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监测深地数千米为页岩气开采“把脉”(科创新青年·全国科技工作者日特别报道4)

湖南继善高科技有限公司研发部副经理张磊致力于地球物理勘探技术方法研究、装备研发等

  •   何继善院士(左一)指导张磊(右一)团队进行仪器研发。  受访者供图   何继善院士(左一)指导张磊(右一)团队进行仪器研发。 受访者供图

      青春档案

      张磊,90后,长沙市“小荷”青年人才,湖南继善高科技有限公司研发部副经理,一直致力于地球物理勘探技术方法研究、装备研发等工作。参与国家科研项目超过5项,申请专利28件,已授权专利19件,参与过的项目多次获得省部级和国家级奖项。

      长沙晚报全媒体记者 徐运源 通讯员 杨迪君 宋和平

      日前,四川长宁一处气田一片忙碌,页岩气被源源不断采收。除了各类开采设备在作业外,现场还有张磊和团队研发的电磁三维实时智能监测设备在发挥作用,实时监测着页岩气压裂进展效果。

      页岩气是一种清洁、高效的非常规天然气。作为国家战略性矿产之一,我国页岩气可采资源量全球第一,但因为蕴藏在地下数千米深的石头孔隙中,采收率并不高。随着常规优质油气资源的日益枯竭,高效开发页岩气,已成为保障国家能源安全的重要举措和战略选择。

      在页岩气的开采中,关键步骤是通过高压注入压裂液将岩石层压裂,释放出其中的天然气。可是,数千米深的地底下,岩石层有没有被压裂,页岩气有没有释放出来,如何知晓呢?

      张磊作为骨干成员,参与研发的电磁三维实时智能监测系统一扫传统方法的诸多不足,可以精准科学地做出判断。

      “你看,这个监测画面上有很多裂缝,像毛细血管一样,就说明岩石层压裂效果比较好,页岩气也就能够充分释放,并被有效采收。”张磊点开电脑云平台上的一处监测气田介绍,如果监测画面上看不到裂缝,而是呈现独立的条带状,就说明注入到地下的压裂液未充分破碎岩石,可能从大断裂处“跑了”,没有形成更广的泄油泄气面积,这时候施工方就会及时采取措施,避免出现更大的损失。

      张磊告诉记者,该成果基于何继善院士的广域电磁法理论基础研发,使得原本应用于矿产和油气资源勘探的电磁法设备,应用于油气开采的长期监测,开辟了全新的应用领域。

      经过多次迭代升级,该技术装备从最初单台可同时监测16个点位,发展到可同时监测72个点位,最深可以监测到4000米,达到行业领先地位,不仅大大降低了成本,还有效提高了行业油气采收率。

      如今,这一成果应用于我国多个大型页岩气田,极大促进了压裂监测技术的发展,产生了良好的社会经济效益。仅洛克石油在四川一处页岩井中运用该成果就节省成本500万元,原本预期目标日产气10万立方米,日前实现了日产气13万立方米。

      这位30岁选择在长沙安家立业的年轻人,脚踏实地坚定前行,事业和人生大有可为。在他眼里,长沙是一座公认的让人拥有幸福感的城市,“三高四新”美好蓝图,让长沙成为中部智能制造、检验检测高地,吸引了包括他在内的大批青年人才来这里发展、追梦。

      “我和团队正在着手研究航空物探,利用无人机携带专门的探测仪器和设备,从空中测量地球各种物理场(如磁场、重力场等)的变化,以进行地质构造调查并寻找矿藏,从而克服不利的地理、地形以及人文干扰的限制,解决我国复杂地貌覆盖区与高山深切割区的探测难题。”对于未来,张磊目标高远:研发深地、深海和深空地球物理探测装备,采用多方法的综合探测技术,使其探得更深、更精、更准,为国家的“三深”战略添砖加瓦,贡献自己的力量。

      青年创新说

      何继善院士几十年如一日,艰苦探索,勇于实践,不断创新的特质和精神深深感动着我,作为一名89岁的高龄院士,他依然奋斗在科研一线,甚至跟随我们前往野外项目现场查看探测情况,极大地鼓舞我们充满激情地工作,引领着我们这群青年科技工作者攻坚克难,为地球物理探测装备行业发展不断研发新的利器。 ——张磊

      

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