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欧成华——西南石油大学石油与天然气工程学院教授

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有效期至: 长期有效
最后更新: 2019-12-13
基本资料信息
 
  芳华二十载 不渝石油梦
来源:  发布时间:2019-11-15
 
——记西南石油大学石油与天然气工程学院教授欧成华
  
□ 王 军
 
  
  
  西部黄沙漫漫,环境恶劣,但看似荒凉的地底之下却有一股黑色的“工业血液”在汩汩流动,这便是我国最重要的战略资源之一——石油。几十年的科研岁月,欧成华将科研的足迹留在了祖国的西部边疆等任何有石油的地方,如今他仍在为祖国的石油事业坚定前行。
  
  众所周知,石油是现代工业和现代文明的物质基础,是国民经济不可或缺、无法替代的重要能源和工业原料。它一方面直接影响着一国经济的发展速度,另一方面影响着国家的经济安全。2018年以来,中国石油对外依存度已然高达72%,国家的石油开发形势极其严峻,石油领域的科学研究任务繁重。在这一背景之下,涌现出一批批投身于石油行业的科研工作者,他们或深入到石油工作一线,或在实验室中从事深入研究,立志将自己的青春与热血都献给我国的石油事业。西南石油大学石油与天然气工程学院教授欧成华就是祖国众多石油科研工作者中的一位。
  20多年的科研岁月,他的研究足迹遍布祖国各处,领导科研团队在新疆低渗透砾岩油藏、复杂断块油气藏、复杂碳酸盐岩油气藏,以及页岩油气藏和致密油气藏的精细描述与表征领域取得了理论创新和技术进步,对我国特殊、复杂油气藏描述做出了创造性贡献。通过科研的力量为祖国的石油事业献力,欧成华一直无私无悔。
  
选择石油地质,
坚定人生理想
  
  “剑阁峥嵘而崔嵬,一夫当关,万夫莫开。”这句名诗的来源便是欧成华的家乡—四川省剑阁县。作为一位剑阁山村长大的孩子,他从小就对花草等植物特别感兴趣,并萌生了学习和生物有关专业的理想,但是在机缘巧合之下,他最终却与石油地质领域的研究结缘。
  1991年9月,欧成华以优异的成绩被保送进入西南石油学院(现西南石油大学)石油与天然气地质专业,开始了在这一领域中的学习之路。此后,他又通过不懈奋进相继取得西南石油学院煤田、油气地质与勘探专业硕士学位、西南石油大学石油与天然气工程专业博士学位,从之前挚爱生物学到油气地质的转变再到现如今的油气藏描述方向,欧成华直言他的硕士与博士生导师对他的科研道路产生了很大影响。老一辈科研工作者的精神激励着当时还是一名青年学子的欧成华,他们通过自己的所见所闻所分享的心得感悟、潜移默化地影响着欧成华研究方向的选择并坚定其扎根祖国石油事业的决心。
  石油是技术密集和资金密集型产业。在欧成华看来,石油是一个大学科,石油地质是其中的基础,包括现在大热的大数据分析技术等在内的众多高新技术都能在石油领域实现它的价值。因此,他更加坚信自己所从事工作的意义所在。
  
