本刊记者  张 姝

石油”这种珍稀能源的发现对于中国乃至世界来说都是一笔宝贵的财富。宋朝时，沈括曾在其著作《梦溪笔谈》中预言：“此物后必大行于世”。果不其然，现如今石油能源已经和我们的生产、生活密不可分。但是，由于近百年来人们对于石油能源的大量需求以及毫无节制的开采、使用，石油能源的处境已变得岌岌可危。所以，针对目前的现状，对有限的石油资源的合理开采、以及对废弃油田的合理利用是科学家需要不断攻克的技术难题。

身为一名地球化学家，中国地质大学的黄海平教授就一直在为此努力着。作为石油开采技术的探路者，他从来都没有停下过自己的脚步。

赤子丹心献石油

1962年出生的黄海平，在自己的女儿眼里俨然就是一个工作狂。他每天都把自己的时间都安排的满满的，埋首科研，乐此不疲。其实，我们所不知的是，黄海平与石油之间的缘分由来已久，在这条路上探索实践，让他深感幸福。

本科和硕士，黄海平分别就读于江汉石油学院（现长江大学）和中国地质大学（北京），并取得了工学学士和工学硕士学位，在专业上奠定了深厚的基础。2004年，为了更好地掌握化石燃料领域前沿科学理论和学习国外的先进技术，1998年黄海平前往英国阿伯丁大学做了为期1年的访问学者，2000年到英国纽卡斯尔大学攻读博士学位。博士毕业后，他的博士导师拉特教授被聘为加拿大石油地质首席科学家，并邀请黄海平和他一起去加拿大卡尔加里大学工作。黄海平感恩于地质大学的培养，因此不愿割舍自己国内的工作。最终，在中国地质大学领导的支持下，黄海平决心走向国际去学习先进的科研技术，并兼顾国内的教学和科研工作，就这样他开始了长达近二十年的国内外奔波之路。

“虽然累，但是一切都是值得的”。这一直都是黄海平的心声。作为一名地球化学家，他决心要用自己的专业知识和技术为我国的石油开采事业做出贡献。对于石油的开采与利用，其实人们最终的目标都是把油气从地下开采出来，但是石油资源是不可再生的，如何有效的、全方位地开采与利用，才是永恒的课题。如果只注重暂时的自给自足，恐怕只会给子孙后代留下无妄之灾，所以具有前瞻性的石油开采技术才是历史发展的必然。黄海平及其团队所研究提出的利用生物技术与石油开采相结合把残留石油转化为甲烷，就具有超前意义。

众所周知，石油是工业的血液，但人类目前所发现的油田却现状堪忧，而为了满足人类生产、生活源源不断的需求，只能通过进一步的开采来实现。工业上使用的常规手段就是通过不断地注水和注化学添加剂来进行开采，在不断注、采循环过程中以求能开采出更多的石油，但是不管使用什么手段，在现有工艺和经济条件下还有一半以上的已知石油是无法开采的，如加拿大重油采收率平均只有12%，国内正常油的采收率在30～50%之间。因此，油藏中残留下来的石油资源规模巨大，而我们对这些资源赋存位置非常清楚，并且地表已有完善的设施，一旦油田被废弃，这意味着我们将永远失去这些宝贵资源。

理论创新没有止境，科学探索没有句号。作为一名地球化学家，黄海平和他的团队看到了其中所蕴含的油层物理规律以及其对未来石油工业的影响。他们提出利用生物技术把残余油转化为甲烷气以延长油田开采寿命的科学设想（国家自然科学基金资助项目：40373022,40973034,41273062,41573035）。石油生物降解和生物气化是一个非常缓慢的过程，这是因为地下微生物的活动受到了诸多限制，温度高和氮磷钾等养分缺乏是影响微生物活性的关键所在。如果油藏温度合适，养分充足，微生物转化的速率可以大大提高。综合考虑之后，黄海平及其团队就把研究的目标定在浅层油藏（现今油层温度小于90℃），探索通过添加微生物代谢所需养分来调节微生物的习性，加速残余油向甲烷气的转化的可行性。尽管这项技术尚未被强调快速见效的石油工业界推广使用，但作为一种前瞻性的技术研究，黄海平和他的团队始终认为这是一项为后代谋福的技术，有巨大的社会和经济意义，值得他们为此不断地努力，实践。

