永恒的零点<br/>——访“2010年度国家科技进步二等奖”获得者西安石油大学校长张宁生及其科研团队

永恒的零点
——访“2010年度国家科技进步二等奖”获得者西安石油大学校长张宁生及其科研团队

2011-10-30刘德英

科学中国人 2011年2期

首席记者刘德英

永恒的零点
——访“2010年度国家科技进步二等奖”获得者西安石油大学校长张宁生及其科研团队

首席记者刘德英

写在前面

初到西北，我膜拜的是这一片堆积历史文明的皇天后土，感叹于这神奇土地上文化积淀之厚重；而今，我膜拜的还有这里的一群人，感叹于他们追求科学的献身精神。这批生活在祖国西北地区的创业者，将自己的人生默默植根在这块经济并不发达的土地上，在自然科学、人文科学和社会科学领域里不断探索和耕耘，丰赡地活出了自己生命的内涵。且让我们深情地记住他们，在时代的潮流中摒弃时尚、不图虚荣、脚踏实地、寄一腔挚情于祖国的——科学中国人。

致敬，大西北的优秀儿女！

—— “放歌大西北”栏目主持人刘德英

西安石油大学校长、博士生导师张宁生

你一定想象不到，这个冬天的季节，一所朴素的校园内会有一片这样的美景：黄金雕镂，阳光凝固，空气中充满了激情的旋律……这里是西安石油大学。

在本校“油气田环境保护研究课题组”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》摘取我国科技进步奖最高奖项——“国家科学技术进步二等奖”之际，笔者欣赏到了黄灿灿的银杏落叶宛如翩翩蝶儿般旋转飞舞，自然地铺陈出满地金黄……

怀着崇敬之心笔者走进了这里，犹如赴生命之约，朝着一支杰出的科研团队渐渐靠近。于是，听到了一曲风风火火的创业歌，也认识了一群倾心倾血的创业人——

他——群雁之首

这是一份不平凡的履历：西安石油大学校长、教授、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的科学家；在钻井技术、石油工程、油气开采等课程教学及人才培养上结下了一片桃李芬芳……自2005年以来，先后获得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”两项等十多项省部级奖及陕西省有突出贡献专家等称号。

他叫张宁生，是一位文质彬彬、有着学者风范的校长，是“油气田环境保护研究课题组”的领头雁。

1951年3月，张宁生出生于宁夏。

宁夏位于西部，是许多人眼里一个经济欠发达的地方，但却又是滋生着神秘故事的地方。随着他的呱呱落地，这个神秘的地方，注定又多了一个滋生故事的人。

18岁，正值生命吐艳的年龄，张宁生被招工到长庆油田当了石油工人。高高身材、憨厚朴实的他，干的是最艰苦的一线钻井工作。

4年钻井生涯，使他深深体会到了职业是多么辛苦，科学技术对石油工业的进步是多么重要！于是，向石油科学领域钻研和探寻、攻克石油工程生产技术难题的勇气和信心被激发了！

1973年，他通向科技人生的转机到来，工作出色的他，得到了进西南石油学院开发系钻井专业深造的机会。这个机会令他激动不已，因为看到梦萦魂牵的理想，已经插上飞翔的翅膀……

凭借着强大的意志力和学习态度，张宁生遨游于学海书涯，成绩出类拔萃。1977年1月，他以良好的成绩从开发系钻井专业毕业，并被学校选拔留校从事科研教学工作，走上了能更好地演绎理想、创造激情的舞台。时年，他不满二十六周岁。此时，年少得志的他并未虚荣骄横，只是比当钻井工人时多了份成熟，多了份气宇轩昂。

1985年，通过严格选拔，他由原石油部派遣，赴英国Heriot-Watt大学进修学习一年。对这次学习机会他珍惜万分，要求自己多看、多学、多问、多思，很快提高了自己的素养。学习期满后，想到自己是祖国急需的专业人才，他没有丝毫犹豫就按时回国了。回到了西南石油学院，他从一名普通教师到教研室主任、海洋工程系副主任，踏踏实实一步一个脚印地往前走去。

1990年，又一个继续深造的机会来临，由国家教育部选派，他再次到英国Heriot-Watt大学留学深造。为不辱使命，他如饥似渴地学习钻研，于1994年5月顺利获得了博士学位。这时，发达国家一流的科研环境和条件虽然令他羡慕，却没有动摇过他报效祖国的心愿。带着一双丰翼的翅膀，他携带妻儿再次返回祖国。

