作者:海凤 赵凤华 来源:科技日报 发布时间:2012-1-18 12:59:48
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国家科技重大专项:博士拔尖创新人才成长大舞台
 
编者按:《国家中长期教育改革发展与规划纲要(2010—2020)》中明确提出,要“牢固确立人才培养在高校工作中的中心地位,着力培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才。”而国家科技重大专项无疑为拔尖创新人才的培养提供了一个很好的平台。作为国家科技重大专项项目“复杂油气田地质与提高采收率技术”的责任单位,中国石油大学(北京)充分发挥优势,面向国家石油石化工业主战场,紧密围绕国家重大战略需求,在尊重学生个性的基础上,积极引导博士研究生参与到项目研究中,全面提升其创新能力,为拔尖创新人才的培养提供了有益借鉴。
 
国家科技重大专项像“粘合剂”,把博士研究生拔尖创新人才的培养拉到国家重大能源战略需求上来
 
“硕士阶段我的科研成果只是发表了1篇文章,但现在博士阶段我不仅拥有8项国家发明专利,还发表了8篇学术论文,其中SCI收录1篇,EI收录2篇,申请软件著作权一项,科研思维有了转变,创新能力也有了提高。如果没有参与到国家科技重大专项中来,没有学校对我们的大力支持,没有高德利教授的耐心指导,我不可能取得现在这些成绩。”刁斌斌谈起自己的博士生涯,心怀感激。
 
刁斌斌,中国石油大学(北京)石油工程专业2008级博士研究生,他所提到的国家科技重大专项项目是“复杂油气田地质与提高采收率技术”,该项目于2009年1月正式启动,是国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”的重要组成项目之一,归口教育部承担,委托中国石油大学(北京)作为责任单位,来自中国石油大学、中国地质大学、浙江大学、北京大学等11所高校的180多名正、副教授联合攻关,为国家油气发展提供了技术支撑。
 
而刁斌斌所提到的高德利教授,既是他的导师,也是“长江学者”,又是这个项目的项目长。对于国家科技重大专项,高德利教授这样评价:“国家科技重大专项像一种‘粘合剂’,把拔尖创新人才的培养一下子拉到国家重大能源战略需求上来,使博士研究生的科研选题能和国家的能源战略需求紧密结合。”
 
对此,中国石油大学(北京)张来斌校长认为,国家科技重大专项正是培养石油石化领域拔尖创新人才的一个很好的平台。他说:“石油勘探开发的难度越来越大,石油工业的进步越来越依赖科技创新,就我国油气工业来说,同样面临一系列的困难和挑战,要战胜这些困难与挑战,关键是要培养一批具有创新能力和创新精神的高级石油专门人才。一直以来,学校紧密围绕石油石化等国家重大战略需求,人才培养始终面向国家石油石化工业主战场,在重大项目研究中培养全面发展的高素质创新型人才。”
 
为了提高油气田单井采收率,自2009年至今,刁斌斌一直从事复杂结构井井眼优化与控制技术研究,包括目前国内连通井中应用较多的RMRS(旋转磁场测距导向系统)、用于双水平井中的MGT(磁性引导工具)等,同时研究设计新型“邻井距离随钻电磁探测系统”。他的博士论文“邻井距离随钻电磁探测与扫描检测计算方法研究”也紧密结合国家科技重大专项的研究内容。
 
创新探索的道路不是一帆风顺的。刚开始对RMRS、MGT这些工具进行改进时,核心技术有些是模仿国外的,面对这种情况,高德利教授向他抛出了几个问题:如何把“仿”字去掉?能不能开发出国外工具所不具备的功能?面对导师的“刁难”,刁斌斌开始思考:国外技术的优缺点有哪些?他们的缺点我能否改进?从学术严谨上来说,我是不是在“乱”创新?
 
提出了问题,就要分析并解决问题。“高老师经常教导我们:‘工欲善其事,必先利其器’,从科研角度来说,‘器’的含义就是调研。调研做好了,才能有创新的发言权。”为此,刁斌斌搜集了大量国内外资料,翻阅了上百篇学术论文,还到北京奥润恩特公司参观工具设备,到中联煤在山西煤层气的开发现场进行实地走访。看资料→走访→再看资料→再走访,这样的调研伴随着新产品的研发一直在循环往复地进行。“调研过程很枯燥,但经过调研之后的创新很有趣,也很有成就感。”刁斌斌开心地说。
 
这样的调研其实只是创新研究的第一步。调研→提出方案→数字仿真→加工实物→室内实验→野外实验→现场实验,这才是刁斌斌做科研的整个过程,如果中间哪个环节出了问题,就有可能回到原点,重新调研。最终,他发现了国外生产的RMRS、MGT工具的真正缺点,摒弃了单一螺线管磁源,创新性地提出螺线管组磁源方案,改进了系统的核心算法,并申请了“一种螺线管组随钻电磁测距导向系统”等8项国家发明专利,而他及课题组成员发明的“邻井距离随钻电磁探测系统”这套新工具也就差进行现场实验这个环节了。他满怀期待地说:“计划今年进行现场实验,希望这套新工具能够为油气开采带来更多便利。”
 
国家科技重大专项为博士生提供很好的科研平台,使他们从科研方面的“门外汉”成长为有探究能力的创新型人才
 
“国家科技重大专项不只是要求创新,还要求创新是有用的。及时获取生产一线的资料,是提高博士生探究能力的重要条件。”高德利教授说。他的另一位油气井工程专业2008级博士生孙连忠对此最有感触。
 