随着社会经济的快速发展，环境污染和能源开采的不平衡，长久困扰着人类的生产与生活。除探索利用生物技术把油藏中的残留油转化为天然气外，黄海平所做的研究中还在探索把煤或泥岩中有机质转化为天然气的可行性，并把这些研究与获取再生能源和降低二氧化碳排放有机结合起来。从环境的角度来讲，天然气相对于煤和石油来说是比较洁净的能源。而现如今即将废弃、劣质油田和一些无经济开采价值的煤层和油页岩众多，针对这种边缘性的能源，怎样变废为宝又不污染环境，才是科研的首要任务。从科学的角度来分析，流体流动受地层渗透率和流体黏度控制，而天然气要比水要容易流动一千倍，所以，天然气在地下是很容易开采的。除此之外，它还兼备了能源干净又易生产的特点，前景可观。于是，黄海平和其团队成员就提出了一个想法：可以通过生物降解技术把这些边缘性的能源转化成天然气，从中获取纯净再生能源。不仅可以实现能源工业持续发展，又能降低对环境的污染，可谓是一举两得。

坚持开拓不放弃

“为者常成，行者常至”，用这句话来形容黄海平，最恰当不过了。在数十年的科研生涯中，他一直在践行着这个准则，并在科研方面不断进行着创新性研究。

在黄海平及其团队的科研探索初期，他们也曾想通过微生物把残余油转化成氢气这种清洁能源，来降低对环境的污染。氢气是最理想的能源，尽管通过控制反应条件可以使生物降解的最终产物为氢气，但这是一个可逆反应，产物中氢气含量达到一定程度时反应就不能自发进行了，这意味着要源源不断的采出氢气含量很低的天然气，才能使这个反应持续进行，这从工程角度来说并不现实，因此，想要真正的实现氢气的开采和利用还有很长的路要走。

目前黄海平及其研究团队又开始了新的探索，这就是化石燃料的氧化-还原反应直接发电，其基本构思是通过向油藏（或煤层）中注入氧化电子载体，这些电子载体在地下把烃类氧化成二氧化碳，所产二氧化碳在油藏（或煤层）内直接进行地质埋存，而电子载体本身被还原，这些还原态的电子载体通过生产井采到地表，利用燃料电池可直接燃烧，这是一个放热反应，释放出的热能可以直接转化为电能，而电子载体被氧化并可注入地下循环使用。这个过程中油藏（或煤层）是反应的一极，地表燃烧是反应的另一极，从而构成一个流电池，实现规模发电。油藏（或煤层）作为化学能源的储集体其使用不是在地表直接燃烧，而是转变成其他形式的化学能和电能，通过原地转化，二氧化碳可以留在油藏内，使化石燃料可以继续为我们提供价值，形成一个能源供给和驱动经济的全新体系。

回望过去，黄海平在科学研究中不断地探索、实践、验证。一路走来他始终不忘背负在自己身上的多重责任。作为一名地球化学家，他立足在目前学科交叉作为技术革新的必要前提的这个大环境下，呼吁科学家不要只注重自己专业的精、专，而要在学科交叉的学习与应用上发挥出更大的优势。作为一名大学老师，他非常注重发挥学生的能动性，他认为学生只有在实践中，才能学到真正的知识，才能锻炼真正属于自己的能力。

在十几年的科研生活中，黄海平周转于国内外，有时候甚至忙到没有真正属于自己的时间。但是，即使心有疲累，他也始终坚持着自己对科学的探索和对生活的热爱。作为石油开采技术的探路人，他和自己的团队一起在这条道路上执着前进着，从未停歇。在他眼中，路途中的新奇与美好让他自在，享受，而他所做的点点滴滴的工作更能让他感受到生命的价值。