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刘扬

发布者:   发表时间:2019年06月18日 18:25   来源:      浏览次数:

详细简绍: 刘扬,男,1957年生,油气储运工程国家级重点学科带头人,全国优秀科技工作者,享受国务院政府特殊津贴专家。1978年恢复高考后首批考入全国重点大学,1982年毕业于大庆石油学院(原东北石油学院)石油机械系获工学学士学位,1985年获大庆石油学院石油机械系硕士学位,同年师从钱令希院士和程耿东院士从事石油与天然气工程优化研究,1988年获大连理工大学博士学位,1994年破格晋升为教授,后赴美国休斯顿大学作高级访问学者。1998年任大庆石油学院副院长,2002年任大庆石油学院院长,2010年任东北石油大学校长,2017年任东北石油大学学术委员会主任。

中文名:刘扬 国籍:中国

出生日期:1957 年 毕业院校:大连理工大学

主要成就:获国家科技进步二等奖1项(第一完成人)、中国专利金奖(第一发明人)、国家科技进步特等奖1项(第三完成单位第一完成人)、何梁何利基金科学与技术进步奖

代表作品:《石油工程优化设计理论及方法》

《大型油气网络系统优化理论及方法》

个人成就

现任东北石油大学油气储运国家级重点学科带头人、黑龙江省级“535”领军人才梯队带头人,担任(或历任)教育部教学指导委员会委员、中国石油学会理事、中国石油教育学会常务理事、国家科技进步奖会评专家油气工程组副组长、国家自然科学基金“石油与矿业工程科学”评审组副组长、黑龙江省石油学会石油化工学会副理事长、中国石油天然气集团公司节能降耗重点研究室主任及寒区油气管道输送研究室主任、《石油学报》副主任编委等。

长期从事石油与天然气工程优化领域的教学与科研工作,先后主持国家自然科学基金(重点项目、面上项目)、国家科技支撑计划项目、黑龙江省杰出青年基金等多项省部级以上重点课题,在油田地面地下整体优化、大型油气管网布局优化、含蜡原油多相流动体系安全经济输送等方面成果显著,曾获国家科技进步二等奖(第一完成人)、中国专利金奖(第一发明人)、国家科技进步特等奖(第三完成单位第一完成人)等省部级以上科技奖励20余项,并获国家教学成果二等奖1项(排名第一)。发表学术论文335篇,其中SCI/EI收录147篇,出版《石油工程优化设计理论及方法》和《大型油气网络系统优化理论及方法》等专著8部(独著3部,第一著者3部)、行业规划教材《油气集输》1部,拥有发明专利25项。负责东北石油大学油气储运工程学科的建设工作,并使得该学科以优异成绩评选为国家级重点学科。多次荣获国家和省级表彰,曾被黑龙江省授予“创造型人才”称号,1996年被黑龙江省委、省政府评为优秀中青年科技专家,1997年获黑龙江省杰出青年基金资助,1998年获黑龙江省首届青年科技奖,2006年被评为全国优秀科技工作者,2010年获黑龙江省长特别奖,2013年获何梁何利基金科技进步奖。1998年开始享受国务院政府特殊津贴。

