黃海平：石油開采技術探路者

張姝

“石油”這種珍稀能源的發現對于中國乃至世界來說都是一筆寶貴的財富。宋朝時，沈括曾在其著作《夢溪筆談》中預言：“此物后必大行于世”。果不其然，現如今石油能源已經和我們的生產、生活密不可分。但是，由于近百年來人們對于石油能源的大量需求以及毫無節制的開采、使用，石油能源的處境已變得岌岌可危。所以，針對目前的現狀，對有限的石油資源的合理開采、以及對廢棄油田的合理利用是科學家需要不斷攻克的技術難題。

身為一名地球化學家，中國地質大學的黃海平教授就一直在為此努力著。作為石油開采技術的探路者，他從來都沒有停下過自己的腳步。赤子丹心獻石油

1962年出生的黃海平，在自己的女兒眼里儼然就是一個工作狂。他每天都把自己的時間都安排的滿滿的，埋首科研，樂此不疲。其實，我們所不知的是，黃海平與石油之間的緣分由來已久，在這條路上探索實踐，讓他深感幸福。

本科和碩士，黃海平分別就讀于江漢石油學院（現長江大學）和中國地質大學（北京），并取得了工學學士和工學碩士學位，在專業上奠定了深厚的基礎。2004年，為了更好地掌握化石燃料領域前沿科學理論和學習國外的先進技術，1998年黃海平前往英國阿伯丁大學做了為期1年的訪問學者，2000年到英國紐卡斯爾大學攻讀博士學位。博士畢業后，他的博士導師拉特教授被聘為加拿大石油地質首席科學家，并邀請黃海平和他一起去加拿大卡爾加里大學工作。黃海平感恩于地質大學的培養，因此不愿割舍自己國內的工作。最終，在中國地質大學領導的支持下，黃海平決心走向國際去學習先進的科研技術，并兼顧國內的教學和科研工作，就這樣他開始了長達近二十年的國內外奔波之路。

“雖然累，但是一切都是值得的”。這一直都是黃海平的心聲。作為一名地球化學家，他決心要用自己的專業知識和技術為我國的石油開采事業做出貢獻。對于石油的開采與利用，其實人們最終的目標都是把油氣從地下開采出來，但是石油資源是不可再生的，如何有效的、全方位地開采與利用，才是永恒的課題。如果只注重暫時的自給自足，恐怕只會給子孫后代留下無妄之災，所以具有前瞻性的石油開采技術才是歷史發展的必然。黃海平及其團隊所研究提出的利用生物技術與石油開采相結合把殘留石油轉化為甲烷，就具有超前意義。

眾所周知，石油是工業的血液，但人類目前所發現的油田卻現狀堪憂，而為了滿足人類生產、生活源源不斷的需求，只能通過進一步的開采來實現。工業上使用的常規手段就是通過不斷地注水和注化學添加劑來進行開采，在不斷注、采循環過程中以求能開采出更多的石油，但是不管使用什么手段，在現有工藝和經濟條件下還有一半以上的已知石油是無法開采的，如加拿大重油采收率平均只有12%，國內正常油的采收率在30-50%之間。因此，油藏中殘留下來的石油資源規模巨大，而我們對這些資源賦有位置非常清楚，并且地表已有完善的設施，一旦油田被廢棄，這意味著我們將永遠失去這些寶貴資源。

理論創新沒有止境，科學探索沒有句號。作為一名地球化學家，黃海平和他的團隊看到了其中所蘊含的油層物理規律以及其對未來石油工業的影響。他們提出利用生物技術把殘余油轉化為甲烷氣以延長油田開采壽命的科學設想（國家自然科學基金資助項目：40373022，40973034，引273062，41573035）。石油生物降解和生物氣化是一個非常緩慢的過程，這是因為地下微生物的活動受到了諸多限制，溫度高和氮磷鉀等養分缺乏是影響微生物活性的關鍵所在。如果油藏溫度合適，養分充足，微生物轉化的速率可以大大提高。綜合考慮之后，黃海平及其團隊就把研究的目標定在淺層油藏（現今油層溫度小于90°C），探索通過添加微生物代謝所需養分來調節微生物的習性，加速殘余油向甲烷氣的轉化的可行性。盡管這項技術尚未被強調快速見效的石油工業界推廣使用，但作為一種前瞻性的技術研究，黃海平和他的團隊始終認為這是一項為后代謀福的技術，有巨大的社會和經濟意義，值得他們為此不斷地努力，實踐。