矢志前行,
为祖国的能源未来而奋斗
  
  随着我国油气资源的日渐缺乏,近些年来,我国油气开采的重心开始从东部、中部向西部偏移。自从2000年7月,欧成华从西南石油大学石油与天然气工程专业博士毕业后,他的研究就集中在四川、新疆、青海、长庆等祖国西部油气田,在这一研究征程中,他将全身心放在复杂油气藏描述、复杂介质油气渗流、剩余油气分布等基础理论及配套技术研究中,不断探索开拓,多年来始终如一。
  “其实,油气藏描述就相当于医生诊断病人一样,我们可以把油气藏看作一位病人,而想要把它的病情描述清楚,就要将其从宏观到微观、从静态到动态的各个特征展示出来,提供给工程技术人员。”欧成华说。现如今,石油领域的相关技术,成本费用都很高。在目前的阶段,如何将一些又便宜又实用的技术方法研究出来,则是我们国家最需要的,而欧成华及其研究团队就将注意力放在了绿色、环保、高效的技术方法上,多年来,他领导科研团队在砂砾岩油气藏、复杂断块油气藏、多尺度缝洞型碳酸盐岩油气藏、非常规页岩油气藏和致密油气藏等的精细描述与表征领域取得了理论创新和技术进步,对我国特殊、复杂油气藏描述做出了创造性贡献。
  15年来,欧成华领导科研团队,集中了西南石油大学,中国石油集团测井有限公司,中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、新疆油田分公司、青海油田分公司等单位的科研人员,通过吸收国内外先进的油气藏描述理论与方法形成研究思路,选取新疆准噶尔盆地西北缘砂砾岩油藏,南海北部琼东南盆地复杂断块气田,四川盆地潼南—安岳气田、相国寺储气库,青海昆北断阶带复杂断块油气藏、鄂尔多斯盆地致密油藏等作为攻关目标,取得了4项关键技术创新:创建了复杂储集体定量刻画与储渗参数自动计算配套技术体系,符合率达到98%,提高了我国复杂储集体测井预测及其相关参数计算的整体水平。该技术体系具体包括:复杂矿物含量反演技术、基于孔隙流体分段差分法的沥青含量定量计算技术、复杂缝洞体系井筒及空间识别与预测技术、复杂储集体单井产能预测技术。建立了复杂砂砾岩和丘滩储集体成因模式,揭示了基于沉积层序构型的陆相砂砾岩体与海相丘滩储集体的形成与演化过程,实现了新疆砂砾岩油田及四川潼南—安岳气田等的勘探突破与规模开发。该技术体系具体包括:发明了大斜度井、水平井三维可视化地层层序对比方法,保证了对采用不同井型开采、具有不同层序构型的油气藏地层格架的可靠性,在陆相粗碎屑地质体微相分析、超短周期基准面旋回层序结构特征刻画,以及两者间对应关系解析基础上,揭示了基于沉积层序构型的优质砂砾岩体的发育特征及其时空演变规律,提高了陆相砂砾岩体的高效产油的成功率;建立了古老、深埋、复杂丘滩优质储集体成因模式,揭示了四川盆地灯影组、龙王庙组等白云岩优质储集体的形成与演化过程,提高了海相碳酸盐岩丘滩储集体规模产气的成功率。创建出复杂构造体系断裂分层次定量表征与断块间非均衡开采动态储量评价配套技术,实现了对断块油气藏断层、裂缝空间构型的定量表征及断块间流体外溢或补给的定量评价。该配套技术具体包括:基于构造变形复原与几何反演的断裂判识与定量表征新技术,基于构造面几何恢复的构造裂缝三维建模技术,以及复杂断块气藏非均衡开采地层压力及动态储量评价技术。创造出孔、洞、缝多尺度融合三维分布表征新方法及六阶段地质建模新技术体系,对缝洞的表征精度达到毫米级,提高了复杂储集体地质建模的可靠性。具体包括:发明了基于储渗介质相的丘滩储集体孔、洞、缝多尺度融合三维分布表征新方法,发明了分别适用于多层砂岩与复杂碳酸盐岩的六阶段地质建模新技术体系,先后完成了新疆准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地、南海北部琼东南盆地、四川盆地和伊拉克美索不达米亚盆地的系列常规典型复杂油气藏综合地质模型的建立。
  研究成果授权国家发明专利15项、软件著作权19项,出版学术专著2部、教材1部,以完成人为第一作者和通讯作者发表论文48篇(SCI收录14篇、EI收录3篇、CSCD收录26篇),培养了博士4名、硕士41名,相关成果获省部级科技进步奖一等奖1项、三等奖4项。相关成果先后在新疆准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地、柴达木盆地、南海北部琼东南盆地、四川盆地等55个油田单位获得了规模应用,不仅支撑了我国常规石油工业的稳定发展,还拓展了海外油气市场,社会效益明显。成果应用过程中累计新增销售额428299.6万元、新增利润236231.8万元,经济效益显著。
  科学研究不止于一隅,除了为祖国开采常规复杂石油资源献力,欧成华也在页岩油气等非常规资源开采中探索深耕,并与团队成员合作取得了一系列成果。
  页岩气开发是我国能源战略的重大需求,单口页岩气井水力压裂需要“万方水千方砂”,水资源的缺乏将严重制约页岩气的工业化开采。探索超临界二氧化碳高效开发页岩气新技术有利于为页岩气开发提供一条新途径。依托中国工程院院长李晓红院士领衔的国家重点基础研究发展计划项目“超临界二氧化碳强化页岩气高效开发基础”下设课题“二氧化碳置换页岩气多尺度多场耦合渗流理论”的资助,欧成华和团队成员通过理论研究、实验测试、模拟计算和案例分析,形成了集流态模式—渗流模型-实验验证—增产机理于一体的超临界二氧化碳置换页岩气多尺度多场耦合渗流理论,实现了从实验装备到理论体系的创新。通过研究,先后建立起四川盆地涪陵、威远等典型海相页岩气建产区地质模型,以及鄂尔多斯盆地直罗—下寺湾区典型陆相页岩,和云岩—延川区典型海陆过渡相页岩地质模型,研发了国际领先的超临界二氧化碳置换页岩气多场耦合渗流测试方法及装置;研究成果获得授权国家发明专利7件、国际发明专利1件,申请国际专利1件,发表SCI论文15篇。
  目前,欧成华带领团队,正深入开展新疆吉木萨尔页岩油和鄂尔多斯盆地致密油的精细描述与评价,期望在非常规油气领域获得更多的成果认识,为我国页岩油气和致密油气等非常规能源的开发贡献出自己的力量。
  
