【ZiDongHua 之自動化學院派收錄關(guān)鍵詞：中國海洋大學 科研實踐 數(shù)據(jù)采集 】

 

 

　　來源：中國網(wǎng) | 2023年10月18日 17:11

 

　　原標題：科研開拓創(chuàng)新 教育春風化雨 ——記中國海洋大學劉懷山教授

 

　　一個多世紀以來，地球上的化石能源和礦產(chǎn)資源，為人類生產(chǎn)和生活提供原料和能源，在人類的生存與發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。時至今日，容易找到的礦藏大部分均已探測清楚，人類不得不向地球深部和海洋深處尋找新資源，作為運用物理學的方法去研究地球，并尋找地球內(nèi)部礦藏資源的一門學科，地球物理學已成為地球科學中最具活力、與現(xiàn)代科技關(guān)系最為密切的學科，為探測和開發(fā)能源資源提供了新理論、新方法和新技術(shù)。

 

 

　　劉懷山是中國海洋大學二級教授，海洋地球物理學博士生導師，民革黨員。主要研究方向為油氣地球物理勘探、海洋地球物理學、天然氣水合物探測；同時兼任中國地球物理學會常務理事、國家安全地球物理委員會副主任委員、全國GIS應用水平考試專家委員副主任委員、海洋油氣勘探國家工程研究中心海洋油氣勘探數(shù)據(jù)采集技術(shù)分中心主任、中國地質(zhì)學會會員、SEG會員、Applied Geophysics和石油物探編委等。他成功研發(fā)出國內(nèi)首創(chuàng)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的海洋淺層高分辨率地震立體探測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與裝備，其主要技術(shù)指標優(yōu)于國外同類技術(shù)產(chǎn)品，處于國際領(lǐng)先水平，并實現(xiàn)了規(guī)模化應用，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

 

　　堅持不輟 鉆研石油物探技術(shù)

 

　　1979年，劉懷山考入中國海洋大學（原山東海洋學院），學習海洋地球物理勘探專業(yè)，1983年，做本科畢業(yè)設計時，他被安排到勝利油田會戰(zhàn)指揮部進行實習。實習期間，他僅帶著一床棉被前往勝利油田報到，當時恰逢課題組正進行國家“六五”三維地震勘探技術(shù)重點科技攻關(guān)，劉懷山就隨即被安排在三維地震資料解釋組工作，做三維地下構(gòu)造圖。由于在學校沒有學過三維地震勘探技術(shù)，他便每天自學，廢寢忘食地研究僅有的幾篇國外參考文獻，邊學習邊解釋資料。但是實習時間不久，他發(fā)現(xiàn)了北京某科研單位給勝利油田處理的永安鎮(zhèn)三維地震資料有問題，地下地層都是規(guī)律性很強的正弦曲線。

 

　　“地下地層怎么可能是這樣？”劉懷山向研究隊的導師提出了質(zhì)疑。為了證明自己的結(jié)論，他從頭分析該資料，從資料采集的野外觀測系統(tǒng)設計，到資料處理的各個流程環(huán)節(jié)和參數(shù)設計，每一步都進行了詳細論證。他寫了500多頁的論證報告，最終找到了問題所在，為油田挽回了巨大損失。因為實習期間的出色表現(xiàn)，劉懷山畢業(yè)后即被分配在勝利油田地質(zhì)調(diào)查指揮部，特地安排他在研究所工作，專門從事三維地震勘探采集技術(shù)研究。從此，他更加專心致志鉆研石油物探技術(shù)。

 

　　1983年7月到1985年12月，劉懷山作為技術(shù)骨干承擔了國家重點科技攻關(guān)項目“三維地震勘探技術(shù)”攻關(guān)研究，在國內(nèi)獨立自主設計并實施了第一塊數(shù)字三維地震勘探，完成了東辛油田三維地震勘探野外數(shù)據(jù)采集方法、處理方法研究工作。該項目達到了國際先進水平，榮獲了國家科委頒發(fā)的“六五”科技攻關(guān)表彰獎，并獲得國家科技進步三等獎。

 

　　在三維地震勘探新技術(shù)的推廣應用中，劉懷山設計了田家、東辛、濰北、樁西等十幾個地區(qū)的施工方法，使得三維地震后比應用二維地震提高鉆井見油成功率14％，增加含油面積74．4km2，增加地質(zhì)儲量10759．6萬噸，部分油田投產(chǎn)當年產(chǎn)油74．8萬噸。

 

