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陶士振 | 在新时代油气舞台上熠熠生辉
从清华大学向东,过成府路,步行两公里,便是位于海淀区学院路的中国石油勘探开发研究院。大院里古树参天,似乎在诉说着我国油气科研发展的辉煌历程。作为我国最早的石油科研机构之一,成立于1958年的中国石油勘探开发研究院(以下简称“勘探院”)会聚了国内顶尖的油气科研工作者。他们不忘初心、不移其志、不改本真,在捍卫国家荣光、挺起民族脊梁的艰难求索中,熔铸了一座座精神丰碑。
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▲2020年12月陶士振在广州“十三五”国家科技重大专项致密油项目专题验收会上发言
千秋基业,人才为本。2018年,中国石油天然气集团有限公司(以下简称“中石油”)启动“石油科学家培育计划”,是以重大科技专项和重大工程项目为依托,结合专业技术岗位序列制度改革,推进高端领军人才队伍建设的重要人才工程。同年8月29日在西安举行签约仪式,在中石油12家单位首批28人名单中,时任勘探院二级专家和中石油高级技术专家陶士振名列其中。
作为我国油气勘探开发辉煌历程的参与者和见证者,陶士振赶上了我国油气勘探大发展时期,也见证了我国油气勘探从构造油气藏向岩性地层油气藏的拓展,从常规油气向非常规油气的突破,从传统能源向新能源的转型,从油气主体资源向共伴(寄)生资源的延伸。20多年来,他始终保持着唯实求真的初心,在勘探院的大平台上潜心研究,不断挑战科研壁垒,用“三非、两志、一新”研究生涯致力守护国家能源安全。于他而言,青春年少的岁月早已融入时代洪流之中,留下的是新时代油气舞台上的点点足迹,伴随他执着前行。
潜心“三非”,支撑油气增储上产
安徽省颍上县——这座千年古城地处淮北平原的最南端,山清水秀、人文蔚盛,曾孕育了管仲、鲍叔牙这样的名士。1966年,贫民子弟陶士振出生于此,在这里度过了童年和少年时光。此后,他北上求学,进入地质勘探领域,开启了自己的油气科研人生。
正如陶士振所说,“虽然进入油气行业只是机缘巧合,却也是一生无怨无悔的追求”。1999年,乐学不疲的他在中国科学技术大学获得地球化学理学博士学位后,进入勘探院从事博士后研究工作,师从我国“天然气之父”戴金星院士,这一待就是24年。“我大学学的是化工矿产地质勘探,硕士研究方向是油气形成演化中的流体包裹体及示踪研究,随后踏入石油勘探领域。”回忆自己近30年的油气生涯,陶士振笑言,硕士开始学找油,博士学找气,博士后阶段开展天然气地球化学研究,算是真正步入主流油气行业。
2001年,博士后出站的陶士振入职勘探院石油地质研究所,正赶上勘探行业大发展、油气领域大突破的时期。“当时刚进入21世纪,勘探领域面临从构造油气藏向岩性地层油气藏的拓展深化。”陶士振回忆道。2002年,时任勘探院院长贾承造院士积极推动中石油岩性地层油气藏项目立项并担任项目长,随后时任石油地质研究所所长邹才能担任执行项目长,当时的团队新人陶士振,也幸运地于2004年参与到相关课题研究之中,主要负责成藏机理专题研究。“从那时起,岩性地层油气藏就一直是我国石油勘探发现和增储上产的主体,目前已探明储量占80%左右,其中大型特大型岩性地层油气田/区,更是增储上产的重中之重。”
随后在“十一五”“十二五”国家科技重大专项设立的“岩性地层油气藏成藏藏规律、关键技术及目标评价”项目中,勘探院副院长邹才能担任项目长,不断奋进的陶士振先后被赋予副课题长和课题长的职责;与此同时,他还担任中石油重大科技项目“岩性地层油气藏成藏规律研究与关键技术攻关”副项目长、课题长。在此期间,基于典型油气藏精细解剖、新技术分析测试、成藏物理模拟等综合研究,陶士振带领课题组建立了3类斜坡、3类凹陷、3种组合岩性油气藏成藏模式,揭示了岩性油气藏形成机制与主控因素,建立了岩性油气藏大油气区评价方法;揭示了地层尖灭型和风化岩溶型两大类地层油气藏形成主控因素与富集规律,建立了地层油气藏大油气区评价方法,明确了下一步勘探方向。这一研究成果不仅支撑了油气勘探评价和选区,还推动了岩性地层油气藏勘探发展。