走向国外,
开展复杂油气藏研究
  
  随着我国石油能源对外依存度的日益增大,充分利用海外及海上油气资源显得尤为迫切。多年来,欧成华及其研究团队就针对海上复杂油气藏、中东复杂碳酸盐岩油藏,开展了一系列研究,并取得了重要的研究成果。
  针对毗邻我国的亚太地区海上油气田构造活跃,演化复杂,断层发育等特点,通过对海上复杂断块碎屑岩油气田断裂识别与表征技术、气田非均衡开采动态储量预测技术、油田非均衡开采动态储量预测技术及地质油藏综合评价技术4项关键技术的攻关突破,欧成华带领科研团队形成了创新型“海上复杂断块油气田开发地质特征及油藏评价关键技术”。应用上述成果先后他们完成了缅甸海上M10气田、我国海上崖城13-1气田和澳大利亚海上406油田等的快速评价,为我国定量、可靠、快速开展海上油田评价提供了技术支撑。成果获授权发明专利4项,出版学术专著3部,发表SCI论文14篇、EI论文15篇。
  近年来,中国在中东地区油气业务快速发展,已经建成中国在国外最重要的油气生产基地。虽然中东地区主要为海相碳酸盐岩油藏,与国内有很大区别,但是欧成华团队通过对中东部分地区复杂碳酸盐岩油藏展开研究工作,在这一领域积累了丰富的经验。
  米桑油田群位于伊拉克东南部,毗邻伊朗边界,西北距巴格达约350km,在构造区划上位于波斯湾盆地北部美索不达米亚带与扎格罗斯山前坳陷带过渡区的中部。针对阿拉伯板块扎格罗斯山前米桑油田群研究程度低,断裂体系复杂,碎屑岩、灰岩、白云岩和膏岩混杂,纵横向相变大,缝洞发育且规律难寻,油水分布难测等关键难题,欧成华带领团队通过刻苦攻关,在广泛调研分析中东地区典型碳酸盐岩油气藏特征及规律的基础上,先后建立了基于构造复原的挤压构造体系分析与潜在断裂定量判识方法,米桑油田群复杂岩性聚类模式及模糊聚类识别技术,基于米桑油田群碳酸盐岩沉积模式的沉积相三位一体表征方法,基于测井曲线元的碳酸盐岩缝洞单井识别技术,孔隙型碳酸盐岩缝洞组合模式及井—震结合的预测方法,多油水系统孔隙型缝洞碳酸盐岩油藏六阶段建模方法,形成了系统配套的米桑油田群复杂碳酸盐岩油藏开发地质关键技术,完成了米桑油田群碳酸盐岩油藏储层评价与建模,为该油田群大规模生产(产量超过了整个大庆油田的1/3)做出了积极贡献。该成果获授权发明专利4项,发表SCI文章3篇、EI4篇,中文核心论文5篇。
  
