今天是

石大人物

高德利:山高人为峰
——记中国科学院院士、中国石油大学石油工程学院教授高德利

发布日期:2014-01-06 | 阅读次数:
    “这是一个新的起点,我要从这个起点开始继续努力。我国石油一半以上依赖进口,天然气也不够用。我是搞油气钻探与开采的,将继续为石油与天然气勘探开发做出自己应有的贡献。”
  1219日,中国科学院公布了2013年度新增选院士名单。著名石油工程专家、中国石油大学教授高德利当选为中国科学院技术科学部院士。而在这个各方祝贺纷至沓来的难忘时刻,高德利心里想的更多的,还是自己的专业;在新当选院士座谈会上,他说的最多的,也还是对油气产业的危机感、责任感。他在“院士承诺书”上认真写下自己的名字,承诺今后将严格执行国家、学部和工作单位的各项规定,认真履行院士应尽义务、珍惜院士荣誉、倡导科学精神、恪守科学道德、提携后备人才,以更大的热情投入到科研工作中,不断取得创新成果。
在高德利教授的学术道路上,只有起点,没有终点;只有不断的追求与攀登,没有功成名就的轻松与懈怠。
 
“只有自主创新,不断突破,才能不受制于人,更好地为祖国奉献石油”
高德利是“文化大革命”后第一批迈入大学校门的大学生,当时华东石油学院浓郁的学风让他如鱼得水,在知识的海洋里如饥似渴地学习。即将大学毕业时,同学们纷纷选择工作、开始寻求稳定的生活,而高德利毅然决定报考力学领域的研究生,并顺利通过全国统一考试,成为当时为数不多的研究生中的一员。从石油工程领域跨入力学领域,这是一段艰苦求学的经历。三年里,他补修了多门数学和力学的基础课程,以优异成绩完成了比规定学分高出一倍的课程学习任务。在因为长期超负荷学习而累得病倒半年多的情况下,他仍然以超强的毅力坚持学习和研究,硕士学位论文在同年级中首批通过答辩,并获得老师们的高度评价。
从青年时代就养成的不怕艰苦、迎难而上、兢兢业业、勇于挑战自我的品格,成为高德利学术人生的基调,也奠定了他事业成功的基石。
油气井是人类勘探与开发地下石油与天然气资源必不可少的信息和物质通道。油气井工程是油气勘探开发的基本环节,油气井工程学科的建设与发展,不仅对石油与天然气工业具有不可或缺的重要作用,而且对地热、煤层气及固体矿产资源的勘探与开发,以及地球科学研究、环境检测与治理、现代城市基础设施建设等,都具有重要意义。
高德利从上个世纪80年代开始涉足油气钻探与开采技术领域,在定向钻井、井下管柱力学与控制工程等方面做出了系统的创造性贡献。他综合考虑钻头和地层的各向异性钻井特性,建立了钻头与地层相互作用的新模型,确定了控制钻进方向的特征物理量和本构关系,发现正交各向异性地层可产生12种不同规律的井斜效应,并提出了定量评估新方法;建立了底部钻具组合三维分析模型和优化算法,揭示了可控参量的作用规律及钻头匹配机理,发明了邻井距离随钻探测系统,创新发展了定向钻井理论与控制技术。他综合考虑主客观约束条件,建立了大位移钻井延伸极限的理论概念和预测模型,实现了工程风险设计控制的技术突破;着力探讨井筒套管的非均匀载荷特征与作用规律,同时考虑套管缺陷、水泥环胶结质量及高温高压效应等诸多因素,揭示了复杂工况井筒完整性的退化规律与破坏机理,提出复合管柱分段预防建井模式与设计控制优化方法。
迄今为止,他独立或合作发表学术论文300多篇(被SCI收录42篇、EI收录121篇),出版学术著作9部,授权发明专利21件,登记软件著作权12项,获国家科技进步奖二等奖2次,省部级科技奖特等奖1次、一等奖4次和二等奖6次。
 