1 获人才奖励情况

[1]何梁何利基金科技进步奖,2013年

[2]国际石油工程师协会(SPE)杰出会员,2013年

[3]黑龙江省级“535”领军人才梯队带头人,2013年

[4]黑龙江省省长特别奖,2010年

[5]油气储运国家级重点学科带头人,2008年

[6]全国优秀科技工作者,2006年

[7]国务院政府特殊津贴,1998年

[8]黑龙江省首届青年科技奖,1998年

[9]中国石油天然气总公司跨世纪学术、技术带头人,1997年

[10]"黑龙江省杰出青年基金"获得者,1997年

[11]黑龙江省优秀中青年专家,1996年

2 担任(或历任)社会与学术兼职情况

[1]教育部教学指导委员会委员

[2]中国石油学会理事

[3]中国石油教育学会常务理事

[4]国家科技进步奖会评专家油气工程组副组长

[5]国家自然科学基金“石油与矿业工程科学”评审组副组长

[6]黑龙江省石油学会石油化工学会副理事长

[7]黑龙江省欧美同学会常务理事

[8]黑龙江省博士研究会石油石化专业委员会主任

[9]黑龙江省科技经济顾问委员会专家组成员

[10]黑龙江省石油与化学工程重点学科群首席专家

[11]黑龙江提高油气采收率科技创新团队首席专家

[12]国际计算力学学会(IACM)会员

[13]《石油学报》副主任编委、《油气储运》期刊编委、《石油化工高等学校学报》编委、 《国外油田工程》副主任编委。

主要贡献

1 大型油田地面地下整体优化

油田生产建设是围绕油气生产主要过程而实施的开发方案优化设计、生产过程节能提效、先进工艺设备研发等知识和技术密集型工程。石油工业由油田地面服从地下发展为地面地下一体化、共同服从经济效益,是石油工业里程碑式的进步。油田地面地下一体化实现了生产规划方案的整体优化、油气生产主要过程的节能降耗和经济效益的极大化,可以显著减少石油工业油气自耗,继而等效提高油气自给率和采收率,减缓油气对外依存度上升,对于保障我国能源安全和石油工业集约可持续发展意义重大,对于智能油田的建设具有重要推动作用。然而,油田生产是油藏、采油、集输、注入等各生产环节相互耦合、互相制约的庞大复杂的系统工程,任一系统生产方案的变动会影响其整体最优性,特别对于高含水中后期油田产量递减速度加快、挖潜增油措施效果变差、污水处理量加大等工程实际,进行油田地面地下协同整体优化难度巨大。刘扬20多年持续攻关这一难题,在国际上首次提出了油田地面地下一体化优化的理念,他打破过去数十年开发、采油、集输、注入等地上地下各生产系统分而治之的优化模式,研究建立了涵盖油田主要生产系统的地面地下整体优化数学模型,并提出多级分解序贯决策优化方法,确定了经济开发期、布井方式、注水界限等地面地下关键生产参数,实现了油田开发建设地面地下一体化优化设计。这一研究成果填补了地上地下一体化理论方法的空白,领先于国际知名石油公司类似研究近十年。刘扬此后继续研究该难题的高效求解方法,针对大型油田地下生产参数计算量巨大、计算效率低的问题,创新性提出了“地下注入有效模糊区”的概念,有效规避了冗余计算、缩短了计算耗时。基于计算智能和大系统分解协调理论,提出了混合智能分解协调优化求解策略,探索得到了超高维、多系统、多目标非线性优化模型的求解新途径。同时,他研发了新型节能机采设备和油田采出液预分离装置,确保优化方案的顺利实施,实现了油田全局层面的的整体优化、节能降耗、高效开采。此项研究成果在我国主力油田规模化应用,优化实效显著,出版专著《大型油气网络系统优化理论及方法》1部,先后获得国家科技进步二等奖1项(排名第一),省部级科技进步一等奖5项等科技奖励。

2 巨量节点大型油气管网布局优化

伴随油气田滚动开发和加密油气井的不断投产,我国油气田地面集输管网发展形成了巨量节点大型油气管网。针对规模大、投资大、能耗大的超大型油气管网开展布局优化研究,寻求油气管网更加合理、高效的优化布局方案,对于减资、节能、提效潜力巨大。特别对于我国石油工业格局中占据重要地位的中后期油气田,油气管网的布局优化对于其经济持续开采意义重大。油气管网布局优化是耦合广义集合划分、最短路、多级选址等NP类子问题的NP-hard问题,巨量节点油气管网的最优布局求取需要在兼顾以上NP问题的同时进行超大规模离散和连续变量的协同优化,优化难度巨大。刘扬自1985年师从钱令希和程耿东院士攻博之始,30多年来潜心专研该领域的优化理论和算法,形成了独立自主的优势研究方向,在国内外独树一帜。他与程耿东院士合作,于1989年发表了国内首篇有关于油气集输管网拓扑布局优化的学术论文,并于1994年出版了我国最早的系统论述石油工程优化理论方法的专著《石油工程优化设计理论及方法》,率先建立了巨量节点大型油气管网布局优化理论体系。他针对油气管网布局优化中“广义集合划分”的计算难题,提出并建立了线性阶时间复杂度的格栅剖分集合划分法,大幅度提高了求解效率。为了解决超大规模拓扑连接关系变量所导致的低求解效率问题,他提出了“位域相近模糊集”概念及求解方法,据此显著降低了优化模型维度,突破了“维数灾害”的优化瓶颈。在此基础上,刘扬深入研究了三维真实空间下的油气管网布局优化问题,提出了空间组合式智能优化求解策略,并研制了适用于优化方案实施的油气水一体化分离设备,实现了超大型油气管网规划布局、结构调整、站场撤并、工艺流程的优化设计。此项研究整体处于国际领先水平,在国内油田规模应用,减资增效显著。相关成果获国家科技进步特等奖(第三完成单位第一完成人)、黑龙江省科技进步一等奖(排名第1)及中国专利优秀奖(排名第1,一种气液固三相分离器)等科技奖励。

