□ 徐芳芳

朱維耀

隨著世界范圍內(nèi)油氣勘探開發(fā)的不斷深入，被發(fā)現(xiàn)的油氣藏儲量規(guī)模越來越小。進(jìn)入21世紀(jì)，復(fù)雜油氣藏的勘探開發(fā)占有更重要的地位。在我國，復(fù)雜油氣藏油氣儲量占總儲量近30%，其中油氣藏條件相對差、開發(fā)技術(shù)難度大的難采油氣藏比例超過70%。如非常規(guī)致密氣、頁巖氣、煤層氣、低滲凝析氣、火山巖氣、水合物氣藏，低滲透、致密、頁巖油藏等。開展這類油氣藏的勘探開發(fā)技術(shù)研究，對我國石油工業(yè)的發(fā)展有著極其重要的意義。但是，復(fù)雜油氣藏的勘探開發(fā)技術(shù)難度高、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險大，因而被很多人視為專業(yè)領(lǐng)域的“高峰”，很多人在艱險面前望而卻步。

北京科技大學(xué)應(yīng)用力學(xué)研究所所長朱維耀這些年卻“明知山有虎，偏向虎山行”，作為滲流力學(xué)和油氣田開發(fā)工程領(lǐng)域的知名專家，為解決復(fù)雜油氣藏開發(fā)工程所急需的開發(fā)滲流理論與方法這一瓶頸性國際難題，他克服重重困難，先后建立了系列復(fù)雜油氣藏非線性滲流力學(xué)理論和有效開發(fā)方法，并與油氣井采油工程相結(jié)合，使我國這類油氣藏得以大規(guī)模有效開發(fā)。

緣起數(shù)學(xué) 向地球深處擴(kuò)展

1960年，朱維耀出生于我國東北的一座工業(yè)城市，從小就對數(shù)學(xué)非常感興趣，華羅庚、陳景潤就是他崇拜的偶像，為此還曾經(jīng)立志要走上數(shù)學(xué)研究的道路。陰差陽錯，高考之后，他卻以高分成績被大慶石油學(xué)院錄取。為“曲線”實(shí)現(xiàn)自己兒時的夢想，他選擇了以數(shù)學(xué)、物理為基礎(chǔ)學(xué)科的油氣田開發(fā)專業(yè)，并且憑借對這些基礎(chǔ)學(xué)科的追索興趣，他放棄了當(dāng)時國家優(yōu)厚的分配政策，選擇堅持攀爬象牙塔，最終考入中國科學(xué)院蘭州滲流力學(xué)研究室，專門從事油氣開發(fā)滲流力學(xué)研究，師從郭尚平院士等油氣田開發(fā)及滲流力學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，由此在專業(yè)領(lǐng)域打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

力學(xué)分科很細(xì)，與研究陀螺等需要用到的一般力學(xué)，研究橋梁、隧道需要用到的工程力學(xué)和研究材料經(jīng)常用到的固體力學(xué)不同，朱維耀關(guān)注的對象是以石油、能源為背景的地下流體力學(xué)研究，而地下流體力學(xué)應(yīng)用背景最強(qiáng)的就是石油。將興趣、特長與所學(xué)相結(jié)合，多年探索終于贏得了累累碩果。

早在大學(xué)本科學(xué)習(xí)時，朱維耀就已經(jīng)展露出了良好的研究潛力，期間，他首次揭示了凝析氣液相變復(fù)雜滲流機(jī)理，為后來系統(tǒng)地創(chuàng)建凝析氣藏相變傳質(zhì)滲流理論和高效開發(fā)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

1990年取得博士學(xué)位后，朱維耀留在了滲流力學(xué)所，開始從事油氣藏工程的數(shù)學(xué)和力學(xué)理論研究。期間發(fā)揮自己的長處，通過實(shí)驗、理論、計算機(jī)模擬等多種手段相結(jié)合的方式，對三次采油技術(shù)進(jìn)行了廣泛、深入的研究，優(yōu)化了化學(xué)劑驅(qū)油技術(shù)，提高了非均質(zhì)油氣藏的采收率水平。憑借優(yōu)異的科研成果，朱維耀和他所在的團(tuán)隊多次獲得省部級科技進(jìn)步獎。

