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致密岩里探乾坤 ——记山东省科技进步一等奖获得者范宜仁教授

2017年06月09日来源:中国石油大学报作者:中国石油大学报点击率:[ 字体: ]

本网讯 专注于地球物理测井领域的科研工作,他以勤奋、严谨勇攀一座座科技高峰;奋斗于核磁共振测井新技术的项目研究,他用思考、创新探寻致密碎屑岩储层的奥秘;致力于新一代石油测井的人才培养,他以无私、关爱播种出满园桃李芬芳。他就是山东省科技进步一等奖获得者、中石油测井重点实验室中国石油大学(华东)研究室主任范宜仁教授(毕业于大田一中)

 

勤学笃志立于行


“在学习、工作的各个阶段,我都会给自己制定一个‘小目标’,然后通过努力认真去完成。”

测井对于范宜仁来说,始于偶然、精于勤奋。1978年,作为恢复高考后第一批参加高考的学生,范宜仁对大学并没有十分清晰的概念,但凭借出色的理科成绩,在满分500的情况下取得了总分402的优异成绩,成功拿到了重点大学的入场券。填报志愿时他选择了我校地球物理专业,自此范宜仁迈上了地球物理测井方向。

在本科学习过程中,范宜仁一直铭记着父母的教诲——“做什么事都要像样子,要努力做到最好”,他在学习中踏实认真、力争上游。范宜仁常常在假期里预习下学期的课程,上课时着重听自己不理解的地方,本科阶段几乎所有课程的成绩都在90分以上。

1982年,范宜仁大学毕业,应学校邀请担任我国石油测井之父王曰才教授的助手。当时全校配有助手的只有三个人:杨光华院长、朱亚杰副院长以及王曰才教授。担任王曰才助手期间,范宜仁坚持每天都早早到实验室,整理好实验设备和卫生;晚上等到王曰才教授离开后,还会继续留在实验室完成自己的实验。

在范宜仁看来,“做科研要阅读大量的文献,先将知识理解,然后自己带着理解去实践,从其中发现一定的问题。实践后再回来读一遍,就会有完全不同的认识和理解。”在北京读研求学期间,学习和做科研经常需要查阅专业文献,而当时学校订购的杂志量较少,范宜仁经常跑到几十里外的石油情报所、各高校图书馆去查阅资料,往返全靠一辆自行车。在找到自己想要的文献后,范宜仁能抄则抄下来,抄不完的就把重点的几页内容复印,然后带回学校细细研读。

坚持不懈的努力让范宜仁奠定了扎实的理论基础,也接触了更多测井领域的前沿问题。范宜仁在1989年中国第四届测井年会上发表了自己的第一篇学术论文,介绍测井相分析方法与应用研究。大会原规定论文介绍时间为20分钟,但由于大会主席明确要他“放开来讲”,范宜仁足足报告了40分钟。时至今日,该论文中的许多观点也不落后。

 

创新图强搞科研


“做科研要勤奋,还要善于思考、勇于创新。”

1982年,范宜仁开始从事岩石物理方面的科学研究,不懈的努力和长期的积累树立了他在石油行业中从事岩石物理实验的威信和口碑,中石油、中石化的同事们一提到岩石物理实验,都会不约而同地想到“找范宜仁老师”。这也为他进一步从事测井方面的研究奠定了良好的基础。

范宜仁的许多科研项目都是立足应用、回归生产的,他重视科研和生产的联系,“许多科研课题都来源于生产实践,毕竟科研是为生产服务的,最终要落到实际应用中”,同时他也强调科研和生产有所区别,“科研不是循规蹈矩,需要打破常规”。本着这些原则,范宜仁在搞科研时既能联系实际,又具有开阔的思路。电测井实验中,使用不同仪器、不同模式对同一测量对象的反映结果存在很大差异。面对这些问题,范宜仁从仪器原理出发给出了合理解释。

范宜仁思维灵活,勇于创新,在研究中遇到的问题往往会提出新颖实效的解决办法。在进行“致密砂岩储层泥浆侵入模拟装置”的研发时,既要测不同地层泥浆侵入得到的泥饼厚度,还要测同一地层、不同时间的泥饼厚度。当时做这一项目的人不在少数,但都囿于成本太高。同样的问题也困扰着范宜仁团队,“那段时间,半夜做梦都在想着怎么解决问题。”范宜仁回忆道。经过一段时间的思索,范宜仁创新性地提出了既经济又合理的扇形剖面设计模型,即把一块石头分成若干个扇区,每个扇区在泥浆侵入的后端设计一道阀门,隔一段时间关掉一处阀门,如此便可生成不同时间下的泥饼厚度,这样仅用一块石头、一次实验就可达到别人多次实验才能得到的效果。

另一个亟待解决的问题是泥浆附着在井的岩石表面上,难以分离。对此,范宜仁提出添加一层允许泥浆通过并容易将形成的泥饼取下的高性能过滤膜,顺利解决了泥饼与地层分离问题。倾注了范宜仁及团队无数心血的“致密砂岩储层泥浆侵入模拟装置”得以问世,这一装置得到了专家组的高度评价,它的成功研发弥补了国内外长期以来一直缺乏能够完全模拟钻井条件的大型实验设备与分析手段的空白,对于正确认识泥浆侵入机理、提高储层测井评价准确率和优化泥浆性能保护储层产能具有重大意义。

核磁测井攀高峰

“做核磁测井研究不是一天两天的事情,需要找准方向并坚持下去、深入下去。”

