趙玉龍：為頁巖氣開發配一把“萬能鑰匙”

從18歲踏入西南石油大學成為一名石油工程專業學生，到18年后學生們交口稱贊的師長，西南石油大學研究員趙玉龍一直“不走尋常路”：在油氣藏勘探開發研究領域，他選擇了一條當時鮮有人走過的道路——非常規油氣開發；在頁巖氣開采上取得研究進展時，他大膽的“跨界”實踐；在以“嚴師”角色指導學生科研時，他又以“龍哥”的身份，與學生打成一片……這一路，他咂摸出四個字：“其樂無窮。”

近日，趙玉龍以第一完成人身份獲四川省科技進步獎一等獎。不久前，他獲得國家自然科學基金委優秀青年科學基金資助。

突破傳統滲流模型

2008年，北美頁巖氣開發技術取得重大突破，年產頁巖氣超過500億方，這條新聞引起了趙玉龍注意，當時他還只是一名油氣田開發工程碩士研究生。“那時我國頁巖氣研究尚處于探索階段，甚至連一口能產氣的頁巖氣井都沒有。”懷揣著強烈的使命感，趙玉龍決定繼續攻讀博士，“我們不能在這個領域被國外‘卡住脖子’。”

“國外的能源公司出于技術保密，相關核心成果也不會公開發表。”這讓趙玉龍的研究一度陷入困境，“拿不到一手資料，缺乏真實生產數據，建不了模，組不起公式，驗證不了結論，該怎么破解這個局面？”

“山不過來，我便過去！”趙玉龍與團隊商量后，決定飛赴國外“取經”。2014年春節前夕，趙玉龍作為訪問學者，前往加拿大里賈納大學進行交流訪學。

短短1年，趙玉龍敏銳地捕捉到國外在頁巖氣研究方面的“短板”——頁巖氣建模仍舊借用煤層氣模型，但頁巖氣藏的成藏機理、儲層物性條件和流動過程相比煤層氣更加復雜，簡單的照搬會給頁巖氣井的生產動態預測帶來極大不確定性。

學成歸來，返校任教的趙玉龍和團隊結合我國頁巖氣開發現狀，決定突破傳統煤層氣滲流模型局限，針對頁巖氣藏實際情況重新建模。

建模初期，趙玉龍苦尋頭緒無果。一天深夜回家，趙玉龍正準備打開家門，當鑰匙插入鎖孔，他忽然靈光一閃：“建模的過程跟鑰匙開門不很像嗎！宏觀上要吻合孔道，微觀上也要匹配齒距。”這讓他聯想到，模型的推演需要通盤考慮整體氣藏特征，從宏觀到微觀進行系統性演算。一想到這里，趙玉龍立刻轉頭飛奔回實驗室驗證猜想，“研究的魅力就在于從看似無緒的現狀中發現奧妙，此中滋味，其樂無窮。”

這塊“硬骨頭”總算被啃了下來：他和團隊創新性地提出了“擬三孔”介質模型，采用分區復合的思想，建立了頁巖氣藏多段壓裂水平井、復合壓裂水平井不穩定滲流模型，這些模型后來在川南頁巖氣區塊的生產動態評價與預測中得到推廣，累計完成500余井次的現場應用，為示范區50億方產能建設提供了技術支撐。

實現“跨界”應用

“太復雜了，地下多行進1米，頁巖氣儲層的物性特征和構造都完全不一樣，該怎么采？”在國內頁巖氣開發初期，國內鮮有能夠完全掌握頁巖氣開發技術的高校和企業，開采主要靠引進國外油服企業技術，而現場工人遇到問題常常束手無策，最后往往都需花費“天價”讓國外油服企業來解決。

2017年，趙玉龍團隊承擔了西南油氣田分公司頁巖氣地質工程一體化數值模擬項目。趙玉龍團隊聯合企業技術人員，不斷試錯摸索，成功掌握了頁巖氣從地應力建模、壓裂縫網擴展模擬到生產動態數值模擬的全流程技術。這一研究成果，在川南頁巖氣開發中得到成功實踐，有效指導了200余口頁巖氣井開發參數優化設計與動態預測。

成果落地的同時，趙玉龍把目光投向了更遠的方向：頁巖氣開采過程復雜就復雜在“牽一發而動全身”，從地質、工程到開發，環環相扣，能不能形成一套完整體系，就像一把“萬能鑰匙”，在不同地質環境下，都能順利開啟開采之門？

隨著我國頁巖氣開采規模的不斷擴大，“盡快形成我國自己的成套研究體系”變得越來越迫切。抱定這一目標，趙玉龍和團隊結合前期研究成果和實際生產數據，在國內率先開展了頁巖氣藏壓裂縫網擴展與生產動態數值模擬一體化的理論研究，把油氣開發各環節串聯起來，從微觀納米孔道中氣體分子賦存，到壓裂后宏觀的氣水分布與流動規律，結合地質、工程理論進行系統分析，形成了地質工程一體化研究體系，開辟出我國在這一領域的研究特色。

2019年，新疆一處油田的致密油藏開發在即，這處油藏具有顯著的非常規油氣特征，常規手段難以開展油藏生產數值模擬。開發迫在眉睫，趙玉龍和團隊趕來“解題”，他們大膽借鑒頁巖氣領域的地質工程一體化技術，開展致密油藏數值模擬，解決了項目開發難題。這處致密油藏在當年就實現了效益投產。

技術上的成功“跨界”，讓趙玉龍和團隊振奮不已。他們逐步嘗試把頁巖氣開發技術從海相擴展到非海相、從中深層擴展到深層、從頁巖氣領域擴展到頁巖油和致密氣等領域。這一系列技術已運用到西南油氣田、新疆油田、浙江油田、勝利油田等地。

教育沒有“套路”

相比于成果榮譽，為人師長的趙玉龍，更看重其中“越是艱難越向前”的科研精神傳承。

趙玉龍的郵箱里，至今還保存著十四年前自己第一次投遞的研究論文，當時屢投不中，他幾乎喪失了信心，“幸好我的導師張烈輝教授一直鼓勵我，我才能堅持下去。”這份來自師長的溫暖，趙玉龍在執掌教鞭后，傳遞給了自己的學生。 學生們都喜歡稱呼趙玉龍為“龍哥”。在實驗室里，“龍哥”對學生的學術研究要求極其嚴格，只要他一進實驗室，全場立刻靜得一根針掉地上都能聽見，西南石油大學研究生羅山貴說：“在龍哥的影響下，搞科研這件事，大家絲毫不敢懈怠”。

可在實驗室外，本應延續“嚴肅風”的“龍哥”，往往“不按套路”出牌，和學生們打成了一片。每周四下午學生組織的籃球活動，“龍哥”總是報名最積極，躍躍欲試要和學生“較量”球技。

西南石油大學博士生崔乾晨評價這位帶了自己6年的導師：“龍哥總是說最‘狠’的話，做最暖的事。”崔乾晨回憶，常有“龍哥”指導過本科畢業設計的學生，在畢業多年后遇到學業或工作問題會第一時間打電話請龍哥“支招”，他也無不盡心。“龍哥在潛移默化中教會了我們誠心科研、真心待人、赤心報國的為人態度。”