对话国家“千人计划”特聘专家、CNPC物探重点实验室主任李向阳

   2012-08-14 中华石化网记者 孙秀娟 马莹莹 摄影:金添

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  “在国外20多年,我就干了这一件事,把冷门做成了热门。

给我们颁发“SEG杰出成就奖”是地球物理勘探工作者学会(SEG)对EAP所取得成就的一个认可,包括我们在推动多波技术在业界的发展,使多波技术在业界得到认可,应用起来。”

  专家简介

  李向阳博士

现任中国石油集团物探重点实验室主任兼东方地球物理勘探公司总经理高级技术顾问,中国石油大学(北京)教授。

  1978年2月至1982年1月,就读长春地质学院,获地球物理学士学位。1982年2月至1984年11月,就读华东石油学院北京研究生部,获地球物理硕士学位。1984年12月至1987年12月,留华东石油学院东营校区本部,任勘探系讲师。1988年1月至1991年9月,就读英国爱丁堡大学,获地球物理博士学位。

  1991年10月至2010年12月,任职于英国地质调查局,历任副研究员、研究员、高级研究员、首席研究员、特聘高级首席研究员、研究室主任。2007年9月至2010年9月,任英国爱丁堡大学多波地震学教授。2008年12月,经中国石油集团公司推荐,中组部、科技部和财政部组织评审答辩,为国家“千人计划”特聘专家。2009年7月到岗,任中国石油集团物探重点实验室首席科学家、中国石油大学(北京)教授。2010年8月,任中国石油集团物探重点实验室主任兼东方地球物理勘探公司高级顾问。

  1 “裂缝”“多波”研发成果

  解决世界级难题

记者:李博士,您是国家“千人计划”特聘专家,也是CNPC物探重点实验室主任。去年11月和今年6月,您和您的团队先后发布了地震综合裂缝预测软件(GeoFrac 1.0)和多波地震资料处理软件(GeoEast—Multicomponent 1.0)两项研发成果。这些具有自主知识产权的创新技术,解决的是什么样的油气勘探问题?

李向阳:GeoFrac软件系统就是通过分析处理地质测井与地震资料,弄清楚地层中存在的裂缝,以识别和预测裂缝型油气藏。

这些年,与裂缝有关的碳酸盐岩等复杂油气藏已成为我国油气增储上产的重要领域。在我国塔里木、四川,以海相碳酸盐岩为代表的裂缝型油气藏,埋藏深、地表复杂,又经历过多样改造,弄清楚裂缝成为油气高产稳产的主控因素之一。

记者:这是长期困扰油气勘探开发行业的世界级难题。那多波地震资料处理软件(GeoEast—MC)攻克的又是什么难关?

李向阳:多波技术是一种综合利用多分量波场信息对含油气盆地进行精细勘探,直接预测储层物性及含油气性的有效方法。过去我们的油气藏勘探多用地震纵波,现在之所以强调用多波,是因为好找的油气田基本都找到了,油气层越来越复杂,就开始用地震横波和地震各向异性,即利用地震波速度随传播方向变化的现象,到岩石裂缝中找油找气。

这些年,我国物探企业先后在大庆、苏里格、青海、内蒙古、四川新场等地区采集了多波资料。但因为没有与多波采集技术相配套的具有自主知识产权的处理软件,成为制约国内多波技术发展的瓶颈。我们现在完成了纵波和转换波各向异性处理方法研究及模块开发,形成了可用于工业化生产的多波特色处理技术及相应的配套处理流程。

记者:石油关键技术的研发关乎一个国家的能源发展,多波技术与我们目前用的纵波技术有什么不同?中国的多波技术与世界相比处于什么位置?