“十年磨一剑”,经过十余年的潜心研究,范宜仁团队采用核磁测井技术与方法,从理论研究、软硬件研发、现场推广与产业化应用等方面对非常规油气资源进行勘探开发研究,取得了重大的创新成果,完成项目“致密碎屑岩储层核磁共振测井新技术及产业化应用”在2017年5月22日全省科学技术奖励大会上获得科学技术进步奖一等奖。

“医院里的核磁共振是给病人做检测,石油勘探开发工作中的核磁共振测井就是在给地层做检测。”在石油勘探开发中,需要根据不同岩层中孔隙多少、孔径大小与分布和油气饱和度情况,才能决定要到哪个岩层中开发、采用何种方式去开发。核磁共振测井是目前最为先进的一种测井方法,是唯一能同时反应孔隙结构和流体信息的方法,在常规储层评价中具有独特优势。然而,致密油气勘探对测井采集及处理技术要求更高,既要知道油气含量又要知道孔径分布,还要保证足够的精度,实现难度更大。

研究始于2006年,当时要解决这些问题面临着艰巨挑战。首先是实验仪器达不到精度要求,尤其在2008年之前,所需仪器几乎全部依靠进口,一套仪器要300万以上,而那时学校的科研经费还远远达不到这个要求。范宜仁带领团队迎难而上,与中国石油勘探开发研究院测井所一起积极寻找解决办法。他们从方法改进入手,发明了变回波间隔非均匀采样脉冲序列、自适应阈值降噪及小孔加密反演技术,从采集和处理两个角度提升了微纳米孔隙信号的质量,很好地解决了核磁共振井有效信号弱的难题;研发了表面弛豫速率确定和流体置换法核磁油气校正技术,建立了致密碎屑岩储层品质评价新体系。他们针对现有资料和仪器,发明水谱法及D-T2双参数法流体识别新技术;设计了DWMV脉冲序列,为新型核磁仪器研制奠定基础。

岩心实验是核磁测井评价的关键技术,相当于给地层建立标杆。范宜仁团队积极与苏州纽迈分析仪器股份有限公司展开合作,在实验室仪器的使用过程中不断提出硬件改进要求,同时参与软件处理方法研制。仪器的回波间隔、信噪比是衡量仪器性能的重要参数,在观测中,要得到更精准的结果,需减小仪器的回波间隔、提高信噪比。为了弄清具体需要达到什么数值才能满足条件,范宜仁团队展开反复测算,将所得结果与理论分析反馈给仪器供应商。范宜仁的这一做法促进了项目研究与仪器研发的共同发展,到目前,国产实验仪器在一些方面已经达到了国际领先水平。

研究以来,该项目累计获授权发明专利15项,实用新型专利3项,发表论文122篇,其中SCI/EI收录41篇,出版专著1部。谈到团队成功的原因,范宜仁把它总结为找准方向和不懈努力。迄今为止,该项目成果已在15个油田得到推广和应用,指导核磁测井1500余口,近三年创造直接经济效益逾3.8亿元,有效提高了测井解释精度和油气钻探成功率,推动了非常规油气资源的勘探开发进程。

诲人不倦育英才


“对待学生要有耐心和爱心,学生犯错误是很正常的,作为老师,我们要严格教育也要宽容谅解。”

范宜仁要求学生对自己的未来有着明确的规划和目标,在每年的研究生入学时,他总会引导学生对三年时间做出规划——要让自己的科研、学术达到一个怎样的水平。

他重视培养学生的专业基础知识。他给本科生上课时,立足基础同时不拘泥于课本,结合油田实际案例给学生讲解学科沿革和专业知识。他给研究生上课的时候则是研讨启发式的教学,鼓励学生积极思考,勇于探索,大胆尝试新想法来解决问题。他的学生邢东辉评价道:“范老师的课严谨又不失风趣,上范老师的课不会觉得枯燥,反而能激发我们对于测井行业的兴趣。”此外,范宜仁还积极引导学生在实践中学习,他于1989年提出的“本科生进入实验室参与第二课堂”的构想得到了学校3000元的试点资金支持,后在全校范围内取得了良好反响并推广开来。最让范宜仁感到骄傲的是1989年便开始跟他搞试点的几名学生全部上了硕士和博士,并有着不错的发展。

范宜仁关心、关注自己每一个学生的发展。卢志远从自动化专业考到测井专业之初,由于专业底子薄,曾一度消沉。对此,范宜仁积极开导,一边谈心帮助他建立自信,一边加强指导帮助他补充专业基础知识,最终卢志远适应了本专业的学习、顺利完成学业并最终成功签约新疆油田,成为技术骨干。“当初如果不是范老师的鼓励和帮助,我可能就退学了。”卢志远事后感慨道。葛新民在留校任教、从学生到教师的角色转变过程中,范宜仁结合亲身经历,从怎么与学生沟通、怎么带好团队到怎么处理好工作和家庭的关系、怎么协调好与同事的关系等方面,给予了他悉心的指导。葛新民说:“老师对我们就像对自己的孩子一样,跟我们在一起的时间比陪伴家人还要多得多。”

从教三十余载,育得桃李芬芳。坚持育人为本,关爱每个学生,范宜仁用点滴的行动诠释了一位人民教师悉心培育祖国栋梁的无私奉献精神。求真务实严谨,勤奋思考创新,范宜仁用数十年坚守彰显了一名科研工作者拼搏奋斗科研一线的无悔赤诚。这种数十年如一日的热忱将继续伴随范宜仁在科研教学岗位上不断求索,发光发热!

报送单位:报道组  责任编辑:wlc
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