孙连忠自参与到项目子课题“复杂结构井优化设计与控制关键技术”后,建立了具有较高精度的摩阻扭矩模型和套管磨损非线性模型,形成了便于现场应用的管柱摩阻扭矩数值模拟软件和套管磨损预测软件,取得了被SCI和EI收录5篇论文、登记软件著作权2项的科研成绩。
 
“项目最终是要为生产实际服务的,对现场有了足够的了解,才能发现真正的问题。”项目研究时,他参与南海流花8000米大位移钻井技术研究,并“三上平台”:2009年11月至12月,他现场跟踪LH11-1-D4PH井8-1/2’’井段钻井过程;2010年9月至10月,他现场跟踪LH11-1-A02H3井8-1/2’’井段钻井过程;2011年2月至4月,他又在南海流花“挑战者”号平台现场跟踪LH-1-A02H3ST1井钻井全过程,进行摩阻扭矩和套管磨损现场分析与预测。
 
在现场,他确实遇到了许多问题,“卡钻”就是其中一个。对于这种事故,是有专门的设备来测量“卡钻”深度的,但对于L型的复杂结构大位移井来说,这种设备还探测不到井底。为此,他采用数值方法计算,将摩擦力考虑进去,最终提高了测算精度,在现场解决了“卡钻”问题。
 
“依托国家科技重大专项,高老师指导我从一个科研方面的‘门外汉’成长为有所专长的博士生。”如今,孙连忠已经签约中石化石油工程技术研究院,今年7月将在新的舞台上继续他的科研之路。
 
国家科技重大专项,给博士生探索发现提供柔性发展空间,激发其创新潜能
 
国家科技重大专项都是前沿科学,研究的空间大,研究出的成果一定是创新的。
 
吴志永今年博二,学石油工程专业,也是高德利教授的学生,参与国家科技重大专项以来,虽然没有发表学术论文,但已经有3项国家发明专利了,其中有2项是和刁斌斌合作的。项目研究中,他遇到了这样的问题:“邻井距离随钻电磁探测系统”要求的测距是50米,但市场上所售传感器的测距只有十几米,怎么办?只能自己动手制作。一年之后,50米的测距问题解决了,但新的问题又出现了:探测精度如何提高?“我们现在正在努力解决这个问题,寻找高精度的传感器对我们自制的传感器进行校准。新问题的出现,反而更加激发了我们创新的积极性。”吴志永坚定地说。
 
在国家科技重大专项中,中国石油大学(北京)岳湘安教授也负责其中一个课题,他的2008级博士研究生魏浩光这样说道:“硕士期间,我们像是一个蹒跚学步的孩童,老师手把手地教我们如何‘走路’;博士期间,老师却是放手让我们‘走自己的路’,更多的是告诉我们一个要完成的任务,至于如何完成,是需要自己思考的。”
 
靠着自己对科研的理解,魏浩光参与到“油田开采后期提高采收率新技术”的课题中,研究不同润湿性与孔隙结构的低(特低)渗人造砂岩的压制方法以及 油水在低(特低)渗透油藏中的渗流规律,国内外学术期刊杂志上发表论文7篇,并取得1项实用新型专利。
 
国家科技重大专项,聚多学科交叉人才团队合作,促博士生从知识型、技能型人才向创造型、发明型人才转变
 
“国家科技重大专项研究的不是一个单一的问题,而是多学科的交叉和融合,这就需要多团队合作,多渠道交流。”高德利教授很注重让学生发挥各自特长,总是在综合分析学生的专业知识结构、兴趣爱好等因素后再决定学生的研究内容。
 
其实刁斌斌本科和硕士阶段都是学物理的,“像他利用学科交叉的优势所取得的这种科研成果,往往更具有创新性,也是我们实际迫切需要的。”高德利说。还有吴志永,在和刁斌斌合作发明“邻井距离随钻电磁探测系统”时,他主要负责电子电路方面的技术,而且这些技术其实只是他的业余爱好。
 
岳湘安教授的学生王斐是2007级油气田开发工程专业博士研究生,现就职于中石油川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院。项目研究中,他在国内外学术期刊杂志上发表论文6篇,对多学科交叉的问题感触颇深。
 
渗流问题是油藏工程中最关键的问题之一,在岳湘安教授指导下,王斐创新研究思路,引入“微尺度理论”,利用微尺度流动研究方法,从低渗储层微观孔喉中流体的流动规律入手研究非达西渗流问题,并首次发现高压气体的微尺度流动效应,对低渗储层的评价和开发产生了重要作用。
 
其实多学科交叉融合的过程,也是团队合作的过程。
 
“科研人员非常需要团队合作能力。”刁斌斌说。他的发明专利的技术核心问题都是他自己承担,但具体的CAD制图是请学机械专业的硕士研究生帮忙完成的,电子电路信号处理是由吴志永来帮忙解决的。后来,他还向高德利教授建议:能否让电子电路方面的老师也加入课题组攻克难题?高老师采纳了他的建议,邀请双凯、梁华庆两位教授加入,使团队结构更加合理。
 
项目本身也是一个学术交流和合作的平台。这些博士研究生们都参与到项目运行的各项工作中,与来自10多个高校及油田的专家学者研讨交流。“这对于博士生的成长是有利的,有利于促进他们成为复合型创新人才。”高德利教授说。
 
目前,该项目已经进入到“十二五”时期。统计显示,项目高校通过协同攻关,自主研发出邻井距离随钻探测系统、水力喷射与分段压裂控制工具、井下大功率谐振波驱油装置等3套新产品,发明了8种储层保护新材料,开发出6种驱油剂和调剖剂,申请发明专利65项,登记软件著作权33个,发表论文245篇,为满足国家能源战略重大需求做出了重要贡献,培养了一批拔尖创新人才,也为项目持续开展研究提供了研究队伍。
 
 
 
 
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