見“微”知著，以“微”采油 ——記閔恩澤能源化工獎青年進步獎獲獎人喬富林

前不久，中國能源化工領域的重要獎項——閔恩澤能源化工獎第六屆榜單揭曉，中石化石油化工科學研究院有限公司（以下簡稱“石科院”）青年科學家喬富林榮膺“青年進步獎”。他與團隊創(chuàng)新研發(fā)的生物基化學品、生物基驅油劑，不僅大幅提升了稠油開采效率，更將綠色開采的技術從實驗室?guī)У搅斯I(yè)放大。科技創(chuàng)新，為國為民，接過前輩的精神火炬，喬富林正在科研之路上開拓著自己的征程。

圖為喬富林在實驗室工作現場。（陳子佩 攝）

讓傳統油田煥發(fā)綠色新生機

2017年，喬富林博士甫一畢業(yè)便加入石科院。他與團隊成員協作，以微生物發(fā)酵液及植物油脂等生物基原材料作為生產原料，創(chuàng)新改性合成工藝，研制了系列新型油/水兩親型生物基化學品，并成功實現工業(yè)放大生產。在此基礎上，他們還開發(fā)出形成稠油化學降黏提高采收率和油污土壤修復兩項技術，用微生物幫助油田實現綠色開采和增產增效。

隨著我國油田開發(fā)進入中后期，驅油劑的應用貫穿于稠油增儲上產及油田環(huán)境修復領域多個環(huán)節(jié)。然而，傳統的石油基化學驅油劑具有難生物降解，含仿雌激素、生物毒性等缺陷，部分產品已被國家列為新污染物，驅油劑綠色升級成為大勢所趨。而在綠色驅油劑中，性能優(yōu)異的生物基驅油劑更是成為技術攻關的重中之重。

生物基驅油劑是一種由微生物代謝產生的結構多樣的表面活性物質，既有與傳統化學劑類似的性能，又具有用量少、綠色無毒、易生物降解等優(yōu)點，而且可以用廉價且來源廣泛的工業(yè)含糖廢料和農副產品作為原料，通過微生物發(fā)酵而生產，大幅降低了應用成本。國內外研究表明，生物基驅油劑在提高采收率方面具有較大的潛力。以國家需求為己任，剛剛工作的喬富林迅速融入由石科院、勝利油田、清華大學、南京工業(yè)大學等單位構成的聯合研發(fā)團隊中，開展科技攻關。

回望在石科院奮斗的數載光陰，喬富林主持了1項國家自然科學基金青年項目，參與2項“十三五”國家油氣重大專項子課題、1項國家重點研發(fā)計劃、6項中國石化科技部課題，榮獲中國石化科技進步獎2項，紐倫堡國際發(fā)明專利金獎1項，行業(yè)協會科技進步獎2項，申請國家發(fā)明專利75件（獲授權25件），申請PCT專利1件，發(fā)表論文16篇……一個個閃亮的成果，記錄下了這位小伙子以創(chuàng)新之火點燃的激情青春。

將研究成果帶到油田上去

“實驗室中的成功只是萬里長征第一步，我們的目標是讓技術從實驗室里‘跑到’油田里，用在采油廠中。”喬富林說。

面對分子構效關系不明確、現有改性合成路線難以工業(yè)化、適用于油田儲層環(huán)境的應用體系開發(fā)難度大等多個難點，喬富林用了近一年時間撲在基礎研究上，最終通過分子設計合成得到了一系列不同親水基類型、親油基鏈長及分子空間構型的新結構化學品。通過不斷探究各個分子結構因素對油/水界面性能的影響規(guī)律，他逐漸摸清了驅油劑的構效關系，為高性能生物基驅油劑的分子設計提供了理論依據。

為了進一步提升生物基驅油劑的性能，他和團隊又利用合成生物技術構建了多重基因工程改造菌株，使微生物的發(fā)酵產量提升了40倍，突破了該領域的核心技術瓶頸。他們改造的菌株成功獲得國際菌種認證，在我國菌種保藏庫中建立了專屬菌種保藏號，擁有完全的自主知識產權。

如何將實驗室里的成果在工業(yè)領域應用放大？走到真實的油田中，年輕的喬富林面臨著兼顧“保質量”和“降成本”的新難題。依托石科院深厚的化學劑工業(yè)化經驗對合成路線和工藝參數進行反復修改優(yōu)化，他成功發(fā)明了綠色、低成本、高效的改性合成工藝，產品產率、底物轉化率和發(fā)酵規(guī)模均處于行業(yè)領先水平。現在，新型生物基驅油劑產品不僅從小試走到中試，還實現了噸級生產，以此為基礎開發(fā)的稠油降黏和油污土壤修復兩項技術也相繼實現工業(yè)應用，獲德國紐倫堡國際發(fā)明獎金獎、集團公司科技進步獎二等獎等多項獎勵。

繼承“踏平坎坷成大道”的科研精神

談及自己獲獎時的感受，喬富林念念不忘的是閔恩澤能源化工獎的創(chuàng)始人——閔恩澤院士。

由于閔恩澤院士曾任石科院首席總工程師，喬富林在提到他時還是與那些曾與他并肩奮斗過的石科院先輩一樣，堅持著“閔總”這個專屬于石科院人的稱呼。

“閔總是我的偶像。2017年入職石科院的時候，我在現場見證了第三屆閔恩澤能源化工獎的頒獎儀式，當時閔總的家國情懷和創(chuàng)新精神讓剛剛工作的我倍感震撼。沒想到今年我也能有幸成為獲獎人，仿佛夢想照進了現實。”他滿懷崇敬地追憶說。

“閔總說，開展導向性基礎研究對研發(fā)新技術及其實現工業(yè)應用至關重要。我在開展生物基驅油劑的基礎研究時對此也有了切身體會。”喬富林由衷感嘆。事實上，他也是這樣身體力行的。2021年起，他圍繞分子構效關系和界面作用的理論機制承擔國家自然科學基金委青年基金項目，目前課題已經順利結題，為綠色化學品下一步迭代提供了理論指導。

“踏平坎坷成大道，斗罷艱險又出發(fā)”，這句話既是閔恩澤院士生前最喜愛的一句歌詞，也是如今激勵喬富林披荊斬棘、不斷向前的精神動力。

“作為一名青年科研人，以閔總為代表的新時代科學家精神鼓舞著我們努力進取，‘閔恩澤星’在天空中指引著我們賡續(xù)前行。今后我們也要追隨閔總的腳步，做國家需要的事情，不負時代、不負韶華。”喬富林說。收拾好獎狀，他又踏上了新的征程。