赓续科研成果,勇担攻关责任。在由时任勘探院总地质师胡素云担任项目长的“十三五”国家科技重大专项项目“致密油富集规律与勘探开发关键技术”中,陶士振担任常务副项目长、课题长。依托这一项目和长庆油田委托项目“湖盆致密储层沉积层序及有利储层分布预测”等配套课题,他逐步建立了基于不同“源-储”组合的陆相致密油富集理论认识与地质评价方法,应用于油田勘探生产,有效支撑了致密油增储上产和规模效益发展。
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▲2018年8月陶士振赴西安出席中石油首批“石油科学家培育协议”签约仪式(前排自左至右为万玉金、李宁、郭三林、陶士振、胥云)
如今,回想20年来的“三非”科研历程,除了致力于“非构造”(岩性地层油气藏)和“非常规”(致密油气和页岩油)领域攻关研究之外,陶士振还带领团队积极探索“非有机”相关领域无机-有机复合作用与成油成气研究,以第一作者的身份出版了《无机成因天然气》一书,揭示和建立了基于不同构造组合无机作用成气的构造地球化学动力学机制和预测评价方法。
“上述这些成果都是在团队工作基础上与油田课题组联合攻关下逐渐实现的,不是我个人的成果。”陶士振特别强调。在他看来,成绩的取得离不开前辈、老师、领导的指导、帮助和支持,更离不开团队同仁的共同努力。他非常感谢人生各个阶段老师的潜心栽培,而老师们诲人不倦、奖掖后学的精神也在他的身上得到了传承。如今,作为博士生导师,陶士振给予自己的学生和团队成员更多信任,根据博士后和研究生的特点为他们规划科研方向和课题任务。他常常要求他们既要有广阔的视野,又要关注行业发展前沿,利用多学科融合的“他山之石”来推动科研的发展。
修撰“两志”,推动理论技术发展
纵观我国油气发展史,其实是一部民族奋进史。勤劳智慧的中华民族对油气的开发利用有着悠久的历史。
栉风沐雨砥砺行,春华秋实满庭芳。1988年,由翟光明院士推动,在我国石油科技工作者的共同努力下,第一版《中国石油地质志》系列丛书正式出版发行,系统地阐述了新中国成立30多年来石油天然气地质勘探事业的发展历程和成果。“对于初入油气行业或初入某个盆地(探区)的工作者来说,这套书籍更是必不可少的参考资料和工具书,被称为油气领域的‘新华字典’。”陶士振介绍道。不同专业的科研工作者都能从中找到自己需要的信息和数据,一路从研从业,他也是这套书籍的受益人之一。
盛世修志,惠及千秋。在第一版《中国石油地质志》出版后的30年间,我国各探区油气地质勘探工作取得了巨大的发展,原版志书亟待补充、更新和完善。为此,翟光明院士于2016年提议开展《中国石油地质志》修编,并由勘探院试点先行启动《总论》卷修编,时任院长赵文智院士负责,委托时任院总地质师胡素云具体组织,随后成立由院二级专家等组成的统稿组,陶士振负责统稿组工作,以及志书修编组织推进等项目办公室日常工作。
《中国石油地质志》系列丛书修编得到中石油管理层高度重视,随后科技管理部立项,勘探与生产分公司负责组织实施,而负责“书写新篇”的修编办公室,就设在勘探院,并于2017年7月组织承办了中石油各探区分卷全面修编工作启动会。后来,陶士振相继担任《中国石油地质志》系列丛书(第二版)总编委,《总论》卷编委、编写组副组长和统稿组组长。他具体负责组织制定编写规范和统稿细则,推进了中石油探区16卷书稿的修编、预审、组审、完善及《总论》卷部分章节撰写与统编工作。
为保证书稿初稿质量,2018年春节后刚上班,按照中石油勘探与生产分公司领导要求,陶士振就带领统稿组协同石油工业出版社及中石油咨询中心专家,亲赴大庆、吉林、辽河、玉门、吐哈、塔里木等11家油田分卷单位进行书稿预审和交流。与统稿组人员按专业分工、逐章审核和讨论,宣贯志书编写规范和技术要求;同时出版社专家介绍修编体例及格式要求,审阅书稿提出整改意见,他们的行程极为忙碌。为了确保效率,他们平均每周要完成2家分卷单位的预审,每次预审都几乎要耗费一整天的时间。尤其第一周安排在周一、周三、周五预审吐哈、玉门、塔里木3家油田单位,由于这3家所在地均为非省会城市且相互之间没有直达航班,陶士振团队需要通过长时间地转机和转火车抵达,行程非常紧张。为了节省时间,他们常常在晚上乘飞机,在行进途中还要高强度、高专注度、不间断地阅读大量书稿,出租车上、候机厅里、飞机上、宾馆内……几乎全时空范围内,陶士振团队利用一切可能时间阅稿,以确保各项工作的顺利进行。功夫不负有心人,最终结果表明统稿组预审工作环节富有成效,预审修改后初稿质量有明显提高,为志书初稿优化及公司正式审查奠定了基础。
