編者按:《國家中長期教育改革發(fā)展與規(guī)劃綱要(2010—2020)》中明確提出,要“牢固確立人才培養(yǎng)在高校工作中的中心地位,著力培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識豐富、本領(lǐng)過硬的高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才。”而國家科技重大專項無疑為拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了一個很好的平臺。作為國家科技重大專項項目“復雜油氣田地質(zhì)與提高采收率技術(shù)”的責任單位,中國石油大學(北京)充分發(fā)揮優(yōu)勢,面向國家石油石化工業(yè)主戰(zhàn)場,緊密圍繞國家重大戰(zhàn)略需求,在尊重學生個性的基礎(chǔ)上,積極引導博士研究生參與到項目研究中,全面提升其創(chuàng)新能力,為拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了有益借鑒。
國家科技重大專項像“粘合劑”,把博士研究生拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)拉到國家重大能源戰(zhàn)略需求上來
“碩士階段我的科研成果只是發(fā)表了1篇文章,但現(xiàn)在博士階段我不僅擁有8項國家發(fā)明專利,還發(fā)表了8篇學術(shù)論文,其中SCI收錄1篇,EI收錄2篇,申請軟件著作權(quán)一項,科研思維有了轉(zhuǎn)變,創(chuàng)新能力也有了提高。如果沒有參與到國家科技重大專項中來,沒有學校對我們的大力支持,沒有高德利教授的耐心指導,我不可能取得現(xiàn)在這些成績?!钡蟊蟊笳勂鹱约旱牟┦可?,心懷感激。
刁斌斌,中國石油大學(北京)石油工程專業(yè)2008級博士研究生,他所提到的國家科技重大專項項目是“復雜油氣田地質(zhì)與提高采收率技術(shù)”,該項目于2009年1月正式啟動,是國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”的重要組成項目之一,歸口教育部承擔,委托中國石油大學(北京)作為責任單位,來自中國石油大學、中國地質(zhì)大學、浙江大學、北京大學等11所高校的180多名正、副教授聯(lián)合攻關(guān),為國家油氣發(fā)展提供了技術(shù)支撐。
而刁斌斌所提到的高德利教授,既是他的導師,也是“長江學者”,又是這個項目的項目長。對于國家科技重大專項,高德利教授這樣評價:“國家科技重大專項像一種‘粘合劑’,把拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)一下子拉到國家重大能源戰(zhàn)略需求上來,使博士研究生的科研選題能和國家的能源戰(zhàn)略需求緊密結(jié)合?!?/p>
對此,中國石油大學(北京)張來斌校長認為,國家科技重大專項正是培養(yǎng)石油石化領(lǐng)域拔尖創(chuàng)新人才的一個很好的平臺。他說:“石油勘探開發(fā)的難度越來越大,石油工業(yè)的進步越來越依賴科技創(chuàng)新,就我國油氣工業(yè)來說,同樣面臨一系列的困難和挑戰(zhàn),要戰(zhàn)勝這些困難與挑戰(zhàn),關(guān)鍵是要培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的高級石油專門人才。一直以來,學校緊密圍繞石油石化等國家重大戰(zhàn)略需求,人才培養(yǎng)始終面向國家石油石化工業(yè)主戰(zhàn)場,在重大項目研究中培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才?!?/p>
為了提高油氣田單井采收率,自2009年至今,刁斌斌一直從事復雜結(jié)構(gòu)井井眼優(yōu)化與控制技術(shù)研究,包括目前國內(nèi)連通井中應用較多的RMRS(旋轉(zhuǎn)磁場測距導向系統(tǒng))、用于雙水平井中的MGT(磁性引導工具)等,同時研究設(shè)計新型“鄰井距離隨鉆電磁探測系統(tǒng)”。他的博士論文“鄰井距離隨鉆電磁探測與掃描檢測計算方法研究”也緊密結(jié)合國家科技重大專項的研究內(nèi)容。
創(chuàng)新探索的道路不是一帆風順的。剛開始對RMRS、MGT這些工具進行改進時,核心技術(shù)有些是模仿國外的,面對這種情況,高德利教授向他拋出了幾個問題:如何把“仿”字去掉?能不能開發(fā)出國外工具所不具備的功能?面對導師的“刁難”,刁斌斌開始思考:國外技術(shù)的優(yōu)缺點有哪些?他們的缺點我能否改進?從學術(shù)嚴謹上來說,我是不是在“亂”創(chuàng)新?