积淀成长,
为石油事业不懈前行
  
  从事石油科技的相关研究,与现场频繁互动是工作的常态,这样可以使所做的研究在现场能尽快产生效益和结果。但是,这样往往让科学家没有很多时间和精力去思考一些深层次的科研问题。
  在欧成华的介绍下,记者了解到,近些年来从致密油、页岩油以及从整个的地质成藏理论来说,都与之前有很大的差别。在技术的进步之下,人们开始对油气藏进行人工改造,以体现其产油产气的能力。2016年4月—8月,欧成华前往美国德州理工大学工学院石油工程系从事研究工作,而这段经历也成了欧成华科研历程中意外的“甜点时光”。在这段时间里,他离开了现场,将更多的精力放在了基础研究中,去探究二氧化碳在地下所发生的机理原理,让他收获颇丰。通过这4个月的沉淀,欧成华也解开了许多之前萦绕在自己脑中的科研难题,对他今后回国开展科研工作起到了很大帮助。
  光阴似箭,岁月如梭。转眼间,欧成华也已在石油领域奋斗了二十几个春秋,而面对石油领域未来的发展,他也有自己的思考。
  在“中国智造”的大背景下,现如今,科研人员能实现的是在一个三维空间里面通过若干的参数将油气藏表征出来。但是,如想要将油藏内部的场景特征像虚拟现实一样表述出来,科学家还有很长的路要走。未来,欧成华希望能开发若干纳米微型机器人,将其深入地下,测量地下孔隙空间所需要测试的信息,实现对地下油气场的智能化表征,加深现场及实验研究的认识程度。通过它的信息反馈,建立大数据平台,然后通过数据平台对接收的信息进行相关处理,达到对地底油藏状况的仿真。
  “目前,一个课题只能解决一个系统工程中的部分问题,而想要解决整个石油资源系统中的大问题则需要将各个学科的科研工作者凝聚起来,就如现在的油气藏描述研究中,其涉及的油气藏类型也有很多,每一种类型涉及的问题也有很多,只靠一个行业的力量很难做到,要发挥各个学科的力量,实现这一梦想。”欧成华说。科学的进步不可能是一蹴而就的,他深知:基于目前的科技发展状况,想要实现实验仪器的小型化还有很长的路要走,可能整个石油勘探开发的体系都要改变。而石油行业毕竟是一个大系统,即便是一个团队也只能做这一行业中一件很小的事情。同时,石油开采现场的勘探生产等都需要在一个大集团化的作业模式下完成,所以,对于科学研究来说,仅仅解决一个问题是远远不够的,而是需要解决这一链条上的一系列问题,才能在链条的终端增加石油的产出效果。
  从人才培养这一层面来说,因为石油行业总体而言是一个应用学科,最终的目的还是要将油气开采出来,所以这一领域十分注重学生的动手能力,但具有动手能力的前提是学生要有扎实的理论基础,在油气藏描述方向中,学生除了要具有一定的地质理论知识,还要拥有一部分如油气藏开发以及油气流动一些基础机理的认识,以这样的方向发展,才能更好地把握一个行业的规律。所以,石油行业对学生的要求都很高,未来需要大量的青年学子们积极投身到这一行业中,特别是现如今我国石油对外依存度已经达到了70%的背景之下,石油领域的人才显得愈加珍贵。此外,欧成华也希望国家能够对石油行业有更多的关注,以及政策保护。多年来,欧成华孜孜不倦地投入到石油行业的人才培养工作中,特别是在野外调研的日子中,他经常和学生同吃同住,与学生建立了很深的感情,而石油行业的人才流失便是他最痛心的事情。
  从科技创新到留住人才,石油行业的未来,需要每一位科研工作者付出自己的力量,也更需要源源不断的新鲜血液加入。作为其中的一分子,欧成华深知,这条道路任重而道远。未来,他仍会积极投入到石油领域的项目研究及人才培养中,不忘初心,和团队共行来推动这一领域的发展。“梦想是鞭策我们不断前行的动力,但实现梦想的前提是在现实中一步一个脚印前行下去。”为了实现自己的石油梦,未来,欧成华还将脚踏实地,用科学的力量为石油领域的发展助力!

来源:科学中国人  2019年9月下
 
 
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