“编撰工作事无巨细,必须亲力亲为。”陶士振如是说道。勘探院统稿组(陶士振、贾进华、方向、邓胜徽、池英柳、赵长毅等)是修编工作组织推进的具体实施者,在负责编写工作总体设计、制定和修订工作规范和要求、组织并指导编写工作开展的同时,还要多轮次审查书稿并提出修改意见、组织专家完成分卷审稿等工作,推动整体修编工作高质量顺利实施,力求使之成为新时期的重要工具性著作。让他感到欣慰的是,修编团队的工作不仅得到了相关领导和油田公司的高度肯定和认同,许多成果还不同程度地应用在指导油田计划规划编制、勘探思路调整及部署研究等工作中。
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▲2022年4月《中国石油地质志》(修编)项目验收会合影(北京)
2021年,《中国石油地质志》(修编)入选了“十三五”国家重点图书出版规划项目及2020年度国家出版基金资助项目。“新一版《中国石油地质志》对我国油气勘探理论和技术的推广和传承,以及今后30年的油气勘探研究和部署意义重大。”陶士振说。
与此同时,已纳入自然资源部“十三五”规划的《中国矿产地质志》在并行研编。2017年11月,总主编陈毓川院士委托时任勘探院院长赵文智院士负责《中国矿产地质志·油气卷》(以下简称《油气卷》)研编工作,由时任院总地质师胡素云组织实施,安排陶士振等《中国石油地质志》统稿组人员,具体负责研编办公室日常工作,主持制定研编标准和规范,协同中石化、中海油、延长石油等4大油公司30余个单位研编组,统筹推进6个分卷书稿研编、会议研讨、稿件审查、部分章节编写与全卷统稿完稿工作。陶士振后来担任《中国矿产地质志》专家委员会委员、《中国矿产地质志·油气卷》副主编,同时又具体负责《中部油气区》分卷研编工作。
鉴于研编《油气卷》的4大油公司30多家分公司、科研院所,各家地质规范和技术标准不一,统稿组采取了行之有效的措施。考虑到新疆油田曾编写过相关类似书籍,具有丰富的经验,于是研编办公室委托新疆油田研编组制定了详细的志书行文和制图制表统一规范,并给出研编范文示例,经多次组织行业专家审查论证通过后下发执行。同时,具体到某一盆地,他们通过不定期组织各家研讨以统一各家行文和编图方案,为志书顺利研编及统稿工作奠定了扎实基础。
事实上,修志问道对陶士振来说,也是一件有着巨大收获的事情。通过修志,可以对自己油气人生进行深刻地盘点与思考,“总结过去,启发未来”。
转战“一新”,服务国家战略需求
“国家需求就是科研工作者努力的方向。”随着能源需求的日益增长和全球环境的不断变化,清洁、可再生能源及油气伴生资源的利用成为社会发展的必然趋势,氦气研究走入科研工作者的视野。
氦气(XAI)是一种稀缺战略资源。我国氦气对外依存度达90%以上,断供风险大。面对困境,必须迎难而上,要不断提升资源勘探开发力度以实现科技自立自强。2021年,习近平总书记提出《加大战略资源科技攻关力度,提高关键领域自主创新能力》的重要指示,为科技强国和能源强国建设指明了方向。同年,靶向XAI产业技术与装备研发方向,“十四五”中石油重大攻关项目和国家科技部相关项目相继立项。
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▲2022年7月陶士振(左三)在鄂尔多斯盆地钻井岩心库观察岩心