提出了問題,就要分析并解決問題?!案呃蠋熃?jīng)常教導我們:‘工欲善其事,必先利其器’,從科研角度來說,‘器’的含義就是調(diào)研。調(diào)研做好了,才能有創(chuàng)新的發(fā)言權(quán)?!睘榇耍蟊蟊笏鸭舜罅繃鴥?nèi)外資料,翻閱了上百篇學術(shù)論文,還到北京奧潤恩特公司參觀工具設(shè)備,到中聯(lián)煤在山西煤層氣的開發(fā)現(xiàn)場進行實地走訪。看資料→走訪→再看資料→再走訪,這樣的調(diào)研伴隨著新產(chǎn)品的研發(fā)一直在循環(huán)往復地進行?!罢{(diào)研過程很枯燥,但經(jīng)過調(diào)研之后的創(chuàng)新很有趣,也很有成就感?!钡蟊蟊箝_心地說。
這樣的調(diào)研其實只是創(chuàng)新研究的第一步。調(diào)研→提出方案→數(shù)字仿真→加工實物→室內(nèi)實驗→野外實驗→現(xiàn)場實驗,這才是刁斌斌做科研的整個過程,如果中間哪個環(huán)節(jié)出了問題,就有可能回到原點,重新調(diào)研。最終,他發(fā)現(xiàn)了國外生產(chǎn)的RMRS、MGT工具的真正缺點,摒棄了單一螺線管磁源,創(chuàng)新性地提出螺線管組磁源方案,改進了系統(tǒng)的核心算法,并申請了“一種螺線管組隨鉆電磁測距導向系統(tǒng)”等8項國家發(fā)明專利,而他及課題組成員發(fā)明的“鄰井距離隨鉆電磁探測系統(tǒng)”這套新工具也就差進行現(xiàn)場實驗這個環(huán)節(jié)了。他滿懷期待地說:“計劃今年進行現(xiàn)場實驗,希望這套新工具能夠為油氣開采帶來更多便利?!?/p>
國家科技重大專項為博士生提供很好的科研平臺,使他們從科研方面的“門外漢”成長為有探究能力的創(chuàng)新型人才
“國家科技重大專項不只是要求創(chuàng)新,還要求創(chuàng)新是有用的。及時獲取生產(chǎn)一線的資料,是提高博士生探究能力的重要條件。”高德利教授說。他的另一位油氣井工程專業(yè)2008級博士生孫連忠對此最有感觸。
孫連忠自參與到項目子課題“復雜結(jié)構(gòu)井優(yōu)化設(shè)計與控制關(guān)鍵技術(shù)”后,建立了具有較高精度的摩阻扭矩模型和套管磨損非線性模型,形成了便于現(xiàn)場應用的管柱摩阻扭矩數(shù)值模擬軟件和套管磨損預測軟件,取得了被SCI和EI收錄5篇論文、登記軟件著作權(quán)2項的科研成績。
“項目最終是要為生產(chǎn)實際服務的,對現(xiàn)場有了足夠的了解,才能發(fā)現(xiàn)真正的問題?!表椖垦芯繒r,他參與南海流花8000米大位移鉆井技術(shù)研究,并“三上平臺”:2009年11月至12月,他現(xiàn)場跟蹤LH11-1-D4PH井8-1/2’’井段鉆井過程;2010年9月至10月,他現(xiàn)場跟蹤LH11-1-A02H3井8-1/2’’井段鉆井過程;2011年2月至4月,他又在南海流花“挑戰(zhàn)者”號平臺現(xiàn)場跟蹤LH-1-A02H3ST1井鉆井全過程,進行摩阻扭矩和套管磨損現(xiàn)場分析與預測。
在現(xiàn)場,他確實遇到了許多問題,“卡鉆”就是其中一個。對于這種事故,是有專門的設(shè)備來測量“卡鉆”深度的,但對于L型的復雜結(jié)構(gòu)大位移井來說,這種設(shè)備還探測不到井底。為此,他采用數(shù)值方法計算,將摩擦力考慮進去,最終提高了測算精度,在現(xiàn)場解決了“卡鉆”問題。
“依托國家科技重大專項,高老師指導我從一個科研方面的‘門外漢’成長為有所專長的博士生?!比缃?,孫連忠已經(jīng)簽約中石化石油工程技術(shù)研究院,今年7月將在新的舞臺上繼續(xù)他的科研之路。
國家科技重大專項,給博士生探索發(fā)現(xiàn)提供柔性發(fā)展空間,激發(fā)其創(chuàng)新潛能
國家科技重大專項都是前沿科學,研究的空間大,研究出的成果一定是創(chuàng)新的。
