极端苛刻环境油气田腐蚀防护团队：戈壁滩上，她们撬开沉默的管道

编者按

“中国青年女科学家奖”是欧莱雅和联合国教科文组织“为投身于科学的女性”计划在中国的发展和延伸，由中华全国妇女联合会、中国科学技术协会、中国联合国教科文组织全国委员会以及欧莱雅中国于2004年联合设立，已成为专门面向广大女科技工作者的全国性奖项。截止第19届，共有204位女科学家脱颖而出，她们弘扬科学家精神，矢志科技报国。女科学家，一代耀一代。

果壳采访了第十九届“中国青年女科学家奖”的部分获奖女科学家，让我们一起听听她们与科学的故事。

被采访者：

高秋英 极端苛刻环境油气田腐蚀防护团队/负责人

一份神奇的邀请

“我建议你们夏天有机会去新疆转转，体验一下——”高秋英说。

我们还以为是要体验新疆的风光或者美食。

不是，这位脑回路清奇的科学家高秋英邀请我们去体验蚊子。据她描述，新疆的蚊子特别热情。“它们也不给你‘唱小曲儿’，直接上嘴，我们每次去，都顶着一身一脸的包回来。”

她讲的是新疆塔里木河沿岸的情况。这里水域丰富，有河道，也有农田，是蚊子繁育的绝佳地点。在河道和农田旁边，是中国石化西北油田分公司采油三厂的输油管道，而高秋英就是公司防腐蚀团队中研究管道腐蚀的专家。

要治理有隐患的管道，出现场是家常便饭。新疆大部分油田都在戈壁滩上，环境艰苦是“从头到尾”的，蚊子只是现场的小挑战。

先说去现场的路，别奢望有平坦的柏油路，都是石子路，车子在坑坑洼洼的道路上颠簸不已，去偏远点的油井，一坐就得几个小时。夏天太阳直晒，戈壁滩上从五六月起就暑热难耐，团队中不少人第一次中暑就是在现场。风沙更是戈壁滩上的常客。现场的工作人员都全副武装，飞巾、墨镜、安全帽，一套穿戴齐全，脸上只剩鼻孔露在外面。有一次，高秋英忘了带飞巾，等回到宿舍洗澡，发现头发上冲下来的沙子，在浴室地上能铺一层。

但环境艰苦中，也有一种独属于西北的粗砺的美。金色灿烂的胡杨，一簇簇红柳林，在茫茫戈壁之上万里不见人烟，但天地之间，总有一种温暖明亮的颜色。

茫茫戈壁，万里不见人烟，但天地之间，总有一种温暖明亮的颜色 | Pixabay

这是高秋英读书时，在作家三毛的书里看到的一种沙漠里的生活。她喜欢、羡慕，也决心把它变为现实。毕业后，她放弃了留校的工作机会，与同是研究生的男友杨祖国扯了结婚证，奔赴新疆，来到了位于中国第一流动沙漠——塔克拉玛干沙漠的西北油田。

到了新疆，那真是广阔天地，尽情撒欢。团队的同事形容高秋英，她心里好像住着一个汹涌的小怪兽，她风风火火，仿佛不知疲倦。他们在塔克拉玛干腹地的顺北油气田出现场，刮大风的时候，别人都紧缩着，高秋英手一举，让风吹着她走，像个风筝似的，沿着沙丘就吹上去了。她还挺高兴，平时爬个坡多累，风吹上去就轻松多了。

细菌藏在细节里

平时虽然幽默欢实，但一说到工作，高秋英身上的气场就沉下来了。

跟她聊天，你会惊叹于她对现场细节的掌控。因为只有将各种细节融会贯通，她的工作才能有的放矢。比如选择运输管道的材料，她不仅要知道材质，还要懂周边地质环境。像玻璃钢材质虽然不容易腐蚀，但它很脆，在新疆就不是最佳之选，因为新疆的油田大多在地震带，又地处沙漠，地质比较软，一旦有地震再下点雨，容易发生沉降。如果有的地方沉，有的地方不沉，玻璃钢管道就容易折断。

高秋英在现场查看加热炉封头表面积垢情况

高秋英最主要的工作是研究管道腐蚀的机理，这不仅要求她掌握细节，还要有侦探般的敏锐和坚持。

2011年，高秋英发现塔河油田的一些管道里出现了圆点状的腐蚀。一般来说，这是细菌腐蚀的特征，但塔河油田是古生界海相地层，上亿年前这里本是汪洋大海，地层中含盐量很高，按理说细菌根本不可能存活。