“科学研究要跟紧研究前沿,更要与国家能源战略需求相结合”
20091月,由他担任项目负责人的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”正式启动。该项目是国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”的重要组成部分,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。
在对该项目“十一五”任务合同进行验收时,专家组给予了高度评价,认为该项目在储层评价技术、特低渗油藏增注控水技术、复杂结构井优化设计与钻完井控制技术等方面取得了创新性成果,在我国油气勘探新领域地质评价方面提供了理论指导,为我国特低渗透等难动用储量高效开发与提高采收率提供了一定的技术保障,知识产权成果显著。
高德利说:“国家科技重大专项不只是要求创新,还要求创新是有用的。”而“所学一定要与国家发展需求紧密结合”也正是他开展科学研究的出发点。
他取得的一系列研究成果不仅有学术创新性,而且在陆上和海上油气田有显著应用实效。例如:以他为学术负责人完成的项目“中国近海高水垂比大位移钻井关键技术研究及应用”,在大位移钻井工程风险设计与控制方面实现了技术突破,获得2007年度国家科技进步二等奖;基于该项研究成果,已在我国南海建成了30多口大位移油气井,不仅使原本没有商业价值的多个含油气构造得以高效开发,由此获得100多亿元的经济效益,而且突破了海洋大位移钻井的国际延伸极限。再例如:以他为第一发明人完成的“复杂结构井定向钻井磁导向技术”,获国家发明专利授权10项,已在新疆稠油SAGD双水平井高效开采中得以成功实施,不仅打破了国外高技术垄断,而且在造斜井段上超越了国外,可为非常规油气高效开采工程提供核心技术支撑,具有规模化应用前景。
 
“优秀的团队不仅蕴蓄着更巨大的创造力,而且会加速个人的成长”
油气井工程学科是北京石油学院(中国石油大学前身)首批设置的重点学科之一。经过几代人坚持不懈的努力,石大油气井工程学科成为国家级重点学科。同时,在刘希圣教授、沈忠厚院士等老一辈学科带头人的指导下,学科逐步造就了一支优秀的创新研究队伍,高德利就是其中的杰出代表。
1992年,高德利当选了石油大学(北京)油气井工程研究所所长,同时承担起了油气井工程学科建设的重任。自“九五”以来的近20年里,他带领该学科的教师圆满完成了国家“211工程”重点学科建设及优势学科创新平台建设任务,为石油与天然气工程一级国家重点学科和油气井工程二级国家重点学科的建设发展倾注了无数心血,使油气井工程学科以全国本学科排名第一的优异成绩入选国家重点学科。在2013年最新公布的全国学科评估中,石大共有5个一级学科位列全国十强,其中石油与天然气工程学科蝉联本学科全国排名第一。
以他主持的国家重点学科建设项目和国家重点科技项目为纽带,中国石油大学形成了瞄准油气井工程学科发展前沿和国家油气重大需求的“复杂油气井钻井与完井基础”研究群体。2004年,在学校的支持下,高德利教授精心组织油气井工程学科申报教育部的“长江学者和创新团队发展计划”创新团队,并顺利通过由院士组成的专家组评审等一系列考验,使“井下力学/信息与控制工程”创新团队首批入选国家教育部“长江学者和创新团队发展计划”。2012年,该团队又入选国家自然科学基金委创新研究群体,其中包括长江学者2人、国家杰出青年科学基金获得者3名及多名有发展潜力的青年学术带头人。
2003年以来,高德利带领研究群体先后主持承担了科学基金重点项目3个、国际合作项目1个及面上(青年)项目22个,以及“973计划”项目1个、国家科技重大专项项目1(启动两期,已完成第一期),同时完成了石油部门资助的科研课题多项,不仅促进了研究群体建设,而且推动了群体中每位成员的学术成长。
以地下油气资源高效钻探与开采为主攻目标,以复杂结构井、深水钻井、深井超深井等复杂油气井为工程背景,高德利带领研究群体努力开展应用基础研究与技术创新,在实钻地层特性及其评估、钻井力学与控制工程、储层保护与改造等方面取得了多项创新成果,仅在2005年至2012年期间,该群体发表SCI/EI收录论文380多篇,出版学术专著12部,获国家科学技术奖二等奖12项(5项排名第一)和国家发明专利授权39件,在油气井工程科技领域已形成明显的特色和优势,得到了国内外同行的关注与好评。