李向阳:大家知道,横波比纵波的速度慢。如果频率差不多,速度慢,波长就短,理论上就能得到较高的分辨率。但后来发现,采集的横波资料品质很差、频率成分低。上世纪80年代,我们开始做转换波,就是纵波下去入射到一个地层界面,反射回来的除了射线路径对称的纵波,还有路径不对称的横波。

多波资料至少有3个分量,对地震源和检波器的要求相对更高。2000年后,电子技术日新月异,用微机械电子技术降低了多波地震资料的采集成本,一些企业就开始采集多波资料。

可以说,中国的多波技术至少与国际先进水平同步。因为国内投入的研发力量和资金相对都比较大,到“十二五”末,我国非常有希望达到世界领先水平。

记者:GeoEast—MC是目前国内第一个具有陆上/海上三维多波多分量地震数据处理功能的多波处理软件系统,在实际应用中带给我国物探行业什么样的突破性进步?

李向阳:多波技术更多地用于老油田的开发挖潜,因为老油田要解决油水分辨的问题,需要用多波来监测流体和岩性。相对来说,纵波比较稳定,做成像、构造是比较好的,横波对岩石的感应度和灵敏度比较高,把二者结合起来就能用来解决这些复杂的问题。

这个软件目前只能说把技术向前推进了一步,还处于工业化试验、做配套技术阶段。现在已经在委内瑞拉、 青海三湖和苏里格开展了多波地震数据的生产处理。如果能打开缺口,见到工业效果,才能说是实现了突破,才能实现大规模推广。

  2 出创意,是世界上最辛苦的事情

记者:我知道您回国前,一直供职于英国地质调查局的爱丁堡各向异性研究室(EAP),听说是由英国政府和世界各大石油公司资助的国际学术研究联合体,主要研究地震各向异性在石油勘探开发中的应用。这就是原创研发了吧?采用的是什么样的研发模式?

李向阳: EAP是通过国外常见的工业联盟模式、由20多家公司投资赞助做基础研究的。我几乎每年都要参加美国地球物理勘探年会和欧洲地球物理勘探年会,发表文章,讲研究成果。如果企业觉得这个创意有用,由工业联盟这样的研究机构试验后, 就会交给服务公司去做出产品,去做服务。

在地球物理勘探方面,合作研发、分享成果是很常见的。在全球,仅地球物理勘探界就有一百多家这样的工业联盟。

记者:做原创性研发很辛苦,可您一做就是20多年。您回国这三年,已经做出了两项技术成果,真可谓厚积薄发,谈谈您的体会。

李向阳:从1988年以学生身份进入研究室,到逐步成长为研究室的掌门人,在国外20多年,我就干了这一件事,把冷门做成了热门。2009年回国后,与西北分院组织一个团队做裂缝软件开发。其实,2002年已经开始在研究室做理论方法,做软件模块、实际应用,到2011年成果发布时,也有十年时间了。

在东方物探组织团队做多波软件开发也是一样。我从2004年就开始与东方物探合作,但真正实现大推进还是在2009年回来之后。因此,短时间内能发布成果,其实也是十年磨一剑。

记者:多波在世界上应用得多吗?“掌握世界一流技术”对参与国际市场竞争意味着什么?

李向阳:截至目前,世界上利用多波效果最好的例子之一在英国北海的阿巴(Alba)油田。1999年,北海阿巴油田通过使用多波技术,不仅发现了新的储量,而且保证了新打的井都是高产井。而EAP研发的多波技术——非对称路径如何成像、地震各向异性方法,也在北海阿巴油田得到了很好的检验。

目前,中国石油在南美有一些重油合作区块,东方物探在南美等地的重油勘探中也采集了一些多波资料并开始应用多波处理技术,如果有效果,对南美委内瑞拉等地的重油开发意义重大。

记者:您是学地球物理的,听说地球物理勘探工作者学会(SEG)今年将授予您和您的团队“SEG杰出成就奖”。在您看来,原创性成果与原来的跟随模仿有什么质的不同?