吳志永今年博二,學石油工程專業(yè),也是高德利教授的學生,參與國家科技重大專項以來,雖然沒有發(fā)表學術(shù)論文,但已經(jīng)有3項國家發(fā)明專利了,其中有2項是和刁斌斌合作的。項目研究中,他遇到了這樣的問題:“鄰井距離隨鉆電磁探測系統(tǒng)”要求的測距是50米,但市場上所售傳感器的測距只有十幾米,怎么辦?只能自己動手制作。一年之后,50米的測距問題解決了,但新的問題又出現(xiàn)了:探測精度如何提高?“我們現(xiàn)在正在努力解決這個問題,尋找高精度的傳感器對我們自制的傳感器進行校準。新問題的出現(xiàn),反而更加激發(fā)了我們創(chuàng)新的積極性?!眳侵居缊远ǖ卣f。
在國家科技重大專項中,中國石油大學(北京)岳湘安教授也負責其中一個課題,他的2008級博士研究生魏浩光這樣說道:“碩士期間,我們像是一個蹣跚學步的孩童,老師手把手地教我們?nèi)绾巍呗贰?;博士期間,老師卻是放手讓我們‘走自己的路’,更多的是告訴我們一個要完成的任務,至于如何完成,是需要自己思考的?!?/p>
靠著自己對科研的理解,魏浩光參與到“油田開采后期提高采收率新技術(shù)”的課題中,研究不同潤濕性與孔隙結(jié)構(gòu)的低(特低)滲人造砂巖的壓制方法以及 油水在低(特低)滲透油藏中的滲流規(guī)律,國內(nèi)外學術(shù)期刊雜志上發(fā)表論文7篇,并取得1項實用新型專利。
國家科技重大專項,聚多學科交叉人才團隊合作,促博士生從知識型、技能型人才向創(chuàng)造型、發(fā)明型人才轉(zhuǎn)變
“國家科技重大專項研究的不是一個單一的問題,而是多學科的交叉和融合,這就需要多團隊合作,多渠道交流。”高德利教授很注重讓學生發(fā)揮各自特長,總是在綜合分析學生的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)、興趣愛好等因素后再決定學生的研究內(nèi)容。
其實刁斌斌本科和碩士階段都是學物理的,“像他利用學科交叉的優(yōu)勢所取得的這種科研成果,往往更具有創(chuàng)新性,也是我們實際迫切需要的。”高德利說。還有吳志永,在和刁斌斌合作發(fā)明“鄰井距離隨鉆電磁探測系統(tǒng)”時,他主要負責電子電路方面的技術(shù),而且這些技術(shù)其實只是他的業(yè)余愛好。
岳湘安教授的學生王斐是2007級油氣田開發(fā)工程專業(yè)博士研究生,現(xiàn)就職于中石油川慶鉆探工程有限公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院。項目研究中,他在國內(nèi)外學術(shù)期刊雜志上發(fā)表論文6篇,對多學科交叉的問題感觸頗深。
滲流問題是油藏工程中最關(guān)鍵的問題之一,在岳湘安教授指導下,王斐創(chuàng)新研究思路,引入“微尺度理論”,利用微尺度流動研究方法,從低滲儲層微觀孔喉中流體的流動規(guī)律入手研究非達西滲流問題,并首次發(fā)現(xiàn)高壓氣體的微尺度流動效應,對低滲儲層的評價和開發(fā)產(chǎn)生了重要作用。
其實多學科交叉融合的過程,也是團隊合作的過程。
“科研人員非常需要團隊合作能力?!钡蟊蟊笳f。他的發(fā)明專利的技術(shù)核心問題都是他自己承擔,但具體的CAD制圖是請學機械專業(yè)的碩士研究生幫忙完成的,電子電路信號處理是由吳志永來幫忙解決的。后來,他還向高德利教授建議:能否讓電子電路方面的老師也加入課題組攻克難題?高老師采納了他的建議,邀請雙凱、梁華慶兩位教授加入,使團隊結(jié)構(gòu)更加合理。
項目本身也是一個學術(shù)交流和合作的平臺。這些博士研究生們都參與到項目運行的各項工作中,與來自10多個高校及油田的專家學者研討交流。“這對于博士生的成長是有利的,有利于促進他們成為復合型創(chuàng)新人才?!备叩吕淌谡f。
目前,該項目已經(jīng)進入到“十二五”時期。統(tǒng)計顯示,項目高校通過協(xié)同攻關(guān),自主研發(fā)出鄰井距離隨鉆探測系統(tǒng)、水力噴射與分段壓裂控制工具、井下大功率諧振波驅(qū)油裝置等3套新產(chǎn)品,發(fā)明了8種儲層保護新材料,開發(fā)出6種驅(qū)油劑和調(diào)剖劑,申請發(fā)明專利65項,登記軟件著作權(quán)33個,發(fā)表論文245篇,為滿足國家能源戰(zhàn)略重大需求做出了重要貢獻,培養(yǎng)了一批拔尖創(chuàng)新人才,也為項目持續(xù)開展研究提供了研究隊伍。