“老师这个称呼,就是给我的最高荣誉”
当选中国科学院院士后,高德利教授走在校园里,常常有老师和学生们向他表示祝贺,对他的称呼也变成了“高院士”。他还是一如既往的谦和,说:“在学校,最高的称呼就是‘老师’,还是叫我‘老师’吧!”
高德利教授1986年在华东石油学院晋升为开发系讲师,1992年在清华大学晋升为固体力学副教授,1993年在石油大学晋升为石油工程教授,2001年被教育部聘为“长江学者奖励计划”特聘教授。在执教的30年里,他将“为人师表”的身份和责任看得非常重。
执教多年来,他相继为研究生新开并主讲了《现代油气井工程理论和方法》、《现代油气钻采工程》及《油气井工程科技进展》等学位课,同时还为本科生主讲过《钻井工艺原理》、《钻井与完井工程》等主干课,还主持了本科生《石油工程新理论与新技术讲座》等。
在研究生教学中,他总是力求将自己所了解的最新研究成果和前沿动态及时地介绍给学生,尽量使学生获得先进适用的专业知识,并拓宽他们的专业视野。针对研究生专业知识水平参差不齐的情况,高德利教授一方面要求研究生及时补修本科生的有关专业课,另一方面在教学方法和授课艺术上下大功夫,不仅深入浅出地详细讲授课程的重点内容,而且采用了启发式、讨论式等多种教学方式,力求获得良好的教学效果。因此,石油工程专业的研究生很愿意选修高德利教授主讲的专业课,认为听他讲课是获得本学科领域高新专业知识的难得机会。
高德利理论基础知识扎实深厚,科学作风严谨,具有优良的科学道德和学风。而他对自己学生的要求,也以严格闻名。对学生拟发表学术论文和申请学位的毕业论文,他都会一个字、一个标点地进行修改;对论文水平达不到要求的学生,坚决延期毕业。面对个别学生的不理解,他的回答是:宁愿让你现在骂我,不能让你毕业以后骂我。
他经常教导学生:“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。特别是及时获取生产一线的资料,这是博士生提高探究能力的重要基础。”进行一个项目研究之前,他都要求学生搜集大量国内外资料,翻阅学术论文,到现场调查,进行实地走访。看资料→走访→再看资料→再走访,这样的调研伴随着研发工作一直循环往复地进行。这种严谨的治学态度对学生产生了很大影响。
刁斌斌是高德利指导的一位博士研究生,说起导师,他充满了感激:“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。硕士阶段我的科研成果只是发表了1篇文章,但在博士生研究阶段我不仅拥有8项国家发明专利,还发表了12篇学术论文,其中SCI收录3篇、EI收录4篇,登记软件著作权1项,科研思维有了转变,创新能力也有了提高,获2013年度国家自然科学青年基金资助。如果没有高老师的耐心指导,我不可能取得现在这些成绩。”
对学生严格的背后,是对学生成才的期盼。尽管教学和科研工作非常繁忙,但只要是对学生教育有帮助的事情,高德利都会给予支持和帮助。作为学校“名师讲堂”的主讲人,他为学生做学术讲座,讲解国内外前沿科学技术和石油工程的发展趋势,引导学生树立学石油、爱石油、献身石油的使命感。
山高人为峰,科学的道路永无止境。高德利教授心里始终惦记着我国早已成为能源消费和进口大国的现实,总是感到作为一名石油科学家肩头责任的重大,不敢有丝毫懈怠。他说,未来几年,他将以非常规、深层及深水等油气资源高效开发钻井与完井为工程背景,以复杂地层钻完井特性及其定量评估、井下力学与控制工程、复杂井钻井液与完井液等为主要研究方向,深刻认识复杂地层钻完井特性,揭示井下过程不稳定机理,探讨安全高效控制新方法,为突破复杂油气井工程技术瓶颈提供科学依据。
 


编辑:海凤