　　“七五”期間，劉懷山又承擔了國家科技攻關(guān)項目“高分辨率地震勘探技術(shù)”攻關(guān)研究，從事高分辨率地震勘探野外數(shù)據(jù)采集方法、處理方法研究工作。通過攻關(guān)研究，總共解釋砂體100多個、面積244km2，落實構(gòu)造圈閉15個、面積48km2，提供洋探井和開發(fā)井200多口，完鉆153口，鉆探成功率90％以上，控制含油面積150km2，地質(zhì)儲量20000多萬噸，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

 

　　此外，劉懷山主持編寫的《高分辨率地震勘探野外數(shù)據(jù)采集方法研究》獲油田科技成果一等獎，該項研究達到了國內(nèi)先進和接近國際先進水平。鑒于其科研成績突出，劉懷山多次榮獲勝利油田立功獎勵，1991年獲中國石油天然氣總公司銅牌獎，1992年榮獲“山東省優(yōu)秀科技工作者”。

 

 

　　心系母校 春風化雨培養(yǎng)人才

 

　　作為高校科研人員，無論是面對科研還是教學工作，劉懷山同樣都兢兢業(yè)業(yè)。在中國石油的16年，從技術(shù)骨干到工程師、高級工程師、地球物理勘探公司副總工程師，他扎根勤耕，取得了豐碩成果。多年在石油行業(yè)摸爬滾打經(jīng)歷，讓他深深感覺到理論知識和實踐相結(jié)合的重要性。在1998年石油工業(yè)重組之際，劉懷山本可以去中石化擔任油田勘探處處長，但他心里首先想到回母校，手執(zhí)教鞭、逐夢教育，將自己多年的理論知識和實踐經(jīng)驗傳授給學生。

 

　　1999年，劉懷山回到母校，從此開始了他的執(zhí)教生涯。他直接承擔了地震資料數(shù)據(jù)處理本科核心課程的教學。在教學中，他認真?zhèn)湔n，傳授知識不遺余力，在授課過程中，他一直秉承“教學與科研相結(jié)合”的教育理念，努力把油田豐富的案例和自己的科研工作融匯到教學中，幫助學生深入理解地震資料數(shù)據(jù)處理中涉及到的各種處理方法。

 

　　2001年，劉懷山盛情邀請中國石油物探領(lǐng)域唯一的中國工程院院士李慶忠教授受聘中國海洋大學。李慶忠院士作為國內(nèi)外知名石油勘探專家，是我國現(xiàn)代石油物探學科帶頭人之一、中國物理地震學奠基人。劉懷山協(xié)助李慶忠院士組建了中國海洋大學復雜油氣田物探方法實驗室，先后出色地完成了國內(nèi)外數(shù)塊陸地、海洋資料的常規(guī)和特殊處理；同時，根據(jù)陸地和海洋高分辨率、復雜區(qū)塊地震勘探資料研究，開發(fā)完成了多個有針對性處理新技術(shù)和新方法。在提高信噪比（保幅壓制海洋地震勘探資料變周期多次波）、提高分辨率、復雜海底構(gòu)造偏移成像、海底天然氣水合物識別與預測研究等方面做出了大量創(chuàng)新性成果。

 

　　擔任系主任期間，劉懷山在地球探測與信息技術(shù)在學校創(chuàng)建高水平特色大學的整體目標和學科發(fā)展規(guī)劃、“勘查技術(shù)與工程”國家卓越工程師計劃、國家工程教育認證、省級精品課程、海洋地球物理學教學團隊和實驗室建設等方面做出了卓越貢獻。他以國際及國內(nèi)一流專業(yè)為參照，針對我國海洋油氣資源探測與工程勘查的重大需求，瞄準世界海洋地球探測與信息技術(shù)發(fā)展的前沿，加強人才培養(yǎng)和自主創(chuàng)新技術(shù)的研究與開發(fā)，積極推進海洋地球物理勘探方向?qū)嶋H和人才培養(yǎng)方案修訂工作，開展人才培養(yǎng)模式改革，完善實踐教育體系。2012年，他負責組織申報了“勘查技術(shù)與工程”國家卓越工程師計劃項目，并獲得批準進行建設工作；2014年，他負責組織并完成了“勘查技術(shù)與工程”國家工程教育認證申請書的申報，并通過了中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會認證；2015年，他組織申報并完成了山東省“十二五”重點學科“地球探測與信息技術(shù)”建設項目建設和終期評估驗收工作；2022年作為專業(yè)負責人，他組織申報并獲批了“勘查技術(shù)與工程”國家一流本科專業(yè)。

 

