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“水”博士的百变“魔法”

浑浊乌黑产出水变清澈透亮,还能“淘”出99.4%纯度碳酸锂。中原油田水务分公司技术专家苏三宝,以硬核技术破解水处理难题,上演着让人称奇的“水魔法”。

来源:中国石化报 时间:2025-10-24 07:57

于银花 张素军/文 王 峰/图

劳模风采: 苏三宝,中原油田水务分公司技术专家,集团公司劳动模范。

一波三折地攻关

产出水,是油气开采过程中的副产物,因地质条件不同,产出水性质也不同。如普光气田天然气高含硫化氢,产出水就含硫化物,这种水腐蚀性强,处理起来非常棘手。

2019年,苏三宝长江大学博士毕业,当时普光气田正面临着产出水的困扰。气田连续开发十几年,产出水越来越多,水质越来越复杂,常规水处理手段已无力应对。产出水并非一弃了之,处理后还要回注地下,因腐蚀速率过大,回注井管柱穿孔、减薄现象加剧,成为影响气田生产的“卡脖子”问题。

苏三宝学的是石油开发工程,读博时跟导师做过几个油田水处理项目,自信对这个领域并不陌生。当年6月,刚入职中原油田水务分公司的他被派往普光气田参与产出水治理攻关。当时普光气田已云集了各路精英,专业水处理公司、高校专家教授等相继出招,各显身手,无奈招数用尽,无一取胜。半年过去,人马散尽,最后只剩下了苏三宝和他的团队。

接下来怎么干?苏三宝心里也没底,不过遭遇过多次失败的他“至少知道哪些路走不通”。理论上讲,将双氧水作为氧化剂加入水中,与硫化物反应,生成硫单质,即可达到除硫目的。但若想反应彻底,双氧水必须过量,如此又导致溶解氧残留,腐蚀问题依然存在。

一筹莫展之际,转机悄然出现。一天,苏三宝到另一座水站监测水质,这座水站用的氧化剂是次氯酸钠。按理说双氧水会导致溶解氧残留,次氯酸钠也会导致氯残留,但实际情况并非如此,水中氯残留时有时无。苏三宝觉得奇怪,于是反复进行实验,最终确认残留的氯与水中其他还原性物质又发生了二次反应,氯残留就这样消失了。“原来我们之前的失败是因为忽视了水中还有其他还原性物质!”

这是个意外发现。随后苏三宝率团队又针对氧化剂怎么加、加多少等问题继续实验,终于在氧化硫化物与残留氧化剂之间找到了平衡,产出水腐蚀问题迎刃而解。“没想到这么戏剧!”从希望破灭到重燃希望,整个过程峰回路转,一波三折。

初战告捷,苏三宝信心倍增,人们也认识了这位学石油的“水”博士。

又打了一场漂亮仗

2021年12月,中原油田启动首批揭榜挂帅项目,诚邀各路专家为油田攻坚克难。苏三宝大胆揭榜,率团队主攻东濮采出水处理项目。东濮采出水pH值低,管网腐蚀严重,一直是油田的心病,采用石灰乳酸碱中和,又导致成本高、残渣多、工作量大等副作用。

攻关仍从实验入手。实验中有一个令人费解的现象:采出水pH值并非呈线性变化,而是一个上升下降又上升的过程。也就是说,并非石灰乳加得越多pH值就越高,但这不符合亨德森方程理论——亨德森方程是关于酸碱平衡的经典方程,专门用来描述pH值变化。苏三宝到其他处理站水罐采样,一连采了六七个罐,结果无一例外。如此看来,传统治理酸性水的路子走不通了,必须另辟蹊径。

随后,苏三宝将目光投向了残渣。残渣主要成分是氢氧化钙,钙容易沉淀结垢,但如果把石灰乳换成氢氧化钠,残渣是否会减少呢?实验证明,变化不大,这条路也走不通。接下来的实验中,水中的碳酸氢根离子闯入了实验者的视线。原来,采出水中伴有游离的二氧化碳,它与石灰乳反应生成碳酸钙,这才是残渣产生的主控因素。

“捊清了反应链,逻辑也通了。”苏三宝说,“亨德森方程是描述理想状态下纯水中的CO2与pH值状况,但采出水水质复杂,因此出现了偏差。”找到了病根便对症下药,苏三宝团队又与公司技师自控团队联手攻关,实现了pH值在线检测,并根据检测结果自动加药,将pH精准控制在6.7±0.1。

成果推广应用后,东濮采出水处理成本下降了20%,水质达标率100%,石灰乳单耗下降28%,残渣量下降35%。整个作业过程自动化,减轻了员工工作量。

苏三宝高兴地说:“我们又打了一场漂亮仗!”

让地层喝上“纯净水”

攻关中苏三宝查阅了大量地质资料,发现古时东濮地区是一个地下盐湖,地下水含有丰富的钾、钠、钙、锂等矿物质,“这些伴生资源也有潜在的利用空间”。治理产出水的同时,他利用“传统吸附法+膜分离法”技术,成功从采出水中提取出纯度达99.4%的碳酸锂,这可是新能源电池的制备材料。

“嘿,搂草打兔子!”苏三宝难掩喜悦,希望此举能为油田产出水资源化再利用蹚出一条新路子。

这位斯文儒雅的南方人,刚到油田时才30出头,转眼已年近不惑。同事感慨:“苏博士刚来时脸是圆的,现在变尖了。”他摸摸下巴,笑着反问:“真的吗?”

苏三宝有一对可爱的双胞胎女儿。当初为支持他工作,妻子毅然来到中原油田,还陪他一同前往普光。孩子尚小时,母亲便赶来帮忙照料两个孙女,一家人在大山里安了家。作为队友,妻子始终与他并肩作战。攻关鏖战的日子里,夫妻俩常常伴着星光回家,而两个女儿早已在奶奶的照料下进入梦乡。

“推开家门时,连脚步都得放轻些。”苏三宝说这话时,声音里带着一丝不易察觉的愧疚。这份愧疚,最终化作了更坚定的科研动力。

作为公司引进的首位博士,他的成绩吸引了不少大学生前来请教“成功秘籍”。面对这些渴望有所作为的年轻人,苏三宝总会收起笑容,认真叮嘱:“一定要学会独立解决现场问题,哪怕是拧一颗螺丝、测一组数据这样的小事。”他指着窗外连绵的井架,语气郑重:“让地层喝上‘纯净水’,确保油田可持续生产,我们这群搞科研的,可得打头阵!”

( 责任编辑:刘小溪 )