【ZiDongHua 之自動(dòng)化學(xué)院派收錄關(guān)鍵詞：中國(guó)海洋大學(xué) 科研實(shí)踐 數(shù)據(jù)采集 】

 

 

　　來(lái)源：中國(guó)網(wǎng) | 2023年10月18日 17:11

 

　　原標(biāo)題：科研開拓創(chuàng)新 教育春風(fēng)化雨 ——記中國(guó)海洋大學(xué)劉懷山教授

 

　　一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，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(shí)至今日，容易找到的礦藏大部分均已探測(cè)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(yùn)用物理學(xué)的方法去研究地球，并尋找地球內(nèi)部礦藏資源的一門學(xué)科，地球物理學(xué)已成為地球科學(xué)中最具活力、與現(xiàn)代科技關(guān)系最為密切的學(xué)科，為探測(cè)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(guó)海洋大學(xué)二級(jí)教授，海洋地球物理學(xué)博士生導(dǎo)師，民革黨員。主要研究方向?yàn)橛蜌獾厍蛭锢砜碧?、海洋地球物理學(xué)、天然氣水合物探測(cè)；同時(shí)兼任中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)常務(wù)理事、國(guó)家安全地球物理委員會(huì)副主任委員、全國(guó)GIS應(yīng)用水平考試專家委員副主任委員、海洋油氣勘探國(guó)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(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)員、SEG會(huì)員、Applied Geophysics和石油物探編委等。他成功研發(fā)出國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海洋淺層高分辨率地震立體探測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與裝備，其主要技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外同類技術(shù)產(chǎn)品，處于國(guó)際領(lǐng)先水平，并實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

 

　　堅(jiān)持不輟 鉆研石油物探技術(shù)

 

　　1979年，劉懷山考入中國(guó)海洋大學(xué)（原山東海洋學(xué)院），學(xué)習(xí)海洋地球物理勘探專業(yè)，1983年，做本科畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，他被安排到勝利油田會(huì)戰(zhàn)指揮部進(jìn)行實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)期間，他僅帶著一床棉被前往勝利油田報(bào)到，當(dāng)時(shí)恰逢課題組正進(jìn)行國(guó)家“六五”三維地震勘探技術(shù)重點(diǎn)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(xué)校沒有學(xué)過三維地震勘探技術(shù)，他便每天自學(xué)，廢寢忘食地研究?jī)H有的幾篇國(guó)外參考文獻(xiàn)，邊學(xué)習(xí)邊解釋資料。但是實(shí)習(xí)時(shí)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(qiáng)的正弦曲線。

 

　　“地下地層怎么可能是這樣？”劉懷山向研究隊(duì)的導(dǎo)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(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，到資料處理的各個(gè)流程環(huán)節(jié)和參數(shù)設(shè)計(jì)，每一步都進(jìn)行了詳細(xì)論證。他寫了500多頁(yè)的論證報(bào)告，最終找到了問題所在，為油田挽回了巨大損失。因?yàn)閷?shí)習(xí)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(dān)了國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“三維地震勘探技術(shù)”攻關(guān)研究，在國(guó)內(nèi)獨(dú)立自主設(shè)計(jì)并實(shí)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(xiàng)目達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，榮獲了國(guó)家科委頒發(fā)的“六五”科技攻關(guān)表彰獎(jiǎng)，并獲得國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

 

　　在三維地震勘探新技術(shù)的推廣應(yīng)用中，劉懷山設(shè)計(jì)了田家、東辛、濰北、樁西等十幾個(gè)地區(qū)的施工方法，使得三維地震后比應(yīng)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(chǔ)量10759．6萬(wàn)噸，部分油田投產(chǎn)當(dāng)年產(chǎn)油74．8萬(wàn)噸。

 

　　“七五”期間，劉懷山又承擔(dān)了國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)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(gè)、面積244km2，落實(shí)構(gòu)造圈閉15個(gè)、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(chǔ)量20000多萬(wàn)噸，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(jiǎng)，該項(xiàng)研究達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)和接近國(guó)際先進(jìn)水平。鑒于其科研成績(jī)突出，劉懷山多次榮獲勝利油田立功獎(jiǎng)勵(lì)，1991年獲中國(guó)石油天然氣總公司銅牌獎(jiǎng)，1992年榮獲“山東省優(yōu)秀科技工作者”。

 

 

　　心系母校 春風(fēng)化雨培養(yǎng)人才

 