　　為了讓更多學生了解海洋地球物理知識，劉懷山于2019年申請了校級通識課程“在海洋中給地球做CT”，以醫(yī)學CT、印尼地震與海嘯、日本地震與核泄漏、尋找馬航MH370、蓬萊19－3漏油事件、海洋油氣勘探、可燃冰探測等熱點問題為切入點，講授海洋地球物理方法的基本概念和原理，以及在社會發(fā)展和國民經(jīng)濟中的作用。2020年，劉懷山又帶領(lǐng)團隊，將該通識課搬到了“智慧樹”平臺，不遺余力地推廣和宣傳海洋地球物理方法。

 

　　扎根于多年的教學和科研實踐，劉懷山先后負責組織并申報成功了山東省級精品課程群“海洋地震勘探”5門課程和山東省一流課程“地震勘探原理”，主持承擔了“地震資料數(shù)據(jù)處理”省級精品課程建設。積極培養(yǎng)了多名年輕教師，組建了一支愛崗敬業(yè)的高素質(zhì)群體的“海洋地震勘探教學團隊”。

 

　　迄今，劉懷山連續(xù)多年主講山東省精品課程和省一流課程的本科生或研究生核心專業(yè)課程，在教學中不斷提升教學理念、改善教學方法，取得了豐碩的教學成果。他先后主持完成了山東省高等學校教學改革研究、山東省研究生教育創(chuàng)新計劃、中國海洋大學校級專業(yè)綜合改革試點建設等項目10余項，已獲省部級教學獎2項、校級優(yōu)秀教學成果獎7項，特別是2016年獲得學校連續(xù)兩屆空缺下的第七屆中國海洋大學本科教學優(yōu)秀獎一等獎，2023年榮獲“中國海洋大學最美教師”。目前已培養(yǎng)畢業(yè)碩士生114人、博士生31人。

 

　　劉懷山始終認為，“科研實踐是教學中最具特色的內(nèi)容，教學內(nèi)容與科研、工程技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)實踐等緊密結(jié)合才富有生命力，也對學生產(chǎn)生吸引力。”事實也是如此，劉懷山秉承的“教學和科研”相結(jié)合的教學理念深受學生歡迎，培養(yǎng)了大批懂理論、會實踐的優(yōu)秀學生。很多學生在單位已經(jīng)成為了技術(shù)骨干，在自己的工作崗位上發(fā)揮了重要的作用。如2009年博士畢業(yè)的王福海，現(xiàn)任山東高速集團創(chuàng)新研究院院長、工程技術(shù)應用研究員、山東發(fā)展智庫專家；2018年博士畢業(yè)的任寶宏，現(xiàn)任山東正元地球物理信息技術(shù)有限公司質(zhì)量技術(shù)主管、物探正高級工程師、中國注冊地球物理工程師、山東省政府采購評審專家；2020年博士畢業(yè)的楊晶，現(xiàn)任中石化石油工程地球物理有限公司科技研發(fā)中心地球物理公司專家、正高級工程師，獲省部級科技進步獎3項，中國石化勞動模范榮譽稱號。

 

　　談起劉懷山的教育培養(yǎng)，他的學生們紛紛表示劉老師為人和藹、深受愛戴，他的悉心指導和無私奉獻，讓學生們在學術(shù)道路上邁出堅實的步伐；他的淵博知識和嚴謹治學的態(tài)度深深影響著學生們，激勵他們不斷進步。在教育事業(yè)上，劉懷山真正做到了“教誨如春風，師恩似海深，桃李滿天下，春暉遍四方。”

 

 

　　創(chuàng)新突破 海底地震勘探關(guān)鍵技術(shù)

 

　　目前，隨著油氣資源的開采不斷向深處發(fā)展，而海洋地震勘探仍然采用的是針對深層油氣的常規(guī)方法，已經(jīng)不能滿足海底淺層構(gòu)造的高精度探測，海洋中復雜的多次波等特殊干擾波和水體結(jié)構(gòu)也嚴重影響海底淺層地質(zhì)構(gòu)造的精確成像。為了提高海底淺層地質(zhì)構(gòu)造的地震勘探精度，劉懷山立足國家需求，在國家863計劃、重大專項、國家自然科學基金等科研項目的支持下，帶領(lǐng)團隊經(jīng)過近20年的攻關(guān)，研制了針對海底淺層地質(zhì)目標的非常規(guī)高精度地震勘探設備。

 

　　2006年，面對從美國購置的海洋高分辨率地震儀器收回的“卡脖子”儀器，劉懷山選擇迎難而上，帶領(lǐng)團隊研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的探測精度高、分辨能力強、作業(yè)方式靈活、機動能力強的小道距“高分辨率海洋地震勘探多道數(shù)字拖纜”。該拖纜是我國第一套小道距高分辨率多道數(shù)字拖纜，突破了國外對我國的出口限制瓶頸，填補了國內(nèi)海底以下100～1000米地層高精度探測技術(shù)的空白。

