中国石油大学-刘怀山：孜孜以求石油物探，潜心教研春风化雨

教书育人春风化雨

孜孜以求石油勘探

尽心尽力科技创新

刘怀山用自己的经历讲述了

如何成为一位

既能扎根实践又能搞好教研

“四有”好老师

 

刘怀山，中国海洋大学海洋地球科学学院教授、海洋地球物理学博士生导师，现兼任中国地球物理学会常务理事、国家安全地球物理委员会副主任委员、全国GIS应用水平考试专家委员会副主任委员、海洋油气勘探国家工程研究中心海洋油气勘探数据采集技术分中心主任、中国地质学会会员、SEG会员、Applied Geophysics编委等。

 

 

 

锲而不舍：孜孜以求石油物探技术

 

刘怀山是中国海洋大学（原山东海洋学院）1979级海洋地球物理勘探专业学生，在1983年做本科毕业设计时，他按照学院安排前往胜利油田会战指挥部进行实习。当时恰逢课题组正在进行国家“六五”三维地震勘探技术重点科技攻关，刘怀山就被安排在三维地震资料解释组制作三维地下构造图。因为之前在学校没有学习过三维地震勘探技术，他便每天通过自学，废寝忘食地研究仅有的几篇国外文献，边翻译边学习。

 

实习期间，刘怀山发现北京某科研单位给胜利油田处理的永安镇三维地震资料有问题，地下地层都是规律性很强的正弦曲线。“地下地层怎么可能是这样的？”刘怀山向研究队的导师提出了质疑。为了找出其中问题，他从头分析梳理该资料，从资料采集的野外观测系统设计，到资料处理的各个流程环节和参数设计，每一步都进行详细论证，最终找到纰漏，并完成了500多页的论证报告，为油田挽回了巨大损失。毕业时刘怀山被分配在胜利油田地质调查指挥部，因为实习期间表现出色，他被安排在研究所专门进行三维地震勘探采集技术研究，从此他便一门心思地钻研起石油物探。

 

1983年7月到1985年12月，刘怀山作为技术骨干承担了国家重点科技攻关项目《三维地震勘探技术》，在国内独立自主设计并实施了第一次数字三维地震勘探，完成了东辛油田三维地震勘探野外数据采集方法、处理方法研究工作。在实际应用中，三维地震勘探新技术设计出了田家、东辛、潍北、桩西等十几个地区的施工方法，使钻井见油成功率提高14%，增加含油面积74.4km²，增加地质储量10759.6万吨，部分油田投产当年产油74.8万吨。该项目达到了国际水平，荣获国家科委颁发的“六五”科技攻关表彰奖，并荣获国家科技进步三等奖。

 

在“七五”期间，刘怀山又承担了国家科技攻关项目《高分辨率地震勘探技术》，从事高分辨率地震勘探野外数据采集方法、处理方法研究工作。通过攻关研究，共解释砂体100多个，面积244km²；落实构造圈闭15个，面积48km²；提供洋探井和开发井200多口，完钻153口，钻探成功率90%以上，控制含油面积150km²，地质储量20000多万吨，取得了明显的经济效益和社会效益。

 

此外，刘怀山主持编写的《高分辨率地震勘探野外数据采集方法研究》获油田科技成果一等奖，该项研究达到国内先进和接近国际先进水平。

 

鉴于科研工作突出，刘怀山多次荣获胜利油田立功奖励、中国石油天然气总公司铜牌奖和山东省优秀科技工作者荣誉称号。

 

 

 

心寄母校：春风化雨撒播知识

 

在工作的16年间，刘怀山从一开始的技术骨干到被破格提拔为工程师、高级工程师、地球物理勘探公司副总工程师，他兢兢业业，取得了丰硕成果。

 

多年在石油行业摸爬滚打的经历，让他深深感觉到理论知识与实践相结合的重要性。在1998年石油工业重组之机，刘怀山本可以去中国石化担任油田勘探处处长，但他心里一直有个声音：回到母校，将自己多年所学理论知识和实践经验传授给学生。