李向阳:进行原创性基础研究,你必须挖空心思去提出一个个新创意、新想法。对你的想法, 有人会认为是异想天开,一笑了之;也有人认为这想法很有道理,乐意投资让你做下去。这里就有一个风险问题。而跟随模仿就没有这个问题了。我们EAP的很多新想法,包括前面提到的多波与裂缝检测都在生产中开始用了起来。但是,做基础研究的,还得继续绞尽脑汁想新的创意,这也是为什么做原创很辛苦的原因。

给我们颁发“SEG杰出成就奖”是地球物理勘探工作者学会(SEG)对EAP所取得成就的一个认可,包括我们在推动多波技术在业界的发展,使多波技术在业界得到认可,应用起来。

就我个人来看,我们这个团队在国外主要是从事基础原创性的研究,没有资源开展配套技术、产品研发等工作。国内的优势是我可以通过攻关的模式做配套技术,做产品。回来三年时间做出两个产品,这是最大的优势。

  3 国家需要,我就回来了

记者:按说,您已经在海外颇有名望,在这个领域已经做得驾轻就熟。回来,最大的动力是什么?把更多的时间精力用在国内科技成果研发上,经过了怎样的思考过程?

李向阳:对我而言,回国算得上水到渠成。做“千人计划”专家之前,上世纪90年代初我开始经常回国讲学,2001年后与国内石油行业开展长期合作,并因此获得2007年中国科学技术国际合作奖。在科技部举行的颁奖大会上,国务委员刘延东为我颁奖,并对我说:“你这么年轻,还可以为国家做更多事情。”当时我45岁,我说我是准备回来啊!2008年国家启动“千人计划”时,我也没有做什么很难的选择,就顺理成章地回来了。你想,国家给你发奖,中国石油与你合作。这是多好的机会,多大的平台啊。

记者:据了解,您是中国石油引进的第一个“千人计划”专家,尽管国内平台很大,但环境毕竟变了,回来后有哪些感动,对什么不太适应?

李向阳:“千人计划”的确是一个大手笔,为海外留学人员回国工作搭建了千载难逢的平台。说实话,这一段时间,组织三个团队,实行真正的产学研一体化,领导都很支持,但是压力很大。从某种程度上说,那两项成果也是“压”出来的。当然,后面还有应用的任务,基础研究不能急功近利,但技术攻关一定得快马加鞭,否则等人家先搞出来了,那黄花菜都凉了。

要说不太适应的地方,就是应酬比较多,虽然说好多时候应酬也是工作的一个部分,但是加起来也很占精力和时间的。

记者:引进高层次人才,不仅要出科研成果,而且要把后继力量培养起来。您用什么样的方式打造高水平的创新团队?

李向阳:我现在有三个团队:东方物探做多波,西北分院做裂缝,石油大学做基础研究。国内的团队组建基本上是我需要什么样的人,就给我安排什么样的人,让我放手干。我培养人的方法是指定好目标,让团队放手干。只有放手使用,通过各种实际工作,才能达到人才培养的目的;通过不断实践,团队的水平才能提高。

  4 持续创新,是科学家的执著追求

  记者:未来,您怎么规划两项技术的持续发展?

李向阳:下一阶段,裂缝软件主要是应用问题,在应用中完善软件,见到实际效果。而多波软件方面难点还很多。现在陆上很多油田采集多波资料,但以前的处理技术用的都是外国的,一套软件几十万美元不等。贵贱不说,主要是针对性不强,不能解决中国的问题。现在我们自己有了就不必受制于人,我们研发的软件可以在应用过程中有针对性地持续改进、完善。

所以,下一个阶段非常重要。因为石油工业经过50多年的历程,好找的地方已经找完了。现在面临的都是复杂性油气藏,岩性识别,油水、气水分辨等问题。

现在“多波”和“裂缝”都处于工业试验的过程中。多波用得较好的是长庆苏里格,在大庆、塔里木、四川正在推广应用。从我国的情况来看,裂缝预测也许要比多波先见到效果,因为裂缝油气藏识别需求更大、更急;不过,做裂缝预测的时候也常常需要用多波的资料,两项技术在一定程度上是相辅相成的。

“十二五”期间,裂缝预测技术要推广应用,所以要用两年时间把裂缝的项目先推出来。“多波”在“十二五”期间还需要进一步完善,要通过现场试验,完善技术规范、技术流程等,做出有效果的例子,还要在解决处理阶段的问题后,实现解释阶段的工业化,重点是提高效益、降低成本,规模化的应用推广是在“十三五”期间。

  记者:研发讲究持续创新,您如何确定创新团队的成长目标?