隨著社會經濟的快速發展，環境污染和能源開采的不平衡，長久困擾著人類的生產與生活。除探索利用生物技術把油藏中的殘留油轉化為天然氣外，黃海平所做的研究中還在探索把煤或泥巖中有機質轉化為天然氣的可行性，并把這些研究與獲取再生能源和降低二氧化碳排放有機結合起來。從環境的角度來講，天然氣相對于煤和石油來說是比較潔凈的能源。而現如今即將廢棄、劣質油田和一些無經濟開采價值的煤層和油頁巖眾多，針對這種邊緣性的能源，怎樣變廢為寶又不污染環境，才是科研的首要任務。從科學的角度來分析，流體流動受地層滲透率和流體黏度控制，而天然氣要比水要容易流動一千倍，所以，天然氣在地下是很容易開采的。除此之外，它還兼備了能源干凈又易生產的特點，前景可觀。于是，黃海平和其團隊成員就提出了一個想法：可以通過生物降解技術把這些邊緣性的能源轉化成天然氣，從中獲取純凈再生能源。不僅可以實現能源工業持續發展，又能降低對環境的污染，可謂是一舉兩得。堅持開拓不放棄

“為者常成，行者常至”，用這句話來形容黃海平，最恰當不過了。在數十年的科研生涯中，他一直在踐行著這個準則，并在科研方面不斷進行著創新性研究。

在黃海平及其團隊的科研探索初期，他們也曾想通過微生物把殘余油轉化成氫氣這種清潔能源，來降低對環境的污染。氫氣是最理想的能源，盡管通過控制反應條件可以使生物降解的最終產物為氫氣，但這是一個可逆反應，產物中氫氣含量達到一定程度時反應就不能自發進行了，這意味著要源源不斷的采出氫氣含量很低的天然氣，才能使這個反應持續進行，這從工程角度來說并不現實，因此，想要真正的實現氫氣的開采和利用還有很長的路要走。

目前黃海平及其研究團隊又開始了新的探索，這就是化石燃料的氧化一還原反應直接發電，其基本構思是通過向油藏（或煤層）中注入氧化電子載體，這些電子載體在地下把烴類氧化成二氧化碳，所產二氧化碳在油藏（或煤層）內直接進行地質埋存，而電子載體本身被還原，這些還原態的電子載體通過生產井采到地表，利用燃料電池可直接燃燒，這是一個放熱反應，釋放出的熱能可以直接轉化為電能，而電子載體被氧化并可注入地下循環使用。這個過程中油藏（或煤層）是反應的一極，地表燃燒是反應的另一極，從而構成一個流電池，實現規模發電。油藏（或煤層）作為化學能源的儲集體其使用不是在地表直接燃燒，而是轉變成其他形式的化學能和電能，通過原地轉化，二氧化碳可以留在油藏內，使化石燃料可以繼續為我們提供價值，形成一個能源供給和驅動經濟的全新體系。

回望過去，黃海平在科學研究中不斷地探索、實踐、驗證。一路走來他始終不忘背負在自己身上的多重責任。作為一名地球化學家，他立足在目前學科交叉作為技術革新的必要前提的這個大環境下，呼吁科學家不要只注重自己專業的精、專，而要在學科交叉的學習與應用上發揮出更大的優勢。作為一名大學老師，他非常注重發揮學生的能動性，他認為學生只有在實踐中，才能學到真正的知識，才能鍛煉真正屬于自己的能力。

在十幾年的科研生活中，黃海平周轉于國內外，有時候甚至忙到沒有真正屬于自己的時間。但是，即使心有疲累，他也始終堅持著自己對科學的探索和對生活的熱愛。作為石油開采技術的探路人，他和自己的團隊一起在這條道路上執著前進著，從未停歇。在他眼中，路途中的新奇與美好讓他自在，享受，而他所做的點點滴滴的工作更能讓他感受到生命的價值。