1999年3月，刘怀山回到母校，正式开启了他的执教生涯。从教一开始，他就承担了地震资料数据处理本科核心课程的教学。在教学中，他认真备课，一直秉承“教学与科研相结合”的教学理念，努力把油田相关案例和自己的科研工作融入到课程中，帮助学生更深入、更清晰地理解地震资料数据处理中涉及到的各种处理方法。

2001年，刘怀山又盛情邀请中国石油物探领域唯一的中国工程院院士李庆忠教授受聘来海大工作。李庆忠院士是国内外知名石油勘探专家，我国现代石油物探学科带头人之一，中国物理地震学奠基人。刘怀山协助李庆忠院士组建了中国海洋大学复杂油气田物探方法实验室，先后出色地完成了国内外数块陆地、海洋资料的常规和特殊处理；同时，根据陆地和海洋高分辨率、复杂区块地震勘探资料研究，开发完成了多个有针对性的处理新技术和新方法。在提高信噪比（保幅压制海洋地震勘探资料长周期、短周期多次波）、提高分辨率、复杂海底构造偏移成像、海底天然气水合物识别与预测研究等方面作出大量创新性成果。

 

刘怀山认为：“科研实践是教学中最具特色的内容，教学内容只有与科研、工程技术研发和生产实践等紧密结合才富有生命力，也对学生产生吸引力。”事实也是如此，刘怀山所秉承的这一教学理念深受学生欢迎，通过这种教育模式他培养了一大批懂理论、会实践的优秀学生，他们中很多人已经成为所在单位的技术骨干，在工作岗位上发挥着重要的作用：2009年博士毕业的王福海，现任山东高速集团创新研究院院长，工程技术应用研究员，山东发展智库专家；2018年博士毕业的任宝宏，现任山东正元地球物理信息技术有限公司质量技术主管，物探正高级工程师，中国注册地球物理工程师，山东省政府采购评审专家；2020年博士毕业的杨晶，现任中石化石油工程地球物理有限公司科技研发中心地球物理公司专家，正高级工程师，获省部级科技进步奖3项，中国石化劳动模范荣誉称号……

 

基于多年的教学和科研实践经验，刘怀山先后负责组织并申报成功了“海洋地震勘探”课程群等5门省级精品课程和山东省一流课程“地震勘探原理”，主持承担了“地震资料数据处理”省级精品课程建设，并积极培养了多名年轻教师，组建了一支爱岗敬业的高素质群体的“海洋地震勘探教学团队”。

 

为了让更多学生了解海洋地球物理知识，刘怀山于2019年又申请了校级通识课程“在海洋中给地球做CT”，以医学CT、印尼地震与海啸、日本地震与核泄漏、寻找马航MH370、蓬莱19-3漏油事件、海洋油气勘探、可燃冰探测等热点问题为切入点，讲授海洋地球物理方法的基本概念和原理及其在社会发展和国民经济中的作用等内容。2020年，刘怀山又带领团队，将该通识课搬到了“智慧树”平台，不遗余力地推广和宣传海洋地球物理方法。

刘怀山连续多年主讲山东省精品课程和省一流课程的本科生或研究生核心专业课程，在教学中不断提升教学理念，改善教学方法，取得了丰硕的教学成果。他先后主持完成了山东省高等学校教学改革研究、山东省研究生教育创新计划、中国海洋大学校级专业综合改革试点建设等十多项项目，已获省部级教学奖2项、校级优秀教学成果奖7项，特别是在2016年获得学校连续两届空缺的第七届中国海洋大学本科教学优秀奖一等奖。

自立自强：突破海底地震勘探关键技术

 

 

目前海洋地震勘探采用的是针对深层油气的常规方法，不能满足海底浅层构造的高精度探测，海洋中复杂的多次波等特殊干扰波和水体结构也严重影响了海底浅层地质构造的精确成像。为提高海底浅层地质构造的地震勘探精度，刘怀山瞄准国家需求，在国家863计划、重大专项、自然科学基金等科研项目的支持下，带领团队经过近20年的攻关，研制成了针对海底浅层地质目标非常规高精度地震勘探设备。

