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深海掘冰——记第二届教职工“飞翔奖”科技新秀奖获得者魏纳教授
来源:宣传部   作者:白睿玲  审核:曹正  编辑:李阳  日期:2021-06-09  访问:

博士攻读油气井工程方向,毕业后却扎入了完全陌生的天然气水合物(可燃冰)领域,他说,既然做了,就无怨无悔。西南石油大学的天然气水合物研究从零起步短短几年,建成我国第一个也是世界第一个具有独立自主知识产权的海洋非成岩天然气水合物固态流化开采实验室,他说,既然做了,就要做出点价值。从我国天然气水合物研究在国际上一直跟跑,到成功实施全球首次固态流化试采,国际首次开展水合物分类定量评价及等级划分标准研究,他说,既然做了,就要做到位。

他就是我校海洋天然气水合物研究院院长——魏纳教授。魏纳专注于天然气水合物高效开发研究,和研究团队创下多个第一,获中国石油和化工自动化行业设奖以来唯一技术发明特等奖、科学中国人年度人物、科学探索奖提名等多项荣誉。

明知道有风险,为什么还要担当?

魏纳2011年博士毕业于我校油气井工程专业,留校任教后作为油气钻井技术国家工程实验室欠平衡钻井分室流体力学平台负责人,主攻控压钻井、欠平衡钻井方向,承担了包括国家重大专项、自然科学基金在内的20多项国家级项目和30余项横向课题,取得了一系列成果,受到业界高度评价。

我国天然气在一次能源消费中的占比仅7.8%,远低于全球平均水平23%,但对外依存度已攀升至43%。天然气水合物作为资源量巨大的清洁能源,其高效开发研究在国家层面具有战略性和革命性特征,在技术层面具有前沿性和竞争性特点,是必须加快布局、尽快抢占的技术制高点和产业制高点,2012年12月油气藏地质及开发工程国家重点实验室主任周守为院士提出了海洋天然气水合物固态流化开采革命性技术设想。

但固态流化开采技术原理是否科学?工艺流程能否可行?试采工程如何实施?都需要建立大型物理模拟实验系统进行验证,予以回答。8年前,该领域研究还未成为热点,没有形成系统的理论体系,更没有现场作业经验可借鉴,实验系统设计与建设难度巨大。

越是难题,越需要攻克。面对国家能源发展战略规划,面对学校学科发展部署要求,一个新的梦想在魏纳心里萌发,他想尝试,他想攻克这个世界难题!33岁的他研究方向已经定型,之前从未接触该领域,此时开始新的研究是一次巨大的挑战。“对一个搞科研的人来说,就是要不断挑战自己,攻坚克难!”魏纳对自己说。2013年,当从周守为院士手中接过一张铅笔手绘的工艺流程草图时,他内心顿时掀起波澜,一张仅重4.3克的A4纸寄托的是院士的重托更是全校师生对新学科的期盼,他对周院士说:“虽然从零开始很难,既然选择了,就不后悔,既然做了,就会做到底。”

魏纳

明明没有条件,为什么还要为难自己?

在周守为院士和赵金洲教授的带领下,在国内外没有任何可借鉴的条件下,他不知疲倦地投入到实验室建设工作中。“刚开始真是摸着石头过河,深一脚,浅一脚,每一步都走得跌跌撞撞。”魏纳说。

大到整个实验系统,小到一颗螺丝,他对实验室建设标准的执行十分严格。为加快建设进度,经常加班到凌晨,周末也不休息。一次,实验室甲烷泄漏,他发着高烧正在校医院输液,得知消息拔掉针管就直奔实验室。妻子早上临产,为赶工期他凌晨还守在实验室和焊接师傅商量方案。谈及家人,魏纳深感愧疚他说,从未给宝宝换过一次尿不湿,妻子给予了他最大程度的支持。

功夫不负有心人,历时五年,他带领团队研制成功全球首个具有完全自主知识产权的海洋天然气水合物固态流化开采大型物理模拟实验系统及实验方法,随后又相继建成世界首个固态流化开采实验室、我国唯一的天然气水合物国家重点实验室、海洋天然气水合物开发省部共建协同创新中心以及深海天然气水合物高效开发学科创新引智基地。

该实验室可实现1500m水深、4500m管长的固态流化开采全过程模拟,是我国海洋天然气水合物资源开发研究的重要力量,为我国首次天然气水合物固态流化试采提供了有力支撑,实验室作为定点调研单位累计接待厅局级以上领导调研92批次。

魏纳凌晨在实验室建设一线和焊接师傅商量方案

明明已经可以了,为什么还要执着?

