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杨春和:让盐穴储库在中国落地生根

发布时间:2020-04-17 09:56:13
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杨春和 中科院武汉岩土所供图

     人物简介  
     杨春和,1962年生于江西丰城,中国科学院武汉岩土力学研究所研究员、中国工程院院士。长期从事盐岩水溶开采与油气地下储备工程技术及相关理论的研究工作,是我国盐岩力学与盐岩地下油气储备工程研究领域的开拓者之一。

  因为将科学目标聚焦在地下盐穴,有人称他为新中国的“地下工作者”;也因为他对保障国家能源安全作出的巨大贡献,有人称他为“能源卫士”。

  他就是杨春和。

  在中国工程院举行的2019年院士颁证仪式上,杨春和入选为中国工程院能源与矿业学部院士,成为中国工程院新增的75位院士之一。

  近20年来,他和团队用夙兴夜寐的默默付出,实现了我国盐岩地下油气储备库从无到有的突破。“国外没做成的事,我们做成了。”谈及这段经历,杨春和十分感慨。

  向地下要空间

  1999年,中国科学院武汉岩土力学研究所(以下简称中科院武汉岩土所)迎来了一名高材生。

  在这里,刚从美国内华达大学博士毕业的杨春和开始了他持续至今的盐岩力学与地下油气储备工程研究。这也是该所留学归国的首位博士。

  “说实话,我从来都没想过在国外发展,毕业之后就是回国。”杨春和告诉《中国科学报》,父亲是名煤矿工人,自己从小对工地的建设耳濡目染,时常听闻的矿难事故令他非常痛心。

  而大庆油田“铁人”王进喜用身体搅拌泥浆的故事,更坚定了他投身能源事业的信念。

  很快,这样的报国之志就有了用武之地。

  大洋彼岸,美国墨西哥湾的盐穴储备库已建成30年,战略石油储备规模可维持国家90天的需求。而形成鲜明对比的是,我国还没有一座盐穴储备库。

  一场无声的竞争就此展开。

  不能再等了!经过多番求索,杨春和将目光投向“地下仓库”,即在盐岩中溶出一口巨大的“天然溶洞”,或者利用盐矿开采后留下的空腔,将油气储存其中。

  然而,这种在层状盐岩中“向地下要空间”的想法一经提出,业内一片哗然,反对声不绝于耳。

  “其实最大的难点不是科研,而是让人接受层状盐岩可以做储气库。”杨春和分析道。

  原来,我国盐层属于层状结构,盐层厚度小,不溶夹层多,盐穴的密闭性和力学稳定性饱受质疑。“国外一般都是建在巨大的盐丘之中,在层状盐岩中建库,国内专家担心会出现泄漏、坍塌,甚至爆炸事故。”

  杨春和至今还记得,2000年初团队从金坛盐矿取岩芯、开展可行性论证实验的场景。

  “大概做了几千组实验了吧!盐岩的蠕变实验时间非常长。普通岩石两三天就结束了,盐岩的要做到一个月甚至半年,或者更长。”

  “没有仪器我们就自己做仪器,蠕变实验开始就不能停,从白天到黑夜都要看着。我们经常就在实验室搭个地铺休息,实际上也没法休息,因为仪器的声音太大了。”

  功夫不负有心人,最终团队用科学数据证明中国层状盐岩不是弱面而是强面,回应了外界对其安全性、可靠性和适用性的质疑。

  至此,中国盐穴储气库开始了自己的特色建设之路。

  第一座盐穴储气库

  从理论验证到工程投产,杨春和带领团队一刻也没有歇息。从制定标准与规划到实地考察,几乎所有盐岩地下储气库都留下了他的足迹。

  2003年,国家天然气大动脉西气东输工程需要建设配套储气库,管线附近的金坛盐矿、淮安盐矿、定远盐矿备受关注。哪个合适做储气库呢?没有人知道答案。

  “那个时候开展选址,我们把中国中东部的盐矿筛选了个遍。金坛无论从埋深到组分都是最合适的。”杨春和表示,地质研究中每个库址都有特殊性,需要因地制宜做实验,论证可行性。

  此举得到了中石油和中石化的认可。随后团队展开工作,利用金坛盐矿开采后留下的溶腔建库,在节省了近1.25亿元成本的同时,还解决了已有采卤溶腔带来的地面沉降甚至塌陷的隐患。

  2007年,金坛储气库正式投产注气,成为我国乃至亚洲首座地下盐穴储气库。在2008年的大雪赈灾中,该储气库更是发挥了决定性作用,保障了上海、南京等长江中下游城市的天然气供应。

  2015年,金坛储气库出现微渗层,导致气体漏失危机。如不及时解决,将导致工程“流产”,上百亿投资付诸东流。

  得知此消息后,经历完手术刚刚痊愈的杨春和再度临危受命。他利用盐岩重结晶对储气库进行封堵,并迅速开展金坛储气库关键微渗层的重结晶课题研究,成功解决了微渗层封堵难题。

  “当国家任务来临时,我们责无旁贷必须上。无论什么情况,没有任何借口。”他坚定地说。

  杨春和似乎并不满足于此,他将目光投向了更广阔的地域。作为项目带头人,他又带领团队开展长期的高温高压蠕变实验,设计了潜江储气库的长期最小压力,保证了储气库的体积收缩在可接受的经济范围内。

  经过多年的攻关,团队最终解决了巨厚夹层的垮塌难题,使得潜江储气库的建库高度从100米提高到了160米,一举成为中国设计的最大盐穴储气库群。

  永不停歇的“狂人”

  “大概一年有200多天在外面吧,有的时候会连续一周不在家。”

  “爱人负担起了家里的一切,没有她的付出就没有我的成就。”常年在外奔波,杨春和一直为缺少对家人的陪伴深深自责。

  中科院武汉岩土所研究员李银平对此深有体会。他甚至用“工作狂人”来形容这位同事。

  接受《中国科学报》采访时,中科院武汉岩土所副研究员马洪岭表示,杨春和老师是团队中年龄最大的,但是每天依然第一个到组,令人汗颜。

  “出差的时候,有时候开完会都很晚了,杨老师还要坐最晚的航班回武汉。我们感觉身体都受不了,但他似乎习以为常。”

  科研攻关垂范在前,对待学生,杨春和更是倾囊相授。在杨春和的学生、中科院武汉岩土所副研究员施锡林眼中,杨春和现事现办从不拖拉,指导学生学习和工作更是身体力行、事必躬亲。

  他回忆,实验过程中杨春和总是亲自“上马”,让学生观摩学习。有任何疑点他总会不厌其烦地给学生一遍遍解释、分析。

  如今,不光储气库领域,包括页岩气领域、核废料处置领域等,都活跃着杨春和学生的身影。

  在别人眼里的辛苦,在杨春和眼里满是热爱。“像做人一样去做研究,像喜欢一个人一样执着于研究。”这位学者这样概括成功的奥秘。

  大半辈子钻研盐岩地下油气储备,看着一座座盐穴储库在中国拔地而起,杨春和的脚步从未停止。在他看来,国家天然气储备缺口还很大,年储备量只有消费量的4%,距离国际上10%~15%的平均水平还有很大距离。

  “我们希望不仅能够建设大规模的盐穴储气库,还能够充分利用采盐遗留下的溶腔。这样既能消除采盐留下的地面沉降等隐患,又能变废弃溶腔为资源。”杨春和表示,未来不仅要让盐穴储库在中国落地生根,还要开花结果。

  (原载于《中国科学报》 2020-04-15 第1版 要闻)


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