2004年，石油界正值由常規(guī)油氣研究轉(zhuǎn)向“非常規(guī)油氣”研究的轉(zhuǎn)型期。為了更好地潛心攻關(guān)，朱維耀將自己研究的主戰(zhàn)場從科研院所轉(zhuǎn)移到了高校，在北京科技大學(xué)開始了自己的轉(zhuǎn)型攻堅之旅。

從最初的“六五”“九五”直至現(xiàn)在的“十三五”，自投入工作以來，石油部門展開的一系列重大攻關(guān)科研項目，朱維耀都參與其中，見證和親歷了我國油氣事業(yè)的發(fā)展，積累了豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗。

合抱之木，生于毫末；九層之臺，起于壘土。千里之行，始于足下。朱維耀的經(jīng)歷證明了這一點(diǎn)。從“九五”開始，他開始專注于難采油藏（致密、特低滲）的研究，針對難采油藏滲透率低，油流動緩慢，難以動用，沒有適應(yīng)性滲流理論和開發(fā)方法及技術(shù)難題，創(chuàng)立了非達(dá)西滲流理論體系，發(fā)明開發(fā)方法系列和壓裂配套采油技術(shù)，使原來難以動用的油藏得以有效動用和大規(guī)模開發(fā)。相關(guān)技術(shù)成果在大慶、勝利、長慶等10多個油田應(yīng)用。僅2007—2009年就動用儲量3.47億噸，獲利潤88.05億元。

1986年以來，憑借不間斷地研究化學(xué)驅(qū)油所打下的堅實(shí)基礎(chǔ)，朱維耀帶領(lǐng)他的團(tuán)隊，通過理論分析和反復(fù)實(shí)驗，發(fā)明了一種通過蒸餾沉淀的流程來制備一種復(fù)合納微米聚合物顆粒的方法，將這種聚合物微球注入井下，可以封住地層中的無效流動區(qū)域，讓原油和注入水在地下的流動更加“有跡可循”，而且其制備比常規(guī)方法更加快捷。

針對原提高采收率技術(shù)不適用于低滲透油田、海上油田和高含水油田的問題，朱維耀還帶領(lǐng)團(tuán)隊發(fā)明了低滲油田功能納微米顆粒分散體系調(diào)驅(qū)等4項提高采收率方法及技術(shù)、海上化學(xué)劑驅(qū)油提高采收率油藏工程關(guān)鍵技術(shù)、化學(xué)劑調(diào)驅(qū)方法及技術(shù)，建立了多相非線性滲流理論、油藏有效驅(qū)動單元滲流理論及流場結(jié)構(gòu)劃分方法,提出了3大類型6種模式剩余油潛力及挖潛對策。研發(fā)高效驅(qū)替劑，形成流場結(jié)構(gòu)調(diào)控方法。在10多個3種類型油田中應(yīng)用，分別平均提高采收率在6.3%、17.8%、9.6%以上。僅2005—2016年海上化學(xué)驅(qū)199口井就增油512.64萬噸，獲利潤78.91億元。

榮獲科學(xué)中國人2017年度人物時與嘉賓及獲獎?wù)吆嫌?/p>

執(zhí)著攻關(guān)結(jié)碩果，長期致力于復(fù)雜油氣藏領(lǐng)域內(nèi)一系列國際性難題的研究，朱維耀在特低滲透油藏非達(dá)西滲流、致密油多尺度流動多區(qū)耦合非線性滲流、非常規(guī)氣多尺度傳輸多場耦合非線性滲流、復(fù)雜氣藏相變傳質(zhì)多區(qū)耦合滲流、化學(xué)劑調(diào)驅(qū)多相非線性滲流等方面取得了重要成果。創(chuàng)新發(fā)展了相對應(yīng)的有效開發(fā)方法系列，發(fā)明了適合于各類開發(fā)方法的有效工藝方法和技術(shù)設(shè)備等，為我國油氣田的有效動用和大規(guī)模開發(fā)做出了重要貢獻(xiàn)，他和團(tuán)隊的項目成果也先后獲得國家科技進(jìn)步獎二等獎1項（排名第1）、部級獎14項（12項排名第1），而他自己也獲評全國優(yōu)秀科技工作者等榮譽(yù)，享受國務(wù)院特殊津貼。他和團(tuán)隊也因為攻克一系列的科研難題，成為行業(yè)里出了名的“攻關(guān)能手”。

