石大故事|加强国际合作 促进页岩油气新领域科研攻关和人才培养

(杨永飞（左一）与团队成员在MicroXCT-400 型 CT 机上采集分析数据    杨安摄影)

“富有机质页岩压力波频率关键孔隙结构参数表征这个项目是我们在页岩油气这个新领域科研攻关上的一个突破，整个实施过程却是石工学院长期坚持‘请进来，走出去’的国际化战略的重要体现。相信在本项目的支持下，石大与英国赫瑞- 瓦特大学、阿伯丁大学、英国地质调查局等组织机构将开展更广泛、更深入的科研交流合作。”

近日，石油工程学院油藏工程系副主任杨永飞副教授负责的“富有机质页岩压力波频率关键孔隙结构参数表征”项目获2017 年度国家自然科学基金委员会与英国爱丁堡皇家学会合作交流项目资助，以上这段话是他对该项目的评价与定位。

世界石油工业正在从常规油气向非常规油气跨越，目前页岩气已成为全球非常规天然气勘探开发的热点，美国页岩气的生产已经实现了能源自给自足，正在慢慢改变世界能源格局，然而中国的页岩气开发并没有预想中的那样顺利。

“页岩油气勘探开发困难大，国内没有任何可以借鉴的经验，我们现在的工作就像是在一块新大陆上‘开荒’”。面对国内起步不久的页岩油气行业，杨永飞所在的油气渗流研究中心的目标就是啃下这块“硬骨头”。

尽管我国页岩油气可采资源量与美国大致相当，但地质条件更加复杂、埋藏深度更深、地层年代更老、水资源更匮乏，这是我国目前页岩油气领域面临的诸多问题。

本次项目依托石油与天然气工程国家一级重点学科、油气田开发工程国家重点学科建设，以及入选教育部“创新团队发展计划”滚动支持名单的以姚军教授为学术带头人的创新科研团队，“搭上了紧随世界先进水平的‘快车’，在油气渗流研究中心的共同协助下攻破了许多技术上的难题。”杨永飞认为。

在技术层面上，为解决传统宏观物理实验和数值模拟技术很难解决页岩储层孔隙结构表征问题，杨永飞带领团队综合应用数字岩心和多孔介质岩石分类等技术与方法，试图建立有效的多尺度模型来提供准确可靠的岩石物性参数预测结果。

“我校历来重视与各大企业的深入合作，有助于我们获取最新的实际应用数据，而不是单单仅靠实验室里反复地模拟推算。”杨永飞认识到，脱离实际的纯学术性研究往往前景并不明朗，要充分发挥学科优势，用实践信息来解决实际问题。

“尽管是一片空白领域，但利用学院长期积累的合作关系与人才资源，为整个项目的展开打下了坚实的基础。”杨永飞相信，学院六十多年的学术底蕴是支持学院不断向前发展的根本动力。

石油工程学院每年组织各个课题组出国考察、组团参加SPE(美国石油工程师协会)、SCA（国际岩石分析家协会）、InterPore（国际多孔介质协会）等重大科技年会以及邀请国际石油领域科研“大牛”来校演讲、任教等等，不少与页岩油气新领域息息相关。

在杨永飞看来，这都得益于2008 年由姚军教授负责的“油气田开发工程创新引智基地”工程，作为我校首个入围国家“111 创新引智计划”项目，从此真正意义上打开了油气渗流研究中心对外交流合作的大门。这些举措都有力地开拓了青年教师的国际视野，提升了相关学科在国际上的影响力。这也直接增强了杨永飞对2017 年度国家自然科学基金委员会与英国爱丁堡皇家学会合作交流项目的申报成功的信心。

“跨区合作的要求一般比较高，需要合作双方共同提交申请书，拥有共同的研究领域，并且双方存在合作基础以及在研基金资助项目。”杨永飞解释说。

事实上，杨永飞团队所在的我校油气渗流研究中心与英国赫瑞-瓦特大学交流合作由来已久。2008 年杨永飞在国家留学基金委资助下，通过联合培养博士研究生项目，对英国赫瑞-瓦特大学进行访问。2009年，赫瑞-瓦特大学石油工程系Kejian Wu博士(现在阿伯丁大学工作)和Ken Sorbie 教授来我校进行学术交流。以此为开端，Keji⁃an Wu 博士和Jingsheng Ma 博士先后多次访问我校，在讲座教学、学生培养、学术会议等方面做出了积极贡献。