3 含蜡原油管道多相输送体系流动安全保障理论及技术

我国所产原油大多为易凝高含蜡原油,一般需要采用加热输送工艺以防止管道堵塞等安全事故的发生,其能耗占地面工程总能耗的70%~75%,易凝高含蜡原油的安全经济输送问题是急需解决的国际难题。建立含蜡原油管道流动保障理论方法及研发低温安全经济输送技术,对于保障国家能源安全,构建经济、可靠的原油运输体系,具有重要现实意义。刘扬首次建立了含蜡原油管输各不可逆过程的㶲传递方程,提出了含蜡原油管输过程不可避免㶲损失的定义与计算方法,结合“㶲利用率”建立了管道输送系统的㶲耗评价指标体系;建立了含蜡原油多相输送体系新的蜡沉积普适性预测模型,实现了蜡沉积预测从单相体系到多相体系的跨越,解决了管输水动力条件对蜡沉积作用机制描述一直沿用“唯象论”的难题。他首创性从能质角度出发,构建了以总㶲损最小为目标的多目标输油管道运行优化模型及求解方法,提供了从能质角度改进管道系统用能的新方法。为有效实现原油管道系统的优化运行,刘扬研发了原油流态化整形装置及散粒悬浮输送工艺,形成了含蜡原油多相体系管输系列流动保障技术,突破了原油低温经济输送的技术瓶颈。在我国主力油田规模化应用显示,可降低原油输送温度至凝点以下22~23°C,同比节能30%以上,实现了不加热集输技术的跨越性进步。相关成果获中国专利金奖(排名第1,原油整形装置)、黑龙江省技术发明一等奖(排名第1)等科技奖励。

成果简介

1 科技成果奖励情况

[1]高含水期油田整体优化工艺、关键技术与工业应用,国家科学技术进步二等奖,2009年

[2]何梁何利基金科技进步奖,2013年

[3]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,国家科学技术进步特等奖,2010年

[4]原油整形装置,中国专利金奖,2018年

[5]特殊油井电动潜油泵系列产品研制及应用,黑龙江省技术发明一等奖,2012年

[6]含蜡原油多相体系输送动力学特性及流动保障技术,黑龙江省技术发明一等奖,2018年

[7]油田中后期抽油机井高效运行关键技术与应用研究,黑龙江省科学技术进步一等奖,2013年

[8]潜油电泵机组水平井工艺技术研究,黑龙江省科技进步一等奖,2009年

[9]高含水期油田地面地下整体优化技术,黑龙江省科学技术进步一等奖,2008年

[10]注水系统多点调参优化运行技术研究,中国石油和化学工业协会科技进步一等奖,2008年

[11]大庆东部地区中深井优选参数钻井技术研究,中国石油天然气总公司科技进步一等奖,1993年

[12]原油储运库存调度仿真与智能决策技术研究,黑龙江省科学技术进步二等奖,2016年

[13]油气初加工系统安全评价与风险防范技术研究,黑龙江省科学技术进步二等奖,2011年

[14]油田地面生产运行系统智能优化设计研究,教育部科学技术进步二等奖,2008年

[15]基于智能优化的油田地面工程系统优化研究,黑龙江省科学技术进步二等奖,2007年

[16]大庆油田高含水时期油气集输系统调整改造与新增产能建设优化研究,黑龙江省科学技术进步二等奖,2003年

2 第一作者发表的部分论著

[1]《石油工程优化设计理论及方法》,石油工业出版社,1994年

[2]《大型油气网络系统优化理论及方法》,科学出版社,2019年

[3]《油气集输系统用能优化理论及方法》,石油工业出版社,2018年

[4]《油田特高含水期不加热集输技术》,石油工业出版社,2009年

[5]《原油管输系统㶲耗分析与优化》,石油工业出版社,2018年

[6]《可靠性与最优化在石油工业中的应用》,中国科技出版社,1992年

[7]《油气集输》,石油工业出版社,2015年

[8]《有限元分析及应用》,中国电力出版社,2008年

[9] Layout optimization of large-scale oil-gas gathering system based on combined optimization strategy. Neurocomputing, 2019,332:159-183.

[10] Optimal parameters design of oilfield surface pipeline systems using fuzzy models. Information Sciences, 1999, 120(1-4):13-21.