回国的这年，是“海归”学者最受青睐的时候，各地高校纷纷开出优厚的待遇吸引人才，他的同学和导师都劝他留在北京工作。

可张宁生的主意已定，他无限感怀地说：“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……”

这位满身学识的西北汉子，此时没有惊天动地的话语，带着一颗有良知的感恩的心，朝着苍茫的西北大地走来……他觉得，只有这片大空间、大境界，才能铺得开自己满满当当的情感。

奋斗——报国梦想

或许，实现报国的愿望，必须以灵魂的能量为代价。

1994年，是张宁生回国的当年。多年的海外学习经历，使他眼界开阔了，文化底蕴和思想水平也上升到一个新的高度。他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。

经过筹备，以张宁生为带头人、屈撑囤和吴新民为主要骨干的课题组成立了，张宁生学的是钻井工程专业，在英国攻读博士学位期间，从事了注水开发时污水中的颗粒对储层的影响方面研究工作；屈撑囤和吴新民是硕士研究生阶段，从事钻井液理论与技术研究。高瞻远瞩的张宁生，还将化学化工学院、石油工程学院两个学院的人才巧妙地组合到一起，大家为着一个共同的目标而努力。

不巧的是，这一年国家遭遇石油工业的低迷，石油价格低，油气生产受到限制，各油气田每年安排的新钻井数锐减。他所在的西安石油学院石油工程专业又是一个弱势专业，想做好钻井、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，谈何容易！

课题组在这样的时候起步，艰难可想而知。

石油工业的持续低迷，使得张宁生和骨干们对其研究方向的前景陷入了困惑……

也许是命运冥冥中的安排，张宁生将他生命的坐标指向了原点——大西北的旷野戈壁和大漠中大大小小的油田。他率领着课题组奔赴油田一线，进行深入的调查。

苍海桑田。

古老神奇的鄂尔多斯盆地，是我国的第二大沉积盆地，以十分丰富的油气资源享誉海内外，但它却有着望不到尽头的荒原焦土——沙漠戈壁和沟壑梁峁。由于油气资源勘探开发的对象是典型的低渗透油气田，油田开发需要大量的水。一方面是水资源严重短缺，一方面是大量的污水无序，勘探开发只能把环境污染、资源消耗等转嫁给社会生态成本，这对于严重缺水的荒原焦土来说，无异于雪上加霜。

他们访遍了油田的每一个角落，工作达到废寝忘食地程度。通过调查，他们将研究工作的重点调整到油气田环境保护领域，尤其以污水回注处理为主要方向。

然而，现实问题是：油气田生产与环境保护相结合的理念当时很难被接受，各油气田在该领域投入甚少，甚至不愿投入，课题组得不到研究经费的支撑。

启动资金没有，严酷的现实让研究工作起步艰难，被誉为团队“灵魂人物”的张宁生和主要骨干屈撑囤、吴新民，心中都十分地酸楚：究竟该怎么办？

放弃研究一一撤了？不再继续了？

团队成员们也用忧郁的眼睛都盯着张宁生及其骨干。

目标、希望、理想，报国心愿，多少人的激情……想到这些，张宁生非常果断：“不要悲观，没有什么不可能！”烦恼过后的张宁生，毅然决然拿出了方案：自筹资金。

他把国家给的留学回国人员的安家费拿来了，全部用于科研工作；课题组成员也纷纷把科研劳务费拿来了，为科研工作添砖加瓦。

张宁生语重心长地对大家说，科学研究的路不仅仅是一条艰辛的路，更是一条创新的路，在这条道路上，困难无时不在，无处没有，但我们要战胜它！

大家从敬重的张宁生教授身上，看到了坚毅，读懂了科研的内涵：这是一个梦想，一个科学家的梦想啊!

他们——群雁高飞

拧成一股绳，大家迎难而上。

为了购置科研设备仪器，课题组成员想方设法凑钱，丝毫没考虑自身的利益。他们心里明白，环保事业相当难做，一不小心就会血本无归！

启动资金筹到后，大家科研激情迸发，争相工作在第一线。张宁生和主要骨干屈撑囤、吴新民，更是亲临现场进行污水、污泥资源化处理的现场试验与应用。

虽为教授，张宁生从不过高看重自己身份，每次下油田，都是谦卑地将研究内容、研究目标等不厌其烦地与油田相关部门沟通，以取得他们支持。也从不考虑个人待遇，无论出差遥远的戈壁大漠，还是出差全国各地，火车硬座，坐长途汽车更是家常便饭，任务一来，提起行李就走。

