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填补国内沉积正演模拟软件空白达国际领先水平 国产软件让深地油气“无处遁形”
填补国内沉积正演模拟软件空白达国际领先水平 国产软件让深地油气“无处遁形”
中国教育报2024-06-07 16:00北京
如何在未知的地球深部寻找油气资源？首先要锁定油气在地下“躲藏”的位置。国际石油界曾有一个著名的观点，“首先找到石油的地方是在人们的脑海里”。这说的是油气地质学家、勘探家在找油过程中，主要结合经验和已知资料，推测埋藏在地下深部的油气位置、储集量的一种定性的“哲学观念”。因为地球内部人类无法到达，也无法透视，只能运用这种方式“透视”地球，了解地下的地层结构和空间展布。
但随着我国油气勘探事业向深层、超深层进军，如何提高深层油气探明率、精准预测深部资源位置，既是保障国家能源安全的战略问题，也是亟待破解的科技难题。
2023年9月，中国石油大学（华东）刘可禹教授团队发布研发的UPC-Sedfill3D沉积正演数值模拟软件。该软件具有完全自主知识产权，能够定量化、直观化、即时化、可视化地还原盆地沉积地层空间展布，直接助力油气勘探潜力区预测，打破了欧美公司的技术垄断，填补了国内沉积正演模拟工业软件领域的空白。
近年来，我国原油和天然气对外依存度持续攀升，2亿吨国内年产量“底线”面临挑战，油气供应受制于人，国家能源保障压力和安全风险日益加大。向深地进军寻找油气，这是一个非常重要也极具挑战性的、战略的、前沿的科学和工程难题。但我国地球深部探测领域相对国际先进水平存在“代差”，在探测技术、资源利用深度等方面上均存在明显的差距。
实现高水平科技自立自强，科学家既要有与时俱进的精神、革故鼎新的勇气，更要有坚忍不拔的定力、善于攻关的智慧。
揭榜挂帅、抢阵夺旗。刘可禹带领团队结合国家重大需求导向，直面这项“卡脖子”难题。刘可禹团队于2017年承担中国科学院A类先导项目“深层油气勘探盆地评价方法研究”，2019年承担国家重点研发计划“塔里木盐下超深层大型油气田形成机理与分布预测”，2020年承担国家自然科学基金委重大研究计划重点项目“特提斯域典型前陆盆地形成演化机制与油气富集效应”，2021年承担崂山实验室“海洋深水深层油气资源高效探测与智能评价技术”……
从定性推演到定量模拟，从中浅层到深层超深层、非常规，既需要高性能计算机和数值算法，也需要基于地球系统科学理念；既要转变传统地球科学研究思维，也要求多学科协同作用。
刘可禹前瞻性思考，抓住方法和技术两个牵引进行“破题”，联合深层油气全国重点实验室、青岛软件学院、澳大利亚悉尼大学等多个科研机构的团队协同作战。一方面，结合地球科学的传统分支学科不断交叉融合与现代信息技术、观测技术的快速发展，运用地球系统科学的思想从正演角度出发，让软件研发综合考虑古气候、海（湖）平面变化、物源供给、水动力、碳酸盐岩生长速率等条件，遵循质量守恒与能量守恒原理，使之模拟更加科学精准还原古地理情况；另一方面，搭乘大数据、云计算时代的“快车”，借助计算能力和算法的显著提升让大规模的、复杂的数值模拟成为可能。
如今，UPC-Sedfill3D沉积正演数值模拟软件已成功应用于塔里木、四川、鄂尔多斯、渤海湾、珠江口等含油气盆地及黄河口、胶州湾、印度河三角洲等现代沉积环境的模拟，为深层油气勘探提供了有力指导和支撑，模拟效果达到国际领先水平。
这项自主研发的沉积正演数值模拟技术在国际上也有较高影响力。2021年，团队响应“把论文写在祖国大地上”的号召，撰写在《中国科学：地球科学》的文章引起了美国科学促进会（AAAS）等国内外学术媒体关注。2022年，刘可禹团队受美国斯坦福大学和斯伦贝谢公司科研人员邀请，为该领域权威教科书专门撰写一章相关成果内容。2023年，刘可禹入选能源领域全球前2%顶尖科学家榜单，并在多个国际会议作特邀报告。
“2013年加入团队后，我一直跟着刘老师从事这方面工作，应该说见证和参与了4000多个日日夜夜，团队从倾力攻关到打破国外垄断推广至油田应用的整个过程。”2022年，该团队刘建良副教授在沉积数值模拟方面的部分研究成果，登上了地球科学领域国际顶级期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）。
据介绍，刘可禹团队将结合中国独特的深层超深层地质特征，继续优化升级该款大型工业软件，搭上人工智能发展的快车，为生成式大模型提供海量“沉积相”训练知识图谱，勇闯科技创新“无人区”。
中国教育报记者 孙军 通讯员 徐明权 6月7日青岛电
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