在时代变迁中紧跟祖国科研需求,这是陶士振始终坚守的初心。经勘探院推荐、中石油科技管理部审批,已过天命之年的他分别担任上述中石油XAI项目“XAI资源评价与低成本提XAI及运储关键技术研究”(勘探院一级项目)项目经理和国家XAI项目“XAI评价勘查技术研究”课题长。这些都是开题较晚的新项目(课题),研究团队也是后来组建的来自各方的全新兼职成员构成,陶士振说道,他把尽可能多的机会留给团队新人,例如,在他负责的国家XAI课题中,自己不再担任专题长;在他负责的中石油XAI项目中,自己不再担任课题长和专题长。
氦气是典型的无机成因气,而对陶士振来说,他与氦气研究也可谓“缘来已久”。20多年前他在中国科学技术大学攻读博士学位期间,博士论文的主题就是围绕郯庐断裂系及邻区无机成因天然气研究。从那时起,他就关注无机成因气和氦气组分及地球化学特征,并探讨如何运用氦、氖、氩等同位素研判成因来源、揭示运聚成藏机制,《无机成因天然气》一书也是在这篇博士论文的基础上逐步丰富而成的。2006~2010年,根据戴金星院士安排,他还参与了其中石油天然气科技项目,运用流体包裹体等方法,通过氦、氖、氩、碳同位素检测分析,研究松辽盆地有机-无机复合成因气及氦气成因来源与聚集机制。陶士振坦言,相对于常规天然气,氦气的生运聚机制有其特殊性和复杂性,但是就分子结构、形成与演化过程、次生变化等经历的地质色层效应来说,“油”比“气”复杂,“烃类气”比“氦气”复杂,有了扎实的化学/物理基础,都可以在氦气的“星空”中找到“北极星”。
“创新是科技发展的动力和灵魂,从0到1的创新更是弥足珍贵。”陶士振颇为感慨地说道。氦气项目覆盖了资源勘查、提氦、运储等产业链上中下游技术领域,是融合地质、化工、材料、工程、物理等多学科的系统工程。由于新组建的项目团队很多成员是以兼职身份参与项目,在推进相关工作的过程中无疑面临着更多的挑战。尽管如此,项目精心组织,在大家共同努力下,近两年时间内取得了一系列阶段进展,研究揭示氦气“水溶相、气溶相、游离相”3种赋存状态和运移机理,初步形成氦气“生—运—聚”地质理论新认识,研发形成氦气地质综合评价、专属性资源分级评价和区带评价系列方法技术。通过组织新一轮检测分析,发现一批氦含量大于0.1%富氦气田(藏),评价优选了氦气富集区和潜在有利区。同时现场随钻在线高精度探测装备、大容量超低温储罐、提纯技术及工艺装备研制等取得重大突破性进展及显著应用成效,为产业链和创新链融合发展提供理论技术支撑。
2023年12月7日,中国工业气体工业协会在北京召开“中国氦产业创新发展委员会”成立大会,陶士振被聘为理事。
“作为一名企业院所的科研工作者,我们的研究需要面向国家需求、企业需要,必须能够应用到油气行业的实践中,这是我们做科研的根本。”陶士振认真地说道,“目前,我已接近退休之年,始终保持履职尽责,竭尽所能,助力我国氦气产业链建设和发展做出力所能及的贡献。”在油气资源的宝藏中,蕴藏着几代油气人最炽热的梦。每一个热爱油气事业并为之努力的人,都在新时代油气舞台上熠熠生辉。
专家简介:
陶士振,中国石油勘探开发研究院企业高级专家、教授级高级工程师、博士生导师。先后担任中国石油勘探开发研究院石油地质研究所总地质师,中国石油天然气集团有限公司高级技术专家,中石油首批“石油科学家”培育对象。
现任中国工业气体工业协会“中国氦产业创新发展委员会”理事、中国地球物理学会流体地球科学专业委员会常务副主任、中国地球物理学会构造物理化学专业委员会副主任、中国矿物岩石地球化学学会矿物包裹体专业委员会委员;《中国石油地质志》系列丛书(第二版)总编委;《总论》卷编委、编写组副组长和统稿组组长;《中国矿产地质志》专家委员会委员、《中国矿产地质志·油气卷》副主编。
先后从事岩性地层油气藏、致密油气与页岩油、无机成因气及氦气等常规/非常规油气地球化学成藏与综合评价研究。先后主持和参与国家科技重大专项、国家科技攻关项目、中国石油天然气集团有限公司重大专项和关键核心技术攻关项目、中石油科技与生产项目、油田公司委托项目等项目/课题研究。获省部级和局级科技进步奖18项,发表学术论文100余篇。
陶士振先后任职九三学社北京市海淀区委委员/宣传部部长,九三学社中国石油勘探开发研究院支社主委。
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