李向阳:对基础研究的创新来说,平均每三年到五年就要有个新想法,比如我们1988年提出应用横波分裂进行裂缝预测,后来1996年提出了利用纵波方位属性预测裂缝,1999年以后重点是转换波,利用横波分裂的频变特征预测裂缝的尺度(2003年),进行油气水分辨(2008年)等,利用油和水差别较大的黏质度进行判断。现在我们研究的重点是含气性的定量预测问题,以及页岩气的地震各向异性及其应用问题等。所以,每个阶段都要抓住某个重要问题。

  记者:现在,东方物探是中国石油走出去最早的工程技术服务企业之一,呈现出良好的发展态势。您认为中国的物探技术在全球行业发展中,会有什么样的未来?

李向阳:中国石油的物探能力是很强的,东方物探在整个行业处于先进位置。陆上业务量都第一了,证明技术也是不错的。照着这个态势,东方物探两三年之内成为行业领跑者的目标是可以实现的,当然这个领跑是差异化领跑,比如在陆上勘探、山地勘探、过渡带勘探方式是领先的。当然要持续领跑,得把业务做大,表现在核心竞争力方面就是人无我有,人有我优。

采访手记

爱得深,所以走得远

  记者 马莹莹 孙秀娟

如果一头乌发十年间白了大半,意味着什么?

如果宁愿放弃职业生涯中的许多诱惑,而选择20多年如一日地科学研发,意味着什么?

如果放弃英国爱丁堡大学的闲适生活,而选择在中国三个城市间奔波,又意味着什么?

这一切对李向阳来说,意味着对地球物理勘探事业挥之不去的眷恋和坚守。

采访李向阳博士很轻松。他是一位平易亲和的教授,翻着电脑、打着手势讲他的科研经历,说他的科研团队,偶尔诉说一下肩头的压力、生活的忙碌,话语中透着科学家的质朴与坦率。

他的严谨、谦和在举手投足中表露无遗。先是扫盲一样一定要给记者说清楚他钻研多年的领域多么奥妙,接着又孩子般呵呵笑着:“没想到采访还可以这样,就像聊天一样。”丝毫看不出他是已经用自己的技术成果填补了我国石油行业两项空白、我国2009年就引进的第一批“千人计划”专家。

目前担任CNPC物探重点实验室主任和中国石油大学(北京)教授的李向阳,之前的20多年一直潜心在英国地质调查局爱丁堡各向异性研究室(EAP)做研究,曾获得英国自然环境研究委员会青年科学家潜力奖、特殊贡献奖。

作为地球物理专业的学生,在国外读博期间,李向阳就开始跟着导师进行多波地震勘探研究。“目标就是玩转地球吧?”记者笑问。“这个东西可不好玩,很辛苦。”李向阳感慨着,随即翻出了分别摄于1999年和2009年的两张证件照,只见一头乌发十年间变得花白。

有时候机遇选择了你,抓住了就会改变一生。1996年,李向阳的导师退休,EAP项目无人接手,赞助公司由12家减少到6家。一位英国教授找到李向阳,希望一起将研究项目做下去,李向阳担任副项目长继续在EAP工作。当两人携手将赞助公司增加到16家时,英国教授辞职高就并开办了自己的公司。也有石油公司邀请李向阳加入,但他不甘心放弃,再一次选择留下来。到2005年,“我们的研究从支流到主流,许多想法由石油公司变成了现实”。他把事情做成了,赞助的公司也增加到了22家。