有人推测，圆点腐蚀是外界的杂散电流造成的，但高秋英认为，杂散电流造成的腐蚀应该出现在管道外层，而不是内侧。也有人说，这就是原油造成的电化学腐蚀，这么高的盐度，不可能是细菌腐蚀。但看着典型的“圆点”腐蚀，高秋英觉得还是细菌，可她和同事翻遍了油井和管道，都没检测出来细菌。

调查暂时搁置了，圆点状的腐蚀却越来越严重。有一天，高秋英突然灵光一闪，最近油田改变了生产工艺，采用注水开采，细菌会不会藏在水里？她开始全流程跟踪注水状态，发现当时注水管网还不健全，偏远地区的油井用水，要用大罐车装水拉过去。她就在现场跟踪大罐车，采水样、做菌培养，干了一个月，采了27口注水井，最终在23口井里都发现了细菌。

高秋英有了一个推测：细菌就在生产系统里，随着水进入了管道。在管道的前端水温很高，但细菌没死，只是进入了休眠期，等被输送到了管道末端，温度降到三四十度，它就复活了。这也能解释，为什么管道末端的圆点腐蚀特别多。

她把自己的数据和推测说给别人听，好多人还是不信，那么多专家都断言过了。但高秋英有自己的坚持，她辗转找到中国石油大学的陈长风教授合作，把有圆点状腐蚀的管道样品寄到北京检测。但很可惜，检测了两次，样品中都没有找到细菌，却显示有很多氧腐蚀。

也许周折如此，一般人就该放弃了，可高秋英还在想一个问题：管道平时都处在密闭的环境中，怎么会有氧腐蚀呢？很快，她分析出问题在寄送上，新疆到北京那么远，运输过程中，样品一直暴露在空气里，发生了氧腐蚀。她改变了样品的包装，密封寄送。终于，这一次检测人员从腐蚀的圆孔中，成功找到了细菌。

证据交叉验证，一切终于尘埃落定。

因为她的发现，团队研发了抗菌的缓蚀剂，防止或减缓材料的细菌腐蚀，又联合宝钢集团研发抗细菌腐蚀的管道。

不过，管道腐蚀绝不是由单一因素造成，尤其是塔河油田的管道腐蚀，可能是全中国、甚至全世界都最复杂的。常见的二氧化碳、硫化氢腐蚀，这里都有，不常见的有地层带来的高盐度，以及原油带来的挑战。塔河油田的原油是超稠油，不夸张地说，往地面一放都能直接站上去，为了让这么稠的油在管道里能顺利运输，要把它加热到80度以上，就又给管道了施加了高温、高压。随着生产工况的改变，还新增了细菌腐蚀。

过去，大家都是围绕单一腐蚀因素做研究，但这么多因素糅合在一起，会不会产生叠加的影响？高秋英和团队决定在实验室建一个大反应釜，加上模拟管路的腐蚀模拟模型。除了上述的各种腐蚀因素外，他们还考虑到了生产时最细微的特性，比如开采设备带上来的微量泥沙，还有管道运行时的状态。“开采时，管道都一定不是满管，有时上层是气体，中层是油，最下层是水，我们把这种三层界面都模拟出来，观察这会如何影响腐蚀。”

在这样一个大的模拟世界中，团队做了更系统、更深刻的研究。他们的成果，揭示了多种因素耦合作用下的腐蚀机理，并且研发了相应的复合缓蚀剂。只了解机理还不够，团队还找到外部的人工智能专家，合作开发了一套腐蚀监测系统，可以提前预测管道哪里会发生腐蚀，给一线工作者时间提前采取措施，成功降低损失近十亿元。

随着工况环境越来越复杂，他们的模拟装置也随之换代升级，但每一次升级背后，可能都是一次“发现细菌腐蚀”的过程，要细心观察、大胆推测，要对生产全局认识深刻，还要打破砂锅问到底，最重要的是，当面对质疑，要能坚持自己的判断。

高秋英和同事在实验室评价缓蚀剂效果

叫醒她的人

高秋英的飒爽果断，是在工作里磨练出来的。

那是2007年，塔河区域的油气管道腐蚀严重，为了解决这个问题，西北油田分公司决定建立防腐中心，高秋英就是第一批进入中心的人。

工作伊始，高秋英去现场实习，管道刺漏了，现场的工作人员只有简单一句“这是腐蚀造成的”。具体原因，谁也说不清楚，也没有合适的解决办法，只能给管道“打卡子”，就是在漏的管道外面包裹一层三公分的钢带。但这治标不治本，时间一长，外层钢带也开始渗漏。高秋英刚参加工作，不太敢说话，但她心里并不认可这种粗浅的处理方式。有心想学，却遇不到合适的领路人。