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。那时，从东营到孤岛需乘坐当地的中巴车，八十公里的路程往往要跑三个小时以上，交通相当不便。为能及时赶到孤岛的采油厂，他每天五点多钟就起床赶往汽车站；为能及时与采油厂领导沟通，他在门口一等就是两小时以上。

在长庆、延长、塔里木、新疆等油田现场工作期间，他都是亲临现场，对污水回注指标的确定、含有污泥资源化利用等给予现场指导，与课题组成员在现场同吃、同住……

“头领雁”尽心尽力的工作作风，感染激励着大家，课题组成员们在岁月时间的研磨下，也留下了各自难忘的生命痕迹——

他们忘不了，1998年辽河油田的那次现场试验，屈撑囤、吴新民、王新强三位教授，为早日完成任务，每天都要往返于盘锦——曙光采油厂两地。由于试验地远离集镇，工作忙完正感到饥肠辘辘的时候，吃午饭却成了大问题，等跑到三公里外的集镇上买来的时候，却饿得早已没了胃口。就这样，他们始终坚持在试验现场，从处理配方设计、实验，三人带领着两名研究生在此工作了一个多月，直到课题研究任务顺利完成。

对于常人来说，一年的时间只是白驹过隙，不足以改变什么。而对于屈撑囤、吴新民、王新强三位教授来说，却是非同寻常的一年。2000年，他们丢下年迈双亲和需要照顾的妻儿不顾，带领着研究生奔赴陕北高原。延长油田甘谷驿、七里村、川口三个一线采油厂是他们的工作现场，工作内容涉及了水质分析、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所有环节。在陕北高原，他们默默忍受着荒原的孤独，忍受着夏天阳光的炽烤，冬天严寒的侵袭，严重缺水的威胁，生活的紧张和工作的压力……等完成全部任务时，一年的时光匆匆而去，他们解决了三个采油厂的污水回注处理项目，自己则带回满身的风尘。

2002年，“中原油田低污泥污水处理技术研究”在中原油田进行，张宁生带领几位课题组成员深入现场，进行调研。开展研究工作之后，屈撑囤、王新强两位教授带领研究生亲赴项目现场。从引起污水腐蚀、结垢因素研究入手，他们系统、深入地研究了污水处理过程产生大量污泥的原因，建立了有效控制腐蚀、结垢和污水处理的集成技术。到污水处理站工作时，所产生的有害气体时刻威胁着他们，有的气体甚至是剧毒，稍不留意就有可能酿成生命之殇，所以，有时还要戴上防毒面具工作。就这样，有的负责加药，有的负责药剂生产与质量检验，有的负责水质监测……还常常要为来到污水处理站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。在这样一种高强度的体力和脑力劳动中，他们坚持工作了四个月之久，直到出水指标全部达到良好标准。

张宁生、屈撑囤、吴新民、王新强……

污水处理、义务培训、技术服务、项目现场……

工作中随叫随到的每一个名字，满脑子都是事业的课题组成员，为节约经费从没感受过坐卧铺的难忘滋味，经常下榻是连热水都没有的条件简陋旅馆……

还有，他们特别想提一提他们的妻儿。当时，家庭各种问题一直困扰着大家，

出差在外期间，他们无一不将家庭重担都卸给了妻子，家中的老人生病，孩子小需要照顾，常年家庭经济拮据等，全靠妻子和孩子的理解。是所有家庭的支持，给了课题组极大的工作动力，使得环境保护研究工作能够顺利进行。

听着他们可以如此平静、深邃和坚定地讲述这些经历，笔者沉默了，还有什么话可说呢? 凝视着他们，就像阅读了一本催人泪下的书……

科研——尽舞人生

也许，是大西北的那种苍凉、那种宽厚，赋予了他们坚硬性格之外一种难得的儿女情长，也许，这种感觉平时很难有机会察觉，即便是他们自己。

走出对妻儿往事的深情回眸，他们才得已盘点起科研成果的点滴。

伴着飞跃的时代前行，张宁生及其课题组经过16年的努力，在国家、省部级和企业三十多项科研项目的持续支持下，将理论研究与生产实际相结合，在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，进行了长时间的艰苦探索，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它油田普遍应用；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5项，其中一等奖1项，二等奖2项。申报专利11项，7项授权（其中发明专利4项）。出版专著、教材5部，发表论文二百余篇，SCI、EI收录38篇。培养博士17名、硕士89名、企业科技人才132名。主办国际会议4次，特邀报告8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15年之久，可谓该校跨院系、跨学科合作十分成功的典范。