一边是开公司挣大钱,一边是默默无闻潜心科研,诱惑处处在,机会常常有。“看到别人挣钱,也不是没动过心思。2007年,当我决定把EAP交给多年的合作伙伴打算干点别的时,没想到我的合作伙伴先我一步被大石油公司挖走了。”李向阳呵呵笑着,像在讲别人的故事。

“一半是责任,一半是梦想,所以我选择坚持下来。”李向阳若有所思,“也庆幸坚持了下来。把一个冷门做成了热门。现在赶上国内有这么好的机会,让我多年的研究能够落地开花。”

回国后的李向阳目标很清楚,攻克我国油气勘探面临的难题,并实现成果集成、转化,为油气增储上产做贡献。为了更快地把创新变成产品,李向阳不得不使用“分身术”: 在国内组建了地震综合裂缝预测软件研发团队和多波地震资料处理软件研发团队。“我是典型的产学研一体化合作,在大学带研究生,在联合研究机构做研究,把成果拿到企业搞转化,所以大家戏称我是‘三位一体李千人’。”

“三管齐下”的模式,让李向阳变得很忙碌。为了将精力专注在国内,李向阳辞去了爱丁堡大学多波地震学教授的职位,卸下了英国地质调查局各向异性研究室主任的职务,把主要精力和时间放在了国内的项目研究上。

“最忙的时候,桌子上的座机和手里的两个手机同时响起。上午还在涿州,下午就到了兰州,或许第二天又回了昌平。以前在爱丁堡,中午还能陪家人吃饭,现在在家睡觉的时间都屈指可数。”李向阳笑言,“夫人都抱怨说她还不如待在爱丁堡。”

沉浸在自己挚爱的事业中,李向阳累并快乐着。“毕竟做了这么多年,最后产品出来了还是很高兴的,累也值得!”

“这是纵波,这是横波,这是转换波……”每当看到那些复杂的地球物理资料图片时,李向阳的眼睛就仿佛在闪光,连声调都有些上扬。看得出他对这项从事了20多年的事业感情有多深。因为深爱,所以他选择了坚持;因为坚持,所以他走了很远,并将走得更远。

  背景链接

  多波地震资料处理软件系统(GeoEast—MC)

GeoEast—MC多波地震资料处理系统是东方物探自主研发的一套具备规模化商业生产能力的处理系统,具有从资料预处理到时间域成像的完整配套功能,形成了七大技术系列,在转换波静校正、成像参数估计与建场、时间域成像等方面优于国外主流软件,整体技术达到国际先进水平。

  今年5月,GeoEast—MC多波地震资料处理软件系统通过集团公司技术鉴定,6月正式发布。专家认为:该成果是国内第一套具备大规模实际生产能力的多波资料处理软件系统,整体技术达到国际先进水平,在转换波静校正、成像参数估计与建场以及时间域成像等方面处于国际领先,具有广阔的应用前景。 

  GeoEast—MC多波地震资料处理软件系统共申请国家发明专利13项,其中已授权专利9项,已受理专利1项,正在申请专利3项,获中国石油技术秘密5项。

  GeoFrac地震综合裂缝预测软件系统

  GeoFrac地震综合裂缝预测软件系统是中国石油勘探开发研究院西北分院创新研发模式,联合中国石油大学(北京)共同研发的。

  拥有自主知识产权的GeoFrac地震综合裂缝预测软件系统具有井震联合交互裂缝分析、各向异性叠前裂缝预测、叠前/叠后综合裂缝预测、三维可视化多尺度裂缝雕刻等特色功能组成的八个子系统,实现了多尺度裂缝表征与三维可视化分析有机统一,填补了该领域空白。

  2011年12月1日, GeoFrac地震综合裂缝预测软件系统在北京通过中国石油天然气集团公司组织的鉴定。专家鉴定认为,这套软件系统的关键技术指标领先于国内外同类软件,达到国际先进水平,对裂缝型油气藏勘探开发起到积极的推动作用。

 
 
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