當(dāng)鮮花和掌聲接踵而至，眾人看到的或許是榮譽(yù)的光鮮亮麗，只有朱維耀和身邊的同事心里最清楚這背后包含的艱辛和努力。

情牽事業(yè) 奏難采油氣藏世界強(qiáng)音

大慶油田、勝利油田、長慶油田、塔里木油田……雖然自己是從事理論科研的，但是朱維耀說起這些油田來如數(shù)家珍。這些年，除了完成項目所需，更為了讓自己的科研更契合實(shí)際應(yīng)用和未來發(fā)展方向，他跑了很多的油田，將自己的青春和熱血都獻(xiàn)給了這份事業(yè)。很多油田現(xiàn)場，都留下過他和團(tuán)隊成員的身影，通過現(xiàn)場反應(yīng)的問題，再回來理論研究模擬給出解決方案，再返回現(xiàn)場解決實(shí)際問題。多年實(shí)踐讓他們對科研攻關(guān)所具備的品質(zhì)有著清醒的認(rèn)識。

這是一份需要耐力、勇氣和創(chuàng)新精神的工作。早年我國的難采油氣藏開發(fā)研究各方面都還很落后，朱維耀和他的同伴們一方面只能依靠借鑒國外的經(jīng)驗和技術(shù)，但難免遭遇技術(shù)壁壘和被國外“卡”住核心技術(shù)；另一方面在沒有任何經(jīng)驗可以借鑒的情況下摸著石頭過河。缺資金、缺技術(shù)、缺設(shè)備等困難是常有的事，但對朱維耀來說，雖然處處充滿挑戰(zhàn)，但未嘗不是一件好事，這激發(fā)了他創(chuàng)新攻克難關(guān)的勇氣和韌勁。

早在攻讀碩士和博士學(xué)位的時候，朱維耀就開始對化學(xué)劑驅(qū)油技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新探索，借助各種接觸項目的機(jī)會做調(diào)研，自己設(shè)計實(shí)驗裝置，甚至自己到處跑工廠完成加工。取得的科研成果在前幾年完成原國家“973”項目的時候，依然具有創(chuàng)新性，在國際上處于先列。

2012年訪問加拿大氣田

頁巖氣現(xiàn)場野外考察

“很多時候，現(xiàn)實(shí)情況逼著我們?nèi)?chuàng)新，但我愿意積極去創(chuàng)新。只有經(jīng)歷過的人才更明白自己掌握核心技術(shù)的可貴”。在內(nèi)心深處，朱維耀是個要強(qiáng)的人。在攻讀博士學(xué)位的時候，做化學(xué)驅(qū)油相關(guān)研究國內(nèi)沒有對應(yīng)的軟件，國外的又買不起，他就一鼓作氣自己研制。工作之后，實(shí)踐的過程中遇到的各種各樣的難題更是激發(fā)了他的斗志?！拔野l(fā)現(xiàn)有很多科學(xué)問題，如果只在工程實(shí)踐的過程中提煉問題，創(chuàng)新的程度還不夠，還需要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、理論創(chuàng)新，只有我們不斷主動地鉆研突破一些新的問題，再結(jié)合工程實(shí)踐，這樣研制的軟件和技術(shù)達(dá)到的創(chuàng)新才是真正的創(chuàng)新。”多年致力于創(chuàng)新，朱維耀已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗和體會。

以特低滲透油藏研究為例：特低滲透油藏是難開采油藏，其有效開發(fā)非線性滲流理論方法及技術(shù)是國際公認(rèn)的極富挑戰(zhàn)性的理論和技術(shù)難題，攻克和擁有該理論和技術(shù)是衡量一個國家開發(fā)技術(shù)最高水平的重要標(biāo)志，我國國內(nèi)和海外急需這一技術(shù)，而國外也沒有這方面成型的理論方法及技術(shù)。