2016年9月,国土资源部召开全国国土资源系统科技创新大会,把天然气水合物勘查、试采工作列为科技创新重大战略。

“三军未动,粮草先行”。前期的实验研究成果就是这场能源竞争的“粮草”。为确保首轮试采工程顺利实施,在周守为院士和赵金洲教授的指导下,魏纳带领团队结合目标靶区的地质环境、成藏机理、物性特征等因素,对总体试采方案大胆创新、反复论证并利用物理模拟系统首次系统地开展模拟实验,取得了第一手的实验数据,在基础研究和技术创新等方面取得的原创性成果入选中国精品科技期刊顶尖学术论文领跑者5000,被《Science》以“Latest Achievement of SKL of SWPU”为题报道。 

2017年5月12日,魏纳作为中海油以外的唯一一个外部单位的代表参加了我国第一次固态流化试采工作,南海神狐海域高温、高盐、高湿的恶劣海况条件下,依托“海洋石油708”勘察船试采成功。他把“为祖国加油、为民族争气”的西南石大精神融入到现场作业的每一个环节,确保该试采工程的顺利开展。

2017年5月25日,无数人翘首以盼的火焰冲天而起,标志着我国首轮天然气水合物固态流化试采获得圆满成功,采收率高达80.1%,验证了固态流化法科学原理正确、技术方法可行、工程实施有效。他说,当仰望校旗和火焰高高飘扬在南中国海的天空时,无比自豪,倍感欣慰。 

由于固态流化法试采成功并处于世界领先,世界水合物研究与开发大会执委会决定第12届大会提前一年在我校召开,由魏纳负责筹办,这是24年来大会首次在中国召开,国内外500余名代表参加了本次盛会,包括22名院士,69名海外专家和19名海外高校校长。中国工程院院长李晓红莅临大会致辞,CCTV-1《朝闻天下》以“我国处世界领先”为题报道了固态流化开采技术及此次会议,世界水合物开发与研究大会主席主动要求与其团队联合开展研究共同制定天然气水合物国际标准。

魏纳参与全球首次天然气水合物固态流化成功试采

他在潜心科研的同时,亦不忘沾溉后人,指导学生获全国石油工程设计大赛一等奖、法国TOTAL未来能源创新奖、中国石油装备创新设计大赛优秀奖、国际海洋钻井平台设计大赛一等奖……;假期支教,爱心捐助,科普教育,指导拍摄能源宣传片……他以丰富的学识智慧和高尚的道德情操,培养了一批又一批有理想、有本领、有担当的“兴油报国”接班人。

魏纳假期在岳池县红朝门村高寺小学支教

8年来,绕地球7.25圈、179次的航班承载着他的梦想,一项项成果、一枚枚奖章,见证了我校天然气水合物学科从无到有、从弱到强的发展历程,更见证了魏纳刻苦攻关、不懈奋斗的足迹。授权发明专利97件,我校该领域授权发明专利数稳居全国第一,短期内实现了学科弯道超车;发表论文102篇,一文被中国知网作为油气工业第一篇“增强出版”论文首发,CCTV-13《新闻直播间》以此文为自然科学领域唯一典型报道了“巩固学术话语权”的重大意义;出版专著6部,获我校第二个国家科学技术学术著作出版基金资助,项目报告入选《中国工程科技2035发展战略研究》及中国工程院首批庆祝建党100周年巡礼优秀咨询项目;作为主要完成人撰写的技术及产业发展规划被中共中央办公厅《每日汇报》单篇采用供国家领导人决策参阅。他说,既然做了,就无愧于心。

一句简单的“既然做了”诠释着科研人最真诚的倔强,一句普通的“无愧于心”诠释着科研人最执着的追求!“虽然,我国可燃冰试开采水平已跻身国际领先地位,但规模化开发研究才迈出万里长征第一步,后续任务依然艰巨繁重。”魏纳立志以钉钉子精神持续攻坚克难,为扩大可燃冰绿色开采技术领先优势,多元化保障国家能源安全作出新的贡献。

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