杨海的办公桌上摆着一个人体经络立像。人体经络节点的串联性,像极了他在脑海里推演形成的项目研究路线。
发现问题确定攻关方向,再从理论推导、室内实验等方面充分论证研究路线的可行性,最后,一张“攻关经络图”在他脑海里渐渐成型。
他习惯把职业生涯的时间拆解到一个个研究项目的立项、研究、结题上。每一个项目开启与结题,就像刻画在他科研人生路上的坐标,标定方向,也标定时间的刻度。
每一个川庆公司级科研项目研究结题历时2年。今年是杨海博士毕业入职川庆钻探井下作业公司技术研发中心的第9年,也刚好是第5个川庆级项目开题的时间。
站在新起点上,回首漫漫科研路,时空坐标轴上所有的节点都历历在目……
2015年8月,杨海在川南页岩气压裂现场进行压裂工艺技术的实地学习。经过连续45天的现场实践,他发现所经历的各平台压后返排方案的制定没有统一原则。
“老外都这么干的”“之前就是这么干的”……
问起具体缘由,大家都说不明白,但是压后返排方案是保障页岩气压裂效果的重要环节,必须具有科学性。在现场发现问题后,杨海希望能够通过科研攻关解决问题。
2016年1月,杨海成功申请立项了自己首个川庆级科研项目——《页岩气返排技术及压后效果优化评估系统》,他需要为页岩气返排策略制定依据,在“参照砂岩等常规储层高返排率”的返排套路和“高产量对应的返排率通常较低”的现实经验两个完全相反的路径中找到合理的方向和科学的支持。
在项目研究中,杨海对页岩气返排策略制定科学性的探求路径,一路从关井措施的工程视野推演到了页岩内部微观结构上。通过采用SEM定点扫描和CT扫描技术,他清晰地观察到页岩内部因水化作用所导致的膨胀性损伤、溶蚀性损伤,这让他对海相页岩水化作用微观机理有了直观、清晰的认识。
2017年,杨海将观察成果转化为海相页岩水化作用的全新概念,撰写了《页岩储集层岩心水化作用实验》《水化对龙马溪页岩的促缝作用》等多篇研究论文,并成功被SCI收录。
随着论文发表,川庆公司成为国内外首个开展并公开发表海相页岩水化作用机理定量研究成果并提出创新技术的工程技术服务公司,并完成了国内外首个“基于水化作用的压裂增效(水化预处理)”矿场试验。
在发现了海相页岩水化作用和提出页岩气全新返排策略后,杨海也面临科研生涯的方向性选择:要么继续深挖水化作用的形成机理,转向岩石力学基础理论,向科研院所和高等院校的研究领域靠拢;要么进一步优化改进返排措施,转向现场工程师的业务领域……
此时的决定将极大影响他未来的发展方向,杨海觉得这像在给自己科研经脉的“点穴冲关”。作为一名工程技术服务企业科研人员,立足专业开展应用基础研究,是他找到的激活科研经脉的方式。
应用基础研究关联着油气田开发工程的各个领域,既能够串联起基础理论的核心,又能外延指导现场应用技术。因此,杨海确定了以应用基础研究为主架构科研路的方向,致力于探索水岩作用背后的理论和机理。
从2018年到2020年,杨海接连申报了两项川庆公司科研项目《页岩储层水化作用机理研究及应用》和《基于损伤力学页岩微细裂缝演化及岩体破坏机制研究》。他结合页岩气储层改造业务,不断推进着对海相页岩水化作用的认识。
2020年,杨海所提出的“海相页岩水化作用机理及其促缝增渗机制”科研成果荣获川庆公司首个基础研究一等奖。该项科研成果被莫纳什大学、中石油勘探开发研究院、中国石油大学(华东)等国内外20余家科研机构院士、专家引用超百次。国内院士专家组评价:“该成果取得了突破性进展,研究水平处于世界前列”。