　　作為高校科研人員，無(wú)論是面對(duì)科研還是教學(xué)工作，劉懷山同樣都兢兢業(yè)業(yè)。在中國(guó)石油的16年，從技術(shù)骨干到工程師、高級(jí)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(shí)和實(shí)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(dān)任油田勘探處處長(zhǎng)，但他心里首先想到回母校，手執(zhí)教鞭、逐夢(mèng)教育，將自己多年的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)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(dān)了地震資料數(shù)據(jù)處理本科核心課程的教學(xué)。在教學(xué)中，他認(rèn)真?zhèn)湔n，傳授知識(shí)不遺余力，在授課過程中，他一直秉承“教學(xué)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(xué)中，幫助學(xué)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(qǐng)中國(guó)石油物探領(lǐng)域唯一的中國(guó)工程院院士李慶忠教授受聘中國(guó)海洋大學(xué)。李慶忠院士作為國(guó)內(nèi)外知名石油勘探專家，是我國(guó)現(xiàn)代石油物探學(xué)科帶頭人之一、中國(guó)物理地震學(xué)奠基人。劉懷山協(xié)助李慶忠院士組建了中國(guó)海洋大學(xué)復(fù)雜油氣田物探方法實(shí)驗(yàn)室，先后出色地完成了國(guó)內(nèi)外數(shù)塊陸地、海洋資料的常規(guī)和特殊處理；同時(shí)，根據(jù)陸地和海洋高分辨率、復(fù)雜區(qū)塊地震勘探資料研究，開發(fā)完成了多個(gè)有針對(duì)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(fù)雜海底構(gòu)造偏移成像、海底天然氣水合物識(shí)別與預(yù)測(cè)研究等方面做出了大量創(chuàng)新性成果。

 

　　擔(dān)任系主任期間，劉懷山在地球探測(cè)與信息技術(shù)在學(xué)校創(chuàng)建高水平特色大學(xué)的整體目標(biāo)和學(xué)科發(fā)展規(guī)劃、“勘查技術(shù)與工程”國(guó)家卓越工程師計(jì)劃、國(guó)家工程教育認(rèn)證、省級(jí)精品課程、海洋地球物理學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面做出了卓越貢獻(xiàn)。他以國(guó)際及國(guó)內(nèi)一流專業(yè)為參照，針對(duì)我國(guó)海洋油氣資源探測(cè)與工程勘查的重大需求，瞄準(zhǔn)世界海洋地球探測(cè)與信息技術(shù)發(fā)展的前沿，加強(qiáng)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(jìn)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(shí)踐教育體系。2012年，他負(fù)責(zé)組織申報(bào)了“勘查技術(shù)與工程”國(guó)家卓越工程師計(jì)劃項(xiàng)目，并獲得批準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)工作；2014年，他負(fù)責(zé)組織并完成了“勘查技術(shù)與工程”國(guó)家工程教育認(rèn)證申請(qǐng)書的申報(bào)，并通過了中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)認(rèn)證；2015年，他組織申報(bào)并完成了山東省“十二五”重點(diǎn)學(xué)科“地球探測(cè)與信息技術(shù)”建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)和終期評(píng)估驗(yàn)收工作；2022年作為專業(yè)負(fù)責(zé)人，他組織申報(bào)并獲批了“勘查技術(shù)與工程”國(guó)家一流本科專業(yè)。

 

　　為了讓更多學(xué)生了解海洋地球物理知識(shí)，劉懷山于2019年申請(qǐng)了校級(jí)通識(shí)課程“在海洋中給地球做CT”，以醫(yī)學(xué)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(cè)等熱點(diǎn)問題為切入點(diǎn)，講授海洋地球物理方法的基本概念和原理，以及在社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用。2020年，劉懷山又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，將該通識(shí)課搬到了“智慧樹”平臺(tái)，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(xué)和科研實(shí)踐，劉懷山先后負(fù)責(zé)組織并申報(bào)成功了山東省級(jí)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(dān)了“地震資料數(shù)據(jù)處理”省級(jí)精品課程建設(shè)。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(xué)團(tuán)隊(duì)”。

 

　　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(xué)中不斷提升教學(xué)理念、改善教學(xué)方法，取得了豐碩的教學(xué)成果。他先后主持完成了山東省高等學(xué)校教學(xué)改革研究、山東省研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃、中國(guó)海洋大學(xué)校級(jí)專業(yè)綜合改革試點(diǎn)建設(shè)等項(xiàng)目10余項(xiàng)，已獲省部級(jí)教學(xué)獎(jiǎng)2項(xiàng)、校級(jí)優(yōu)秀教學(xué)成果獎(jiǎng)7項(xiàng)，特別是2016年獲得學(xué)校連續(xù)兩屆空缺下的第七屆中國(guó)海洋大學(xué)本科教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，2023年榮獲“中國(guó)海洋大學(xué)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(rèn)為，“科研實(shí)踐是教學(xué)中最具特色的內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容與科研、工程技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)實(shí)踐等緊密結(jié)合才富有生命力，也對(duì)學(xué)生產(chǎn)生吸引力。”事實(shí)也是如此，劉懷山秉承的“教學(xué)和科研”相結(jié)合的教學(xué)理念深受學(xué)生歡迎，培養(yǎng)了大批懂理論、會(huì)實(shí)踐的優(yōu)秀學(xué)生。很多學(xué)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(tuán)創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)、工程技術(shù)應(yīng)用研究員、山東發(fā)展智庫(kù)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(jí)工程師、中國(guó)注冊(cè)地球物理工程師、山東省政府采購(gòu)評(píng)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(jí)工程師，獲省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng)，中國(guó)石化勞動(dòng)模范榮譽(yù)稱號(hào)。