“富有机质页岩压力波频率关键孔隙结构参数表征”这个项目与杨永飞的在研国家自然基金面上项目“页岩油藏微观孔隙结构表征与微尺度效应对流动的影响机制”关系紧密，是原来研究内容的拓展，微观尺度复杂数字岩心的构建是获得几何表征参数的基础，只有从微观尺度准确获得几何拓扑结构特征，才能为后续的流动模拟计算提供保证；如何把多尺度岩石分类简化，研究微观岩石样品的表征单元体及其代表性，从而为宏观数值模拟减少计算量，也是本项目研究的重点内容之一。

同时，杨永飞独自或联合发表了“页岩基质微观孔隙结构分析新方法”等多篇学术论文，得到国家自然科学基金委员会与英国爱丁堡皇家学会合作交流资助项目评审专家的广泛认可，最终“富有机质页岩压力波频率关键孔隙结构参数表征”项目在参评的多个项目中脱颖而出。

根据约定，在合作过程中，中英双方将发挥各自研究领域的优势。中方研究人员及其研究团队将获得页岩和致密砂岩样品的成像资料，进行孔隙尺度几何结构的多尺度表征方面的研究；英国赫瑞-瓦特大学研究人员及其研究团队将利用中方提供的信息来进行岩石分类和渗流模拟计算方法研究。项目将整合中英各方数字岩心孔隙尺度分析和三维重构以及岩石分类方面的优势，为致密油气开发过程中所面临的问题提供新的解决方案。

值得一提的是，经过杨永飞团队所在的油气渗流研究中心课题组的推动，我校已经连续三届举办数字岩心分析技术国际研讨会，邀请国内外相关领域知名专家学者共同交流学习，有力提升页岩油气等新领域的学术氛围，促进相互间的科技交流。该研讨会已逐渐成为我校的特色学术品牌，并将逐渐发展成为中国版的数字岩心技术Gordon 高端会议，为数字岩心技术的发展应用提供交流合作平台。

“开放互通的国际合作交流，让我们能不断追踪国际前沿资讯，也能为我校学生创造更多的出国留学的途径。”杨永飞认为，借助国家CSC 公派留学项目、国家研究生公派项目等平台，学生的留学机会更多，途径更加便捷。

“从斯坦福到帝国理工，从科廷到挪威科技……在全球各地石油高校中到处可以看到石工学子的身影。”2014 届本科毕业生耿冲得益于CSC 公派留学项目，在杨永飞的推荐下，现在英国赫瑞-瓦特大学攻读博士学位，他对培养自己的学院感恩良多。

2015 届硕士毕业生高莹，也是在杨永飞的协助指导下完成的硕士论文，由于表现突出，现在在英国帝国理工大学师从数字岩心领域的权威专家Martin Blunt 教授继续攻读博士学位。2011 级学生安森友，本科期间跟着杨永飞从事大学生创新项目研究，本科毕业论文的研究成果发表了一篇SCI 三区文章，攻读硕士期间，在团队和外方导师的联合资助下，目前正在美国进行访问学习。

同时，对于团队人才培养，杨永飞一直有着自己的心得，希望借助项目的不断推进，将定期头脑风暴的良好习惯传承下来。杨永飞表示，团队中每个人都有不同的研究方向，往往在研究问题的过程中能不断发现新的问题，通过定期的团队交流，将新的问题及时反馈到整个团队中去，聚力攻坚。

谈及如何积极响应国家“双一流”建设号召，杨永飞从他所在的团队的角度给出了自己的理解，“我十分鼓励学生出国深造，深造后其知识体系的优化和思维模式会得到较大改变。同时，技术是不断发展着的，抓住跨区合作的大好机遇，强化国际间的实质性交流，大力发展国内外联合培养制度，是目前团队一直坚持的政策方针，我们希望以此来大力提升学科科研水平，为学校的‘双一流’建设添砖加瓦。”

记者 杨安

学生记者 余果林 巴音吉日格力

编辑：赵潘