改变是因为遇见了一位女师傅，羊东明。

羊东明本不是防腐中心的人，她是刚从采油厂借调上来的，相当于从南疆的戈壁滩回到了乌鲁木齐。很多跟她一样的人会觉得，这把年纪调回乌鲁木齐就是养老的，但她不这样想。她经常出现场，从舒适的乌鲁木齐又跑回戈壁滩上，有时天气不好，飞机火车停运，她就搭单位南北疆倒班的汽车，从早上七点坐到下午五点，到了继续干活。

在现场，她快50岁的人，带着年轻人下操作坑，教他们测量管道厚度、检查焊缝，又带着他们翻看施工图，确认漏的地方是低洼点还是爬坡点，用尽各种办法，一定要弄清楚管道为什么会泄露。即使在乌鲁木齐办公室，高秋英也经常会发现羊东明在加班，统计数据、做图纸。

为什么这么拼？

“做了这份工作，就不要去应付，一定要把问题弄清楚了，东西是学到你身上的，别人是拿不走的。”高秋英记住了羊东明的回答。

一个无法回避的事实是，在油田这样以男性为主导的领域工作，女性很难获得尊重。人们不不相信女性能凭实力升职，不觉得她们能掌握专业知识。即使工作努力，也会有人当面调侃，让你老公干呀，你不要这么拼，回家带孩子去就行。

但是，在羊东明身上，高秋英和团队中的女性学会了一件事：闲言碎语不必听，事实会说话。在工作的30年中，羊东明在专业期刊上发表了多篇论文，科研成果获奖无数，还拥有专利14项。退休后，因为技术过硬，她成为了单位里唯一一个被返聘的女性技术工作者。

其实，高秋英和羊东明的故事，只是她们团队很多女性科研工作者的一个缩影。团队中，几乎所有女性都被羊东明感召过，在她的带领下，她们也迅速地打磨着自身的专业技术。她们跟男性一样，在茫茫的戈壁滩上翻越沙丘、调查管道情况。她们挖掘地层的特质，了解上亿年前的海洋，如何塑造今天的世界。她们撬开上万公里管线的沉默，让管道“开口说话”。她们也有孩子，实在没人帮忙照顾时，就带去现场，母亲在戈壁滩上工作，孩子就在戈壁滩上玩耍。在她们的努力下，几年之间，将近2万公里的油田管道穿孔次数降到了原本的十分之一。

女性成员们慢慢发现，当你掌握了实在的技术，当你才是那个最了解细节的人，你开口说话，别人会听，你的发现，你敢于坚持。

高秋英还有一个小秘密：她对羊东明师傅的向往，早就开始了。

那是2007年的一个午后，高秋英去旁听一次防腐蚀技术的交流会。她刚参加工作不久，只能坐在最后一排，台上大部分报告声音小，又正值午后，她听得迷迷糊糊。正昏昏欲睡之际，一个洪亮的声音传来，抬头一看，一位四五十岁的女性上了台，她戴着眼镜、披着波浪卷头发。当时高秋英并不知道她是谁，只知道是来自采油厂的专家，只记得她报告讲得清晰又深刻，眼神坚定又锐利。当时高秋英心想，这才是她想要的样子——在自己的工作岗位上，足够专业、足够自信，指点江山、挥斥方遒。

两年后，当高秋英休完产假回到办公室，突然遇见了那个昏沉沉的午后叫醒她的人。这一次，高秋英知道了她的名字，羊东明。

治理管道腐蚀，要治“未病”

高秋英曾读过扁鹊三兄弟的故事。

扁鹊三兄弟的医术，大哥最好，二哥次之，扁鹊的医术最差。有人疑惑，为什么你大哥二哥却名不见经传？扁鹊说，那是因为大哥治病，在病人发作前就根除了病灶，二哥擅长在疾病初发，症状较轻时治疗，大家以为他只能治小病。而我，每次都是在大厦将倾时，挽救病人于生死之间，久而久之，大家都认为我医术神奇。

一个念头在高秋英的脑海中浮现了，治理管道腐蚀，正如治疗疾病，最上等的医家应该要治“未病”。如何从最源头处防腐蚀？那就要从管道的材料入手。

2013年，羊东明和高秋英带着团队从新疆出发了，她们先去了四川，然后开始北上，到了河北，又去辽宁、哈尔滨，再南下去了浙江、江苏，一个半月的时间，跑遍了大江南北。

她们在寻找新的材料。“我们跑遍了中国做非金属管材的厂家，调研他们的用料、制作工艺，又去调研了海上油田的管道，因为海上的腐蚀环境也很严苛。”