 

　　談起劉懷山的教育培養(yǎng)，他的學(xué)生們紛紛表示劉老師為人和藹、深受愛戴，他的悉心指導(dǎo)和無(wú)私奉獻(xiàn)，讓學(xué)生們?cè)趯W(xué)術(shù)道路上邁出堅(jiān)實(shí)的步伐；他的淵博知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度深深影響著學(xué)生們，激勵(lì)他們不斷進(jìn)步。在教育事業(yè)上，劉懷山真正做到了“教誨如春風(fēng)，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(duì)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(cè)，海洋中復(fù)雜的多次波等特殊干擾波和水體結(jié)構(gòu)也嚴(yán)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(guó)家需求，在國(guó)家863計(jì)劃、重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等科研項(xiàng)目的支持下，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近20年的攻關(guān)，研制了針對(duì)海底淺層地質(zhì)目標(biāo)的非常規(guī)高精度地震勘探設(shè)備。

 

　　2006年，面對(duì)從美國(guó)購(gòu)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(tuán)隊(duì)研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的探測(cè)精度高、分辨能力強(qiáng)、作業(yè)方式靈活、機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)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(guó)第一套小道距高分辨率多道數(shù)字拖纜，突破了國(guó)外對(duì)我國(guó)的出口限制瓶頸，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)海底以下100～1000米地層高精度探測(cè)技術(shù)的空白。

 

　　2010年，針對(duì)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(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了國(guó)內(nèi)第一套高分辨率數(shù)字地震垂直纜。該垂直纜在識(shí)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(shì)，適用于局部探測(cè)及非常規(guī)成像，還可實(shí)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(cè)裝備和配套技術(shù)，在我國(guó)南海海域聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(tuán)隊(duì)突破了國(guó)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(guó)家海洋能源勘探提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。”劉懷山自豪地說，科研工作者應(yīng)該心懷“國(guó)之大者”，把論文寫在祖國(guó)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(tuán)隊(duì)突破了多項(xiàng)海底能源地球物理立體探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)，承擔(dān)了國(guó)家重大專項(xiàng)、973、國(guó)家基金及企業(yè)課題50余項(xiàng)。作為第一完成人，他榮獲了2020年度教育部高等學(xué)?？茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、2018年中國(guó)石油和化工自動(dòng)化應(yīng)用協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等省部級(jí)獎(jiǎng)7項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專利 9 項(xiàng)、軟件著作權(quán) 19 項(xiàng)，發(fā)表高水平研究論文60 余篇。團(tuán)隊(duì)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(cè)調(diào)查，完成工作量超過50000千米，預(yù)測(cè)了多個(gè)水合物有利遠(yuǎn)景區(qū)并得到鉆探驗(yàn)證，為勝利海上油田災(zāi)害地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、渤海海底通道預(yù)選址等重大工程提供了基礎(chǔ)資料。打破了西方國(guó)家對(duì)我國(guó)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(guó)家能源安全，推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)海洋儀器產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，累計(jì)經(jīng)濟(jì)效益 7．91 億元，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

 

　　2019年，劉懷山又把科研的目光投向西太平洋，他負(fù)責(zé)承擔(dān)的國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“近海底地震海洋學(xué)立體探測(cè)與成像基礎(chǔ)研究”，通過近海底地震海洋學(xué)立體探測(cè)，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(fù)雜地形構(gòu)造與地形對(duì)海洋動(dòng)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(duì)巖石圈演化和海洋深層環(huán)流等動(dòng)力過程的影響。

 

　　2021年9月17日，國(guó)家自然科學(xué)基金共享航次計(jì)劃“西太平洋能量串級(jí)和物質(zhì)輸運(yùn)重大科學(xué)考察航次”搭乘5000噸級(jí)新型深遠(yuǎn)海綜合科考實(shí)習(xí)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(wù)。劉懷山作為本航次首席科學(xué)家，他表示：“航次聚焦復(fù)雜地形對(duì)西太平洋能量串級(jí)和物質(zhì)輸運(yùn)的影響及作用機(jī)理，計(jì)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(xué)、海氣交換等現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，獲取全水深、多要素的精細(xì)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(jí)和物質(zhì)輸運(yùn)的基本時(shí)空特征，闡明復(fù)雜地形與流體間的相互作用對(duì)能量串級(jí)和物質(zhì)輸運(yùn)的影響及調(diào)控機(jī)理，力爭(zhēng)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(fēng)破浪、滄海橫流，為了我國(guó)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）