憑借多年創(chuàng)新積累的經(jīng)驗，朱維耀在面對這一國際難題的時候，一如既往選擇了“迎難而上”。經(jīng)過10多年持續(xù)產(chǎn)學(xué)研一體化聯(lián)合攻關(guān)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊連續(xù)突破了多項重大關(guān)鍵理論和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了4個方面的創(chuàng)新。主要是通過非達(dá)西滲流條件下多相非線性滲流理論體系的建立、系列開發(fā)方法的提出與完善、配套工藝技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了特低滲透油田的有效動用和大規(guī)模開發(fā)。該項目最后經(jīng)專家評審認(rèn)為：“項目技術(shù)難度大，創(chuàng)新性強(qiáng)，開發(fā)理論和技術(shù)方面都獲得了根本性突破，取得了原創(chuàng)性成果，實(shí)現(xiàn)了特低滲透油田的有效動用和高效開發(fā)。屬國際先進(jìn)水平，部分達(dá)到了國際領(lǐng)先水平?！睘榇?，朱維耀獲得了2010年度國家科技進(jìn)步獎二等獎。

在低滲透儲層的研究之后不久，頁巖氣革命也方興未艾。朱維耀深感責(zé)任重大，隨即又投身到我國頁巖氣開發(fā)的研究當(dāng)中。

美國能源信息署（EIA）的數(shù)據(jù)表明，我國頁巖氣儲量高達(dá)36.1萬億立方米以上，居世界第一。雖然頁巖氣儲量巨大，但儲層極致密、埋藏深、地質(zhì)及地表條件復(fù)雜，我國無儲備技術(shù)，且原有開發(fā)技術(shù)不適用，國外技術(shù)也無法直接借鑒。

為了攻克頁巖氣開發(fā)的難關(guān)，朱維耀和他的團(tuán)隊執(zhí)著創(chuàng)新，終于在納微米尺度和多尺度非線性滲流實(shí)驗方面取得了原創(chuàng)性的突破，實(shí)現(xiàn)了微小尺度的氣體滲流實(shí)驗，這樣可以進(jìn)一步結(jié)合裂縫性的巖樣，系統(tǒng)解決頁巖氣基質(zhì)—裂縫多尺度流—固耦合的物理模擬難題。在理論層面，他建立了反映各種流態(tài)及影響因素的全過程多尺度流動統(tǒng)一模型，并針對頁巖氣的開發(fā)特點(diǎn)，建立了多級壓裂水平井開發(fā)多區(qū)耦合、熱—流—固多場耦合非線性滲流理論，形成了頁巖氣多流態(tài)多尺度多區(qū)耦合流場模擬方法，在理論上解決了我國頁巖氣開發(fā)的預(yù)測和優(yōu)化問題。通過多年產(chǎn)學(xué)研一體化聯(lián)合攻關(guān)，這一理論成果在長寧、威遠(yuǎn)、昭通等一系列我國最早投入開發(fā)的頁巖氣區(qū)塊得到了推廣應(yīng)用，近3年設(shè)計氣井320口，平均單井產(chǎn)能提高達(dá)3～6倍，累產(chǎn)氣54.07億立方米，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值80.46億元。相關(guān)成果提升了我國頁巖氣開發(fā)的核心競爭力，應(yīng)用前景十分廣闊。

頁巖氣聯(lián)合會鑒定會

相關(guān)成果得到了我國著名油氣藏專家李陽、戴金星、蘇義腦、郭尚平、康玉柱、韓大匡等多位院士的高度評價，認(rèn)為成果整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分處于國際領(lǐng)先水平。

從最初的落后于人、亦步亦趨，到現(xiàn)在的奮起直追在某些領(lǐng)域能夠與發(fā)達(dá)國家同臺競技，甚至超越致勝，朱維耀及其團(tuán)隊奏響了國內(nèi)在相關(guān)領(lǐng)域的“中國強(qiáng)音”?！爸铝?chuàng)新，埋首基礎(chǔ)，遠(yuǎn)離浮躁，向著難關(guān)繼續(xù)前進(jìn)”，堅守風(fēng)雨歷練中沉淀的信念，朱維耀再度起航。

創(chuàng)新聚力 共登科研新高峰

作為北京科技大學(xué)力學(xué)學(xué)科的負(fù)責(zé)人、應(yīng)用力學(xué)研究所所長，朱維耀還帶領(lǐng)著一支滲流力學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊。這支團(tuán)隊目前有在編職工17人，其中包含中國工程院院士1人、教授博士生導(dǎo)師5人、副教授7人，講師5人。

