问题——复杂地层“看不清”,测井手段亟需升级 油气勘探开发中,测井是认识地下地层结构、识别油气藏并评估储层参数的关键环节;随着勘探开发向深层、超深层和复杂构造区推进,地层非均匀性更强、井眼环境更复杂,传统以声波、中子等物理机制为主的测井方法在部分场景下易受井壁条件、流体性质和复杂界面影响,导致油气饱和度等关键参数的不确定性上升。如何在复杂介质中实现“看得见、看得准”,成为测井技术迭代的重要课题。 原因——从“理论鸿沟”到“工程痛点”,电磁波下井面临多重门槛 电磁波用于地下探测并非新事,但要在井下有限空间和地层电性剧烈变化的条件下稳定工作,并将测量数据可靠反演为地质信息,仍面临两道难关。一上,非均匀介质中的电磁场计算量巨大,传统算法耗时长,难以适应现场快速决策;另一方面,井下工况对仪器可靠性、信号稳定性和解释方法要求更高,需要建立“理论—算法—仪器—解释”的闭环体系。出生于陕西西安、1984年调入成都电讯工程学院(现电子科技大学)的聂在平长期从事计算电磁学研究,并将研究方向对准能源勘探的实际需求,推动电磁波探测从航空航天等领域延伸到地下工程应用。 影响——关键算法与方法突破,带动规模化应用与产业收益 围绕井下复杂介质中的电磁传播与散射规律,聂在平团队在电磁场快速计算与测井解释方法上持续攻关:一是面向非均匀介质场计算等难点,优化数值建模与求解策略,大幅提升计算效率,为现场快速解释提供支撑;二是提出多频、多极化测井思路,通过组合不同频率与极化信息提升对地层电性与流体分布的敏感性,增强储层评价的稳定性与精度。根据团队公开成果与行业应用信息,该方法在油气饱和度等参数估算中有效降低误差,并在多家油田单位开展试生产与推广,累计完成测井作业上万井次,形成超过十亿元的直接经济效益。同时,涉及的研究获得国际应用计算电磁学会议技术卓越奖等认可,并以国家科技进步奖二等奖等成果体现其工程价值。团队还形成20余项国家发明专利与国防专利,发表多篇论文与专著,为后续迭代提供支撑。 对策——以需求牵引打通转化链条,以队伍建设夯实持续创新能力 业内人士认为,电磁测井的突破表明了“需求牵引、协同攻关、工程验证”的路径:一是以油田现场问题为目标,推动算法、仪器与解释模型同步优化,避免“有理论难落地”;二是与能源企业建立联合试验与迭代机制,用工程数据反哺模型修正与产品升级;三是重视人才梯队与团队协作。聂在平创建的“电磁辐射与散射”研究团队培养研究生近百人,形成从基础理论到工程实现的复合能力结构,其学生成果也在地方学术评价中获得肯定。2019年参加“读懂中国”等活动时,他面向青年学子提出科研应“做在祖国大地上、做在国家痛点上”,体现出一贯的工程导向。 前景——面向深地与非常规开发,电磁测井将与数字化智能化深度融合 随着能源结构调整与油气增储上产需求并存,深地勘探、复杂储层和非常规资源开发对精细评价提出更高要求。业内预测,电磁测井有望在高温高压井、复杂井型以及多物理场联合解释中发挥更大作用,并与地质建模、随钻测量和数字化油田平台深入融合。未来重点方向包括:提升井下工具在极端环境下的可靠性与一致性;推动多源数据联合反演,提高对薄互层、低孔低渗及复杂流体体系的识别能力;完善标准化与工程化体系,形成可复制、可推广的应用模式。在国家能源安全与高端装备自主可控的背景下,相关技术仍有较大拓展空间。
把科研成果写在祖国大地上,关键在于对准国家需求、坚持长期攻关,并打通成果转化链条;从计算电磁学的基础研究到油井测井的工程应用,聂在平的实践表明:持续聚焦产业痛点推进原创突破,才能让科技创新转化为可验证、可复制、可推广的现实生产力,为保障国家能源安全和推动高质量发展提供更坚实的技术支撑。