“这是在借鉴、追赶北美页岩气开发经验的过程中,我们首次走在了前头”,杨海感叹道。
在围绕页岩水化作用长达5年系统性应用基础研究里,杨海陆续研发了国内外第一套页岩水化作用强度定量评价装置,发表了国内外第一篇围压条件下海相页岩水化作用效果可视化的研究论文,完成了国内外第一次基于水化作用的压裂增效矿场试验。
他参与创建、推进的川庆钻探井下作业公司基于海相页岩水化促缝增渗效应的压裂增效创新技术系列在川南海相页岩气应用200余井次,累增天然气超6亿立方米。
2020年,是杨海困惑于现场压后返排策略到基于新发现、新认识创新压裂增效技术体系的句号,也是他科研人生的分段符。
在工程技术服务企业中开展应用基础研究似一条沉寂而绵长的独行,却没人能拒绝这类研究突破所绽放的美好。
2022年,杨海受邀参加中国力学大会并做“海相页岩水岩作用过程的正负面效应及其对压裂工程的启示”学术报告,这是他继2019年代表川庆公司首次参加中国力学大会并发言又一次受邀发言,学术内容与价值受到与会人员的高度认可。
2023年,杨海又从应用基础研究方向破题出发,申请成为川庆公司“揭榜挂帅”项目《深层页岩水力裂缝长导能力防衰强化技术及防盐结晶压裂液体系研究》负责人,成功提出了复杂裂缝网络导流能力计算的新方法,并初步形成了1#和2#防盐析盐堵压裂液体系,其抑盐率均超过85%,有望成为解决油气储层盐析盐堵的利器。这些都让他更加确定了以应用基础研究方向为主开展科研攻关的前路风景。
2015年至今,杨海共主持国家级和川庆公司级项目7项,研究领域集中于页岩储层水化作用机理、复杂裂缝导流能力衰减机制、人工应力干扰机制以及超低温致裂机理等应用基础研究。累计发表论文12篇,其中Ei/SCI收录8篇,授权发明专利12件,登记软件著作权2件。
今年6月,杨海成功申请立项川庆公司“青年创新”项目《超低温流体作用下的岩石致裂机理与液氮增渗技术可行性研究》,这一次他将从超低温条件对岩石破裂机理进行基础性研究,力求再探压裂工艺的新维度。
拥抱基础研究,不惧从理论与现场应用的千山万水,去做那个连接基础理论到现场应用的桥梁,这是杨海选定的科研路、人生路。
推荐人语
@管彬(川庆公司企业高级专家)
杨海同志对科学研究富有激情和开拓精神,对基础研究领域充满热情,并勇于探索。他具有扎实的专业知识和较强的逻辑思维,能够将理论与实践紧密结合,通过团队合作能够推动科研项目高效完成,面对技术难题时能够保持积极探索的态度,不断寻求突破,展现了川庆青年科技工作者的坚韧与毅力。
@曾凡坤(井下作业公司技术研发中心主任)
杨海同志具备扎实的专业知识和创新思维,他敢于探索未知,质疑权威,是一个能沉下心来搞研究的人,其专注科研的精神为广大青年树立了榜样,对推动我们研发中心科研工作起到了积极表率作用,展现出了杰出科技青年应有的风采和担当,值得充分肯定与赞扬。
@袁灿明(井下作业公司技术研发中心压裂酸化工艺技术研究所所长)
杨海专家一直在追求压裂酸化技术上的精益求精,永远在科研的路上。科研有一个漫长研究的过程,他一旦找准科研方向就会潜下心来,搭建好科研的思路和平台,以严谨的科学态度对待每一个实验数据和研究成果,从未被社会浮躁所影响。作为一名80后青年,杨海努力潜心研究油气田开发压裂技术,面向能源战略需求的页岩气主战场,承担包括国家级在内的多个科研项目,发明专利打破国外技术封锁,研究成果在川渝地区得到有效应用。
文、图 、视频 | 井下作业公司 刘玉 邓宇 叶美杉
编辑 | 苏秋宁
审核 | 陈军