與團(tuán)隊帶頭人朱維耀一樣，這個團(tuán)隊骨子里就流淌著對創(chuàng)新的動力源泉，團(tuán)隊長期從事油氣田開發(fā)、滲流力學(xué)理論和技術(shù)等問題研究。目前已在特低滲透油藏非達(dá)西滲流理論、頁巖氣多尺度傳輸多場耦合非線性滲流理論、提高采收率滲流力學(xué)理論、非線性滲流實(shí)驗技術(shù)、油氣藏數(shù)值模擬技術(shù)等多方面形成了自己的特色和優(yōu)勢。承擔(dān)過國家重大專項、國家自然科學(xué)重點(diǎn)基金等科研項目100多項，并取得了一大批具有國際先進(jìn)水平的研究成果，提升了我國開發(fā)技術(shù)在國際市場的核心競爭力，科技成果實(shí)踐效果顯著，經(jīng)濟(jì)效益巨大，應(yīng)用前景廣闊，受到同行專家和企業(yè)的一致好評。團(tuán)隊曾獲國家科技進(jìn)步獎1項（排名1）、省部級獎12項（排名1），出版專著30部，發(fā)表相關(guān)研究論文500余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利50件。

這是一支結(jié)構(gòu)合理、多學(xué)科聯(lián)合、實(shí)力雄厚、人員穩(wěn)定的科研技術(shù)隊伍，研究隊伍不僅基礎(chǔ)學(xué)科齊全，具有滲流力學(xué)、油藏工程、物理化學(xué)、流體力學(xué)、固體力學(xué)方面的專家和中青年學(xué)術(shù)骨干，而且各具特色，形成了學(xué)科交叉互補(bǔ)，在滲流力學(xué)和應(yīng)用方面取得了系列科研成果和寶貴經(jīng)驗?，F(xiàn)有國家批準(zhǔn)的滲流力學(xué)博士、碩士學(xué)位授予點(diǎn)，設(shè)有博士后流動站，有應(yīng)用力學(xué)研究所以及“新能源研究中心”和“力學(xué)研究中心”等。有配套的專業(yè)和科研設(shè)備，為該團(tuán)隊科學(xué)技術(shù)研究提供支撐。

作為團(tuán)隊的“領(lǐng)頭羊”，朱維耀自然有著很多團(tuán)隊年輕人以之為率的品質(zhì)。致力于理論應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)踐多年，他先后榮獲第六屆“全國優(yōu)秀科技工作者”“北京市優(yōu)秀教師”稱號，獲中國石油和化工行業(yè)協(xié)會“科技成就獎”，享受國務(wù)院政府特殊津貼。發(fā)表科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)論文260余篇，其中SCI、EI收錄110余篇，出版專著13部，獲發(fā)明專利20余項，取得科研成果200多項。已指導(dǎo)培養(yǎng)流體力學(xué)學(xué)科博士、碩士研究生150多名。

在學(xué)校師生們眼中，朱維耀是一名既有工程實(shí)踐背景，也深諳理論創(chuàng)新研究的“不一樣”的導(dǎo)師。在課堂上，他不僅為同學(xué)們講解課本上的知識，更通過自己多年來在現(xiàn)場實(shí)踐的經(jīng)驗，為大家介紹實(shí)際的工程實(shí)踐。他平時對學(xué)生、團(tuán)隊“抓得很緊”，但也會就科研方向與學(xué)生反復(fù)討論斟酌之后，讓他們“自由去飛”?！艾F(xiàn)在年輕人創(chuàng)新的一個最大的障礙就是不能夠長時間聚精會神地去做一件事情”，懷抱一顆育人育德之心的朱維耀希望用自己的經(jīng)歷和感悟帶動后輩去堅守、去創(chuàng)新。尊重他們個性的同時，將他們的所長與研究需求充分結(jié)合，從而推動力學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展。

閑下來的朱維耀，平時會跑跑步，踢踢足球。團(tuán)建需要，他經(jīng)常會在有空的周末，叫上團(tuán)隊里的“好漢”們一起去足球場上拼搏一把。在他看來，科研攻關(guān)的過程像極了踢足球的過程，想要勝利就是需要整個團(tuán)隊分工協(xié)作、同舟共濟(jì)、共攀高峰。而未來，擺在他們面前的高峰還有很多座，比如非常規(guī)油氣藏的開發(fā)，非線性滲流理論的再突破，還有人工智能、大數(shù)據(jù)等方法的引入等，向著高峰，他們繼續(xù)埋首向前。