里测量管道壁厚,在实验室里做腐蚀评价,在油井旁进行管道穿孔腐蚀分析……到处都是这些年轻女科技工作者的身影。
经过多年努力,该团队已弄清油气采输系统“材料-环境-工艺”多因素耦合腐蚀失效机理,建立了基于在线监测网络的寿命预测与腐蚀分级管理系统,构建出耐蚀钢、非金属材料、环境友好缓蚀剂防腐技术体系。团队首次揭示多因素耦合作用下的点腐蚀形核机理,实现点腐蚀由“随机和不可预测的”到量化描述的跨越,拓展了点腐蚀机理认识领域。她们承担各类重大项目43项,获全国五一巾帼标兵示范岗称号,获省部级及以上科技奖励20余项,授权发明专利40余项,参与编写国家标准4项、行业标准5项、企业标准20余项。
此外,团队还通过技术交流和攻关,以材料改性方式提升非金属材料的耐温性,优化金属接头结构提高非金属管在沙漠环境应用的抗扭转性。这为非金属管道相关的行业标准修订提供了有力的支撑,极大改进了非金属管,扩大了其在防腐领域的应用范围。
在浩瀚沙漠之中,有一种神奇的“沙漠之花”,干旱和风沙的“洗礼”会让它扎根更深,花开更艳。极端苛刻环境油气田腐蚀团队长期坚守在塔里木油田,她们像神奇的“沙漠之花”一样倔强绽放。正如该团队涂层专家、防腐室主任(地面方向)肖雯雯所说:“虽然我们团队女同胞居多,又处在祖国边疆戈壁沙漠,但风吹日晒、雨雪霜露,只会让‘沙漠之花’开得更完美、更灿烂。”
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