回来之后，她们把调研的成果，用半年的时间跟很多高校和科研机构交流、探讨，其中包括中石油集团下属的西安石油管材研究所。终于，在大家的合力之下，研发了一种多层的非金属管材，能耐高温、高压，强酸性的环境，适合新疆油田复杂的情况。

团队成员们现场调研

当然，在实际应用中想要预防腐蚀，管道的材料是一方面，管道的设计也很重要。

一般来说，很深的井下管道使用的是螺纹接口，就像水杯的连接处，一拧就严丝合缝了。但是，运输石油的管道距离地面只有一两米，使用螺纹管道有漏气风险。油田中的硫化氢是一种剧毒气体，一旦在戈壁滩上泄露，会造成严重的安全事故。“几十公里的戈壁滩上都没什么人影，还有红柳丛、胡杨林，这种环境下，人进去放牧，如果被硫化氢放倒了你是看不到的，非常危险。”为了防止这类事故，管道接口改成了焊接方式。但焊接又涉及到应力问题，如果不能很好地释放应力，在弯头处的焊接缝就很容易泄露。

这些具体的困难，都被纳入了团队的考量之中，她们改进管材、改良设计，最终形成了在源头就能防护腐蚀的一套方案。现在，她们的方案不只应用在新疆沙漠里的油田，也推广到了类似工况的兄弟油田，甚至走向了国际，为沙特的某些管道提供技术支持，真正做到了治疗管道于“未病”。

隐性的工作

高秋英未曾预料到的是，当治疗管道于“未病”逐渐实现，扁鹊大哥的命运，也在她和团队身上重演了。

去评奖，专家们觉得你的数据虚，什么预计会降低多少损失，什么减少了可能的腐蚀，谁能证明？再看看那些油田里的核心技术团队，比如采油、钻井，有激动人心的增油多少万吨的数据，有明确的钻井速度提升，这才是大团队的核心效益。

相比他们，你做的工作是隐性的。逐渐地，很多男性离开了。他们要么有更好的晋升机会，要么转去了别的团队，到最后，团队中留下的大部分都是女性。

而对于做着隐性工作的团队来说，她们的种种努力，要经历更漫长的路途，才能被看见。

如何面对这样的处境？要不要选择更好走的路，甚至要不要偶尔让自己隐性的工作变得不再那么“隐性”，比如，少做一点，允许管道时不时泄漏一点？

这是属于一个经济学范畴中“理性人”的答案，但理想主义者会做出不同的解答。答案就是多年前羊东明对高秋英他们说的那句话：“做了这份工作，就不要去应付，一定要把问题弄清楚了，东西是学到你身上的，别人是拿不走的。”

即使他们不是被选中的人，是被留下的人，但留到最后的人，有时可以交出最好的答案。

2021年，团队被评为“全国五一巾帼标兵岗”；2024年，团队获得“中国青年女科学家奖”的团队奖项。多年来，她们共获得省部级及以上科技奖励21项，授权专利40余项，编写国标4项、行标5项。

她们的努力和坚持，最终被看见了。

团队荣获巾帼创新奖

最近，团队开始深挖更多腐蚀的问题，地面管道治理了，还有井下的管道，还有站场里的设备呢？比如一个除油器，内部有很多构件，只要设备不穿孔，很难知道里面发生了什么样的腐蚀。往往是运行了一两年，打开检修时才发现，内部构件都被腐蚀“吞噬”了。

团队想用非金属的材料制作一个除油器，从源头起就解决腐蚀的问题。这是一个全新的挑战，罐体哪里受力最大，结构怎么设计，用什么工艺制作，选用什么材料，怎么做神经元的模拟计算，都需要团队成员、高校合作者，还有厂家之间反复沟通。

当时正值疫情，大家都封控在家，他们只能经常开电话会议。高秋英的孩子也在家里，听了将近几个月的电话会议，这个刚满五岁的孩子俨然成为了一个小专家，他时常会问，妈妈你们又要讨论哪个除油器了吗？如果用金属的会腐蚀，用316L的不锈钢行吗？

经过漫长论证，非金属除油器终于建成了，它直径3米6，长16米，是个庞然大物。那天，高秋英的孩子也去现场了，或许，潜移默化之中，羊东明那句“一定把问题弄清楚”，也以某种形式传递到了这个小小的孩子身上，他看着这个糅杂了无数人心血的除油器，发出了一个天真又质朴的疑问：“妈妈，我能爬进去看看吗？我想看看你们做的设备，到底是什么样的。”

团队合影

采访/撰文：程观

编辑：游识猷

-果壳商业科技传播部出品-

-广告-