 

　　2010年，針對目前海洋地震勘探氣槍震源主頻低、頻帶窄的問題，劉懷山帶領(lǐng)團隊研發(fā)了穿透深度大、主頻高、頻帶寬、激發(fā)間隔短的寬高頻大能量等離子體震源，解決了海底淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)高精度成像的震源需求難題。

 

　　2017年，劉懷山又帶領(lǐng)團隊成功研發(fā)了國內(nèi)第一套高分辨率數(shù)字地震垂直纜。該垂直纜在識別多次波，有效分離、激發(fā)與接收鬼波等方面具有突出優(yōu)勢，適用于局部探測及非常規(guī)成像，還可實現(xiàn)廣角、寬頻、三維采集。他們研發(fā)的海洋地震垂直纜與寬高頻大能量等離子體震源和高分辨率小道距地震拖纜形成了一套完整的立體探測裝備和配套技術(shù)，在我國南海海域聯(lián)合實現(xiàn)了對于靶區(qū)資料的快速、高效和立體的采集，解決了海上敏感區(qū)域環(huán)境資源勘查手段缺失的難題。

 

　　“我們團隊突破了國外技術(shù)封鎖，解決了海洋高分辨率地震勘探的卡脖子技術(shù)，為國家海洋能源勘探提供了堅實的技術(shù)保障。”劉懷山自豪地說，科研工作者應該心懷“國之大者”，把論文寫在祖國大地上、寫在深海大洋中。20多年的科研求索道路上，劉懷山帶領(lǐng)團隊突破了多項海底能源地球物理立體探測關(guān)鍵技術(shù)，承擔了國家重大專項、973、國家基金及企業(yè)課題50余項。作為第一完成人，他榮獲了2020年度教育部高等學?？茖W研究優(yōu)秀成果獎技術(shù)發(fā)明獎二等獎、2018年中國石油和化工自動化應用協(xié)會科學技術(shù)發(fā)明獎一等獎等省部級獎7項，授權(quán)發(fā)明專利 9 項、軟件著作權(quán) 19 項，發(fā)表高水平研究論文60 余篇。團隊在渤海、黃海、東海、南海等海域成功開展了地球物理資料淺層高分辨率地震探測調(diào)查，完成工作量超過50000千米，預測了多個水合物有利遠景區(qū)并得到鉆探驗證，為勝利海上油田災害地質(zhì)風險評估、渤海海底通道預選址等重大工程提供了基礎(chǔ)資料。打破了西方國家對我國的技術(shù)封鎖，用自己的裝備勘探開發(fā)水合物和油氣資源，保障國家能源安全，推動了國產(chǎn)海洋儀器產(chǎn)業(yè)化的進程，累計經(jīng)濟效益 7．91 億元，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。

 

　　2019年，劉懷山又把科研的目光投向西太平洋，他負責承擔的國家自然科學基金重點項目“近海底地震海洋學立體探測與成像基礎(chǔ)研究”，通過近海底地震海洋學立體探測，得到高精度近海底海水水體特征和海底熱液、冷泉、海底裂隙的地層的成像，研究西太平洋海底復雜地形構(gòu)造與地形對海洋動力過程的影響程度，分析流固界面跨圈層物質(zhì)能量交換對巖石圈演化和海洋深層環(huán)流等動力過程的影響。

 

　　2021年9月17日，國家自然科學基金共享航次計劃“西太平洋能量串級和物質(zhì)輸運重大科學考察航次”搭乘5000噸級新型深遠海綜合科考實習船“東方紅3”從青島奧帆基地碼頭出發(fā)，駛向西太平洋中低緯度海域執(zhí)行科考任務。劉懷山作為本航次首席科學家，他表示：“航次聚焦復雜地形對西太平洋能量串級和物質(zhì)輸運的影響及作用機理，計劃在流固相互作用的關(guān)鍵海域開展物理海洋、海洋地質(zhì)與地球物理、海洋生物地球化學、海氣交換等現(xiàn)場觀測，獲取全水深、多要素的精細化調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)值模擬和理論分析，揭示西太平洋能量串級和物質(zhì)輸運的基本時空特征，闡明復雜地形與流體間的相互作用對能量串級和物質(zhì)輸運的影響及調(diào)控機理，力爭在海洋多尺度、跨圈層相互作用研究領(lǐng)域取得具有重要影響力的原創(chuàng)性成果。”

 

　　乘風破浪、滄海橫流，為了我國海洋油氣資源的勘探與開發(fā)，為了探索海洋的奧秘，劉懷山再一次踏上征程，劈波斬浪、奮楫向前?。ㄎ模瘾h）