 

 

2006年，面对从美国购置的海洋高分辨率地震仪器收回的“卡脖子”仪器，刘怀山迎难而上，带领团队研发了具有自主知识产权的探测精度高、分辨能力强、作业方式灵活、机动能力强的小道距“高分辨率海洋地震勘探多道数字拖缆”。该拖缆是我国第一套小道距高分辨率多道数字拖缆，突破了国外对我国的出口限制瓶颈，填补了国内海底以下100～1000米地层高精度探测技术的空白。

 

2010年，针对目前海洋地震勘探气枪震源主频低、频带窄的问题，团队研发了穿透深度大、主频高、频带宽、激发间隔短的宽高频大能量等离子体震源，解决了海底浅层地质结构高精度成像的震源需求难题。

 

2017年，刘怀山又带领团队成功研发了国内第一套高分辨率数字地震垂直缆。该垂直缆在识别多次波，有效分离、激发与接收鬼波等方面有着突出的优势，适用于局部探测及非常规成像，还可以实现广角、宽频、三维采集。研发的海洋地震垂直缆与宽高频大能量等离子体震源和高分辨率小道距地震拖缆形成了一套完整的立体探测装备和配套技术，在我国南海海域联合实现了对于靶区资料的快速、高效和立体地采集，解决了海上敏感区域环境资源勘查手段缺失的难题。

 

“我们团队突破了国外技术封锁，解决了海洋高分辨率地震勘探的卡脖子技术，为国家海洋能源勘探提供了坚实的技术保障。”刘怀山认为，科研工作者应该心怀“国之大者”，把论文写在祖国大地上，写在深海大洋中。

在20多年的科研求索道路上，刘怀山带领团队突破了多项海底能源地球物理立体探测关键技术，承担了国家重大专项、973、国家基金及企业课题50余项。作为第一完成人，曾获2020年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖技术发明奖二等奖、2018年中国石油和化工自动化应用协会科学技术发明奖一等奖等省部级奖7项，授权发明专利9项，软件著作权19项，发表高水平研究论文60 余篇。

 

他们团队在渤海、黄海、东海、南海等海域成功开展了地球物理资料浅层高分辨率地震探测调查，完成工作量超过5万千米，预测了多个水合物有利远景区并得到了钻探验证，为胜利海上油田灾害地质风险评估、渤海海底通道预选址等重大工程提供了基础资料。他们打破了西方国家对我国的技术封锁和遏制，让国家用上了自己的装备勘探开发水合物和油气资源，保障了国家能源安全，推动了国产海洋仪器产业化的进程，取得了显著的经济和社会效益，累计经济效益达7.91 亿元。

 

2019年，刘怀山又投身到西太平洋的相关研究中，承担了国家自然科学基金重点项目“近海底地震海洋学立体探测与成像基础研究”，通过近海底地震海洋学立体探测，得到高精度近海底海水水体特征和海底热液、冷泉、海底裂隙的地层成像，研究西太平洋海底复杂地形构造与地形对海洋动力过程的影响程度，分析流固界面跨圈层物质能量交换对岩石圈演化和海洋深层环流等动力过程的影响。

 

2021年9月17日上午，随着汽笛的一声长鸣，国家自然科学基金共享航次计划“西太平洋能量串级和物质输运重大科学考察航次”搭乘5000吨级新型深远海综合科考实习船“东方红3”船缓缓驶离青岛奥帆基地码头，前往西太平洋中低纬度海域执行科考任务。

 

刘怀山作为航次首席科学家，站在“东方红3”船的船头对记者介绍了本航次的重要任务：“力争在海洋多尺度、跨圈层相互作用研究领域取得具有重要影响力的原创性成果。”
 

 

海洋，孕育着生命，也蕴藏着无数的宝藏，是高质量发展的战略要地。多年来，刘怀山积极研发海洋技术装备，在推进海洋科技创新，为国家海洋油气资源的勘探和开发上不曾停歇。

 

当然，他会将这份热爱、努力与坚持继续下去。