郭尚平

        郭尚平,渗流力学家,1930年3月17日出生于四川省荣县,1951年毕业于重庆大学,留校任教师。1953—1957年在莫斯科石油学院和全苏油田开发研究所为研究生,1957年4月毕业,获副博士学位。长期在石油工业部(中国石油天然气集团公司)和中国科学院工作。现为中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师,中国石油天然气集团公司和中国科学院合办渗流流体力学研究所研究员,中国科学院院士。曾任中国科学院兰州分院院长,石油工业部石油勘探开发科学研究院副院长,中国科学院直属兰州渗流力学研究室主任,长庆油田研究院副院长,国务院学位委员会、国家自然科学基金会和原国家科学技术委员会的力学学科组成员,原国家科学技术委员会石油地质专业组成员,中国力学学会常务理事,中国石油学会常务理事兼学术委员会主任,中国科学院数学力学天文学专家委员会委员等。
        郭尚平在油田开发、渗流力学和生物力学方面做出了贡献。
        郭尚平突破渗流力学宏观研究的传统,提出“微观渗流”思想和理论,开辟了渗流力学的微观研究领域。他带领研究集体开发成功11项技术配套的微观渗流模拟和测试技术;应用这套技术得以在微观层次对一系列重要而复杂的前沿问题的渗流过程进行观测研究(包括多相渗流,物化渗流,非牛顿流体渗流和非等温渗流等),从而发现或明确多项渗流机理和规律,完善、深化、系统化和发展了原有的认识,1990年出版《物理化学渗流——微观机理》专著,初步建立起微观渗流理论,加强了提高原油采收率的理论基础和科学依据。例如,关于聚合物驱油机理,原来认为聚合物只能提高波及系数,不能提高洗油系数;他们通过20世纪80年代后期完成的微观渗流实验却发现,聚合物驱油不仅能提高波及系数,而且能提高洗油系数。这一发现为油田大规模推广应用聚合物驱油提高采收率措施提供了新的理论支持。原中国石油工业部科技司于1990年举办培训班在全国石油单位推广了这项微观渗流实验技术。该技术也适用于地下水污染、海水入侵和地面沉降等方面的渗流和工程技术研究。
        突破渗流力学研究岩石土壤内流动的传统,将渗流力学与生命学科交叉渗透,提出“生物渗流”思想和理论,开创了生物渗流力学。他带领研究集体首先从实验研究人手,用自己开发的技术制备的生物脏器的宏观立体标本、微观立体标本和铸型薄片标本进行宏观、光学显微和扫描电子显微的观测研究,证实了肾的血管系统和泌尿管道系统、肺的血管系统和肺泡支气管系统、肝的血管系统和胆小管系统以及心的血管系统等脏器的微细管道系统确属多孔介质。由于多孔介质内的流体运动即是渗流,所以他们得出结论:生物流体在上述微细管道系统内的流体运动确属渗流,其流动力学可作为渗流力学进行研究。这就为渗流力学向生命学科渗透,建立“生物渗流”奠定了科学基础。这一结论实际上适用于多种生物体内的多种部位和器官的微细管道系统中的流体运动。然后,他们通过动物实验和模拟实验,研究了人血、人造血、羊血、马血、兔血和肝胆汁等多种生物流体渗流的基本规律,首次获得重要发现,即:在很多情况下,有些生物流体例如血液这样的生物流体的渗流基本规律不符合著名的达西定律,而是遵循各种非达西律,往往是非线性的渗流律。在上述基础上,他们进而研究生物渗流的数学模型。这里的难点是如何对两种或多种相邻的生物管道系统之间(例如肺毛细血管与肺泡支气管系统之间)的物质交换进行数学描述。他们创新性地引进石油渗流领域双重介质渗流的思想解决了这一难题,建立了一些典型的生物多重介质渗流数学模型,如肺内二重介质、肝内四重介质和组织间质内三重介质的渗流数学模型。然后,他们与生理病理结合,通过生物渗流计算,得到一些有益的认识。例如,他们以肝小叶(一个肝脏约由50万个肝小叶组成)为对象的关于肝血窦与窦周间隙之间的物质交换的微观层次研。究计算结果表明:接近肝小叶边沿部分,血窦以较大流量供给窦周间隙;接近肝小叶中心部位,血窦以较低或低得多的流量供给窦周间隙,甚至供给量为负,即物质从窦周间隙反流入血窦。由此可知,靠近肝小叶边沿部分优先获得营养,代谢活跃,抗病害能力强;靠近肝小叶中心部位,接收营养较少,易遭受损害。这一计算结果很好地支持了医学上关于肝小叶区带功能差异的设想。又如,他们的计算表明,窦周间隙内组织液——淋巴流量随肝小叶边沿的终末门静脉压力的升高而增加。由于组织液——淋巴是腹水的主要来源,所以上述结果揭示了肝小叶内终末门静脉压力升高导致窦周间隙内组织液——淋巴流量增加,进而促使肝脏总体的淋巴流量增加,是肝病腹水量增加的原因。
        郭尚平不仅从事学术理论研究,而且重视应用。他是中国最先按正规设计开发的两个大油田即新疆克拉玛依油田和大庆萨尔图第一个开发区(大庆油田开发工作组)开发设计中渗流研究计算的第一负责人,是克拉玛依油田开发设计的主要设计人之一。20世纪50年代他就提出石油井底油层压裂的“集群压裂”概念(现称为“整体压裂”、“总体压裂”)并研究了集群压裂的渗流问题和增产效果,获得了很有意义的结论。20世纪90年代他又提出“四次采油”问题,并用宏观实验和微观实验证明,三次采油后再进行四次采油还有可能较大幅度地继续提高石油采收率,这一结论对大庆油田尤其适用。他建议,当世界油价居高时,特别值得进行四次采油以进一步挖掘我国资源潜力。
        郭尚平曾获国家自然科学奖及中国科学院和中国石油天然气总公司奖励,发表专著论文五十余篇。郭尚平于1995年被选为中国科学院(数学物理学部)院士。

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