中国石油大学(北京)教授冯永存:砥砺科研助 力油气安全高效开发

  • 来源:中国高新科技
  • 关键字:石油,天然气,钻井液
  • 发布时间:2020-04-27 22:35

  石油与天然气是保障国家经济、社会、军事安全的重要战略资源。近些年,中国油气进口量逐年增加,对外依存度不断攀升,随之而来的是国家能源安全问题。我们急需加大国内油气勘探开发力度,减少油气对外依存度。深层、深水和非常规油气资源已成为我国未来油气勘探开发的重点领域,安全高效钻井是“两深一非”油气开发的关键技术环节之一。然而,由于“两深一非”含油盆地地质特征的复杂性,钻井液漏失问题成为制约安全高效钻井的突出问题。

  钻井液漏失会导致井塌、卡钻、井涌甚至井喷等井下复杂情况和重大事故。漏失问题在我国川渝页岩气、西部超深层以及海上各大油田表现的尤为突出。可以说,漏失已成为我国“两深一非”新型油气田开发的共同“心病”。冯永存深知这一问题的严重性、急迫性,他一直致力于钻井液漏失机理与防漏堵漏研究,潜心科研为发展,身体力行释创新。

  冯永存分别在2009年和2012年获中国石油大学(北京)学士学位和硕士学位,2016年获美国德克萨斯大学奥斯汀分校博士学位。“从14年前走进石油大学读书的那一刻,就注定了我与石油的不解之缘,我从此成为了一个豪迈的石油人。”冯永存饱含深情地说道,“我的青春与石油有关,我这一生也将与石油为伴。”就如《我为祖国献石油》里唱的,石油人有“天不怕、地不怕”的壮志豪情,石油人崇尚艰苦奋斗的精神。无论在中国石油大学(北京)学习还是后来赴美国深造,他就像沿钻井轨道前进的钻头一样,目标坚定,勇往直前,攻克前进道路上的每一个困难。

  感激恩师教诲,持之以恒搞科研冯永存的专业大方向是石油工程岩石力学。“自己能踏入并沉浸在这个领域,首先要感谢的是石油大学的蔚宝华教授。我们本科生产实习期间,蔚老师介绍我进入了石油大学岩石力学实验室攻读硕士,并手把手带我做了第一个科研项目,可以说没有蔚老师的引荐,我很可能会跟自己喜爱的岩石力学失之交臂。”冯永存用朴素的语言表达了对自己专业启蒙老师的感激之情。

  冯永存的另一个恩师是他的硕士导师,中国石油大学(北京)的邓金根教授,邓金根教授是油气井工程一线专家、长江学者特聘教授。在科研中,邓老师始终强调科研必须要有“实用价值”,成果要“落地”、要能解决实际工程难题,不能夸夸其谈。冯永存说:“邓老师的‘实用’科研观对我的触动和影响极大,也成为了我从事科研工作的‘指导思想’。”

  在美国学习期间,令冯永存印象最深的是他的导师“Kenneth Gray”教授。作为美国石油工程岩石力学先驱之一,曾负责阿波罗太空计划钻孔取芯设计等重大科研项目,Gray教授的履历星光熠熠。但他依然教导学生们做事情要从小处入手,不惧困难,接近90岁高龄的他依然活跃在科研第一线。名师的指引与相助,让冯永存形成了坚忍不拔、吃苦耐劳的品格,在其研究领域取得了可喜的成果。

  经过多年潜心研究,冯永存意识到揭示复杂环境下钻井液与岩石的流固耦合作用机理,并形成针对性的防漏堵漏方法,是目前亟待解决的漏失基础理论和重大技术问题。他将研究聚焦于这一方面,并通过多年攻关,建立了钻井液在裂缝地层的多尺度耦合流动力学模型,揭示了复杂裂缝地层的漏失机理,形成了漏失定量预测技术,为复杂地层钻井液设计提供了科学依据。并进一步基于堵漏材料在裂缝中运移、聚集与架桥创新研究成果,建立了堵漏后井眼承压能力的定量预测方法,据此形成了不同裂缝尺度地层的堵漏优化设计技术,解决了现场堵漏长期依靠经验的技术瓶颈难题,使堵漏设计实现了科学定量化。

  坚持就会有收获,付出就会有回报。由于冯永存在漏失方面的突出研究成果,他于2018年荣获美国岩石力学学会“未来领袖”荣誉称号,2019年入选国家“千人计划”青年项目。近5年发表SCI论文40余篇、国际会议论文10余篇,论文总被引频次900余次,以第一作者出版英文专著1本、申请美国专利1项。受邀担任2个国际SCI期刊的副主编,以及多个国际学术会议的组委会成员和分会场主席。作为一个30岁出头的年轻工作者,取得这样优异的成绩,是源于他的坚持,遇到困难的不放弃,小有成就的不傲气,脚踏实地的真脾气。当然还有家人始终如一的爱和陪伴,支持与理解。

  心怀报国初衷,始终匠心前行2019年,冯永存和夫人决定回国任教。在美国时,他们就一直心系母校,中国石油大学(北京)是他梦想起航的地方,昌平是他的第二故乡;学校虽然不大,但像温馨的家,师长同学就是家人;昌平虽然缺少“帝都”的繁华,但是山清水秀,少了几分喧嚣,适合做学问。

  回国后,冯永存更加清楚地认识到钻井液漏失问题将是长期摆在我国油气开发面前的一块巨大的“绊脚石”。“目前,我国大部分的现场堵漏作业还停留在经验试错的层面,成功率低、风险大;我国在漏失基础机理研究、堵漏材料、堵漏软件与堵漏工艺等方面跟西方国家还存在比较大的差距。”于是,他准备在这条路上继续前行,像卫士一样在最深邃的黑暗中乘风破浪,保卫石油开采的每一次成功。

  依托学校先进的科研条件及雄厚的技术实力,冯永存以产学研相结合为指导思想,将科研坚持到底。为突破漏失制约深层、深水优快钻井这一瓶颈,他利用自己在漏失研究方面已有的良好知识铺垫和经验积累,将研究着力点放在深部复杂地层钻井液漏失机理及防漏堵漏方法上,形成多场耦合、多尺度复杂条件下的漏失预测技术,并建立相应的防漏堵漏体系。

  对科研的热爱和教书育人的渴望是驱使冯永存进高校工作的两大主要动机。他始终相信教学和科研是互相促进的关系,在科研的同时,他也积极参与到教学中。他还一直尝试通过与国内外知名科研机构的合作,为学生提供广阔的国际交流平台。并向国内外优秀教育专家学习,严于律己、以身作则培养出素质优良、眼界开阔、踏实肯干的学生。因为,冯永存想让他的学生们同他一样,在科研的道路上坚持不懈,希望为祖国能源事业培养更多的优秀人才,助力国家早日实现能源独立。

  相信在石油人“天不怕、地不怕”的干劲鼓舞下,冯永存将在教学与科研上取得更加优异的成绩。

  (责任编辑:张闪闪)

  萧 斌

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