刘扬

刘扬,1957年11月出生于辽宁省本溪市,1982年获东北石油大学学士学位,1985年获东北石油大学硕士学位,1988年获大连理工大学博士学位,现任东北石油大学校长、教授、博士生导师、油气储运工程国家级重点学科带头人、黑龙江省石油与化学工程重点学科群首席专家、黑龙江省提高油气采收率原理与技术科技创新团队首席专家、中国石油学会理事、《石油学报》编委会副主任、《油气储运》编委等。

刘扬主要从事油气储运工程及相关领域的科研与教学工作。近10年获国家科技进步特等奖1项、二等奖1项、省部级科技进步一等奖4项、二等奖4项。获发明专利6项,出版专著5部,发表学术论文80余篇,SCI和EI收录40余篇。曾获全国优秀科技工作者、黑龙江省长特别奖、SPE杰出会员等荣誉。培养博士后6名,博士21名。科技方面的主要成就如下:

1、高含水期油田地面地下整体运行优化理论方法

针对我国大庆等油田已进入高含水期开采阶段,油田产量递减速度加快、挖潜增油措施效果变差、污水处理量加大等问题,为实现油田持续高效开发,作为负责人主持开展了高含水期油田地面地下整体优化理论方法及关键技术研究,攻克了巨型系统整体优化模型难以求解、整体优化方案的关键技术难以突破两大难题,取得了5项关键技术创新:

①采用大系统分解协调原理、系统工程等方法,建立了油田地面地下整体运行优化理论模型,形成了一套完整的高含水油田整体优化工艺,使优化方案制定速度提高10倍以上,油田开发指标预测误差由11%降低到5%。

②研制出具有超低表面能的管道内壁涂膜技术,建立了集输工艺参数优化模型,形成了一套高含水油田的降温集输技术,使吨油耗气下降14%。

③研制了新型高效油田采出液预分离装置,简化了处理工艺,降低预分离设备投资84%,减少占地面积78%。

④发明了石油套管防腐与保护、油管热浸镀螺纹保护等技术,使管道保护年限达20年以上。

⑤研制出油层强穿透剂、解堵剂及微孔道水力光滑剂,形成了三段式解、防堵综合配套技术,攻克了已有解堵技术易发生二次沉淀堵塞的难题,使油水井污染治理效率大幅度提高,地层渗透率提高47%,油井增油24%。

成果在大庆油田大面积推广。2006-2008年累计增油102.9万吨,减少无效注水3823万方,减少地面污水处理1232万方,获经济效益41.7亿元。整体研究成果达国际先进水平,其中油田整体优化技术具国际领先水平。该成果获2009年国家科学技术进步二等奖(排名第一)。

2、油田多级管网系统优化设计理论方法

油田管网系统包括油气集输、注水、供水等管网,是一类复杂的网络系统,其优化涉及“管—站”拓扑优化、非线性参数优化、选址优化和多目标优化等内容,其中“管—站”拓扑优化已被证明是NP类难题。作为主要贡献者首次提出了大型油田地面“管—站”系统优化设计理论模型,建立了多级分解优化理论及方法,编制了大型优化设计软件并进行了广泛的工程应用,解决了传统技术设计速度慢、质量差、效益低等问题。成果填补了国内空白,达国际先进水平。该方向研究成果“基于智能优化的油田地面工程系统优化研究”获2007年黑龙江省科技进步二等奖(排名第一);“注水系统多点调参优化运行技术研究”获2008年中国石油和化学工业协会科技进步一等奖(排名第二);作为第三完成单位东北石油大学技术负责人和主要贡献者,与大庆油田合作完成的“大庆油田高含水后期4000万吨以上持续稳产高效勘探开发技术”研究成果获2010年国家科技进步特等奖。

3、潜油电泵机组水平井工艺技术

水平井是油气田提高单井产量的主要技术手段之一。潜油电泵机组用于水平井采油时,由于高曲率造斜和水平井段的影响,导致机组下放过程中出现机组失效、生产井段电泵和电机轴偏磨等问题。作为负责人,应用现代力学分析方法和优化技术,建立了机组在曲率段内通过能力分析的瞬态动力学有限元模型、生产段分析的非线性静力学模型,提出了机组在曲率段内通过能力评价条件、生产段扶正器安放位置设计原则和优化方法,创新了潜油电泵机组水平井工艺技术。研究成果已在印度尼西亚、苏丹和国内渤海等油田774口水平井中应用,可靠性提高到80.4%,为企业创造效益1.7亿元。成果达到国内领先水平,获2009年黑龙江省科技进步一等奖(排名第一)。

4、适应于复杂井况的电动潜油泵系列产品研制

随着油田开采难度增加,高温、高含气、高含砂、产液量不稳定的复杂井况越来越多,导致电动潜油泵工作寿命和机采效率严重降低。作为负责人组织开展攻关,取得3项关键技术创新:

①发明了适用于高含气井的高效油气分离等装备,使井下气液比由普通泵的30%提高到70%。

②创新了电动潜油泵系统防砂工艺技术,适应油井含砂量由普通泵的0.05%提高到1%。

③研制了复杂井况电动潜油泵四大系列32种产品,使电动潜油泵在复杂井况的工作寿命由200天提高到500余天、耐温等级由120℃提高到180℃。

研究成果在国内外油田批量应用,近三年累计销售4696套机组、产值20亿元,获2012年黑龙江省技术发明一等奖(排名第一)。

5、多相旋流分离装备研制

旋流分离技术是一种快速离心分离技术,具有处理时间短、设备体积小和分离效率高等诸多优势,广泛应用于矿山、冶金、石油石化等行业。在研究多相旋流分离理论和结构优化的基础上,研发了系列旋流分离装备,扩大了旋流分离技术的应用领域。研制了油田采出液油水分离水力旋流器,解决了油田中转站自供回掺水难题;发明了全新形式的小型倒锥式旋流气液分离器,利用倒锥结构对轻质相的聚结兼并作用,改变了近百年来旋流器结构设计上的传统柱锥形式,使脱气效率提高10%以上;研制出气液固三相分离旋流器,实现了单体旋流设备在三相分离工程领域中的应用。相关技术在大庆油田获得推广应用。其中“油田含油污水处理新工艺及配套技术研究”获2005年黑龙江省科技进步二等奖(排名第一)。

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