[11] A stochastic model for drilling optimization. Mathematical and Computer Modelling, 1999, 29(9):95-99.

[12] The role of surface and subsurface integration in the development of a high-pressure and low-production gas field. Environmental Earth Sciences, 2015, 73(10):5891-5904.

[13] Study of deposition behavior in small-diameter gathering pipelines for water-cut oil. Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 2012, 48(5):386-392.

[14] Multi-level analysis of field synergy in the displacement mechanisms of heavy oil thermal recovery. Acta Geotechnica, 2014, 9(1):59-65.

[15] Wax deposition rate model for heat and mass coupling of piped waxy crude oil based on non-equilibrium thermodynamics. Journal of Dispersion Science and Technology, 2018, 39(2): 259-269.

[16] Distribution of sulfide in an oil-water treatment system and a field test of treatment technology in Daqing oilfield. Petroleum Science and Technology, 2014, 32(4):462-469.

[17] Exact solutions to complex Ginzburg–Landau equation. Pramana, 2018, 91(2): 29.

[18] Mathematical modeling of large floating roof reservoir temperature arena. Polish Journal of Chemical Technology,2018, 20 (1): 67-74.

[19] Numerical simulation of residual oil flooded by polymer solution in microchannels. Geofluids, 2018 (2018).

[20] Optimised operation of multi-level exergy analysis for complicated production systems. International Journal of Exergy, 2013, 13(02):201-219.

[21] Exergy Transfer Analysis of Thermal Driving Oil Process[C] Asia-pacific Power & Energy Engineering Conference. IEEE, 2009.

[22] An Environmentally-Friendly Method for Disposal of the ASP Flooding Produced Water, 2013, SPE 166965, SPE Arctic and Extreme Environments Conference & Exhibition, Moscow, Russia, 15-17 October 2013.

[23] ASP Flooding Produced Water Management: Evaluation, Disposal and Reuse, 2014, SPE 170396, SPE Middle East Health, Safety, Environment and Sustainable Development Conference and Exhibition, Doha, Qatar, 22-24 September 2014

[24] Study on Emulsification Behavior and Optimized Separation Technology of High Concentration Polymer Flooding Produced Liquid in Daqing Oilfield, 2015, SPE 172768, SPE Middle East Oil & Gas Show and Conference, Manama, Bahrain, 8-11 March 2015

[25] Case Study on Fluorocarbons Interior Coating for Anticorrosion and Wax-Deposition Inhibition in ASP Flooding Production, 2018, SPE 191656, SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Dallas, Texas, 24-26 September 2018.

[26] 关于结构模糊优化若干问题的讨论. 计算力学学报, 1989, 6(3):61-66.

[27] N级星式网络的拓扑优化设计.大连理工大学学报, 1989 (02): 131-137.

[28] 油气集输系统优化设计研究. 石油学报, 1993 (03): 110-117.

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[30] 集输管网系统模糊优化设计.大庆石油学院学报,1992(02):32-36.

[31] 向量优化问题标量化的模糊决策法.大庆石油学院学报,1991(02):59-64.

[32] MRS网络拓扑优化.大庆石油学院学报,1990(04):41-45.

[33] 油气集输优化设计中的管线越障碍与参数优化.油田地面工程,1990(04):8-11.

[34] 模糊优化与多目标优化的类同性.大庆石油学院学报,1990(01):36-40.

[35] 石油钻井井架结构优化设计. 石油学报,1986(02):101-109.

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[39] 油田开发建设地面地下一体化优化. 大庆石油学院学报, 2001 (03): 92-94.

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[44] 改进遗传模拟退火算法在配电网络重构中的应用.电力系统及其自动化学报,2004(05):39-42.

[45] 热力驱油过程的㶲传递模型.石油学报,2004,25(1):97-100.

[46] 井下套管弯曲变形的数值模拟.大庆石油学院学报,2005(05):39-40.

[47] 大型油田注水系统节能降耗与运行方案优化.大庆石油学院学报,2006(03):43-46+148.

[48] 大型油田注水系统节能降耗与运行方案优化.大庆石油学院学报,2006(03):43-46.

[49] 一类多级星式网络的拓扑优化设计方法.大庆石油学院学报,2009,33(02):68-73+125.

[50] 大庆原油管输结蜡规律与清管周期的确定.石油学报,2012,33(05):892-897.

[51] 头台油田老化油回收处理工艺技术. 特种油气藏,2012,19(01):131-134.

[52] 含蜡原油管道输送过程的用能描述与能耗评价. 油气储运,2017,36(06):617-623.

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