【科研百人】赵辉：研精覃思做学问 教学相长立训传

人物名片：赵辉，博士，石油工程学院史上最年轻的硕士生导师和副教授，“长江人才计划”领军人才。

主要从事智能油气开发理论（“数字油田”）研究与应用工作。“十二五”期间以第1负责人承担包括国家自然科学基金、国家科技重大专项、中海油国家重点实验室开放课题基金、中石化科技部重大专项等在内的项目7项。荣获湖北省科技进步三等奖1项、中国石油和化学工业联合会科学技术三等奖1项以及中国石油和化学工业联合会科学技术一等奖1项。基于“十二五”以来研究成果，以第1或通讯作者在《中国科学》、《SPE Journal》、《石油勘探与开发》、《石油学报》等发表权威期刊论文12篇，其中SCI 6篇、EI 6篇。关于井间连通性模型的论文被石油界发行量最大和具有世界影响力的石油新闻杂志Journal of Petroleum Technology(JPT)采访报导，表明其在井间连通性领域的研究已经走在国际前沿。目前拥有专著1部，配套软件著作权4项，发明专利3项。

赵辉副教授目前主要从事智能油气开发理论(数字油田)研究与应用工作，该方向是石油工业未来的重要发展方向，对于进一步提高油田采收率、实现油气资源最优化具有广阔的应用前景，Shell公司认为基于该理论方法的智能油田开采技术可使生产方案设计时间和成本分别降低近75％和20%、产量提高约10％。但是国内具有现代意义的“智能油田”油藏管理研究和实践工作启动较晚，目前取得了一定成就的研究团队国内仅有两支，而赵辉副教授所带领的攻关团队取得了具有一定学术影响研究成果。

针对现有智能油气生产控制理论算法研究，赵辉副教授自2009年起即开展了相关研究工作，并在美国TULSA大学TUPREP工作组进行为期一年的研究学习，该工作组在油藏生产优化及自动历史拟合研究等方面一直处于世界领先水平。赵辉副教授和他的研究团队创立了基于无梯度算法的油藏生产实时优化和自动历史拟合方法体系，研制了新的基于改进插值二次型无梯度优化算法，有效的提高了算法优化效率，突破了传统算法难以进行实际应用的瓶颈，结合油藏数值模拟技术能够实现油水井调控方案自动优化，实现油藏闭环控制，最大化油藏开发效益，奠定了该领域的基础，填补了国内空白。相应研究成果发表在《中国科学》、《SPE Journal》等杂志。以此为基础将研究成果在塔河油田、江汉油田、中海油等进行了实施应用，为实际油藏注采措施方案调整提供技术支持，取得了不错的应用效果。

对于智能油气生产控制模型，由于使用单一确定模型进行生产优化可靠性差、不确定性强的缺点，赵辉副教授将金融投资以及航空航天等领域成功应用的鲁棒控制理论引入，建立了油藏智能生产鲁棒优化控制模型，结合能表征不确定性多模型油藏自动历史拟合技术，最终形成了一套油藏鲁棒约束优化计算方法。该方法将模型参数的不确定性考虑到优化设计中，选取的随机模型也能够反映真实模型的统计特征和信息，因此最终优化所得方案可以和系统的不确定性相匹配，在一定程度上保证了结果的可靠性和鲁棒性。通过实例验证发现，所提出的油藏生产鲁棒优化方法，实现过程简单，便于实际应用，且能够给出更好的开发方案估计，提高开发收益、降低开发风险。同时，基于理论研究基础，课题组根据实际情况，形成了分别针对确定性模型与不确定性油藏生产优化软件，软件功能齐全，适用性强，已与中石化、中石油勘探开发研究院在内的多家研究机构建立合作关系，将技术服务于油藏管理。

连通性研究是方案设计及油藏工程动态分析的重要基础。赵辉副教授首创性的将其引入智能油气开发理论研究领域，形成了基于连通性思想的油藏生产快速智能优化控制方法。通过该方法建立了考虑时变性的油藏井间动态连通性模型，可模拟油水两相生产动态变化，结合反问题求解可以快速拟合油田生产动态，准确定量表征井间连通关系、地层物性及注采井间动态劈分系数等结果；以此为基础，结合最优控制算法，实现油气藏的智能快速优化和注采方案动态调控，其弥补了传统数模技术计算量大、优化速度慢等缺点，为智能油气开发实时性与可靠性提供有力的技术支持。基于该技术所发表的文章《INSIM: A Data-Driven Model for History Matching and Prediction for Waterflooding Monitoring》被作为重大技术突破被石油界发行量最大，具有世界影响力的石油新闻杂志《Journal of Petroleum Technology》（JPT）采访报导。同时，基于这套技术，课题组与地质大学的研究团队合作研制了相应的配套软件，并成功在胜利油田、塔河油田、新疆油田等取得了应用，取得了良好的经济效益。

截至目前，赵辉副教授将近年来的研究成果深化成软件4套，个人专著1部，发明专利3项，并以第1负责人承担了多项包括国家自然科学基金、国家科技重大专项、中海油国家重点实验室开放课题基金、中石化科技部重大专项等项目，并获荣获湖北省科技进步三等奖1项、中国石油和化学工业联合会科学技术三等奖1项和中国石油和化学工业联合会科学技术一等奖1项。近几年，赵辉副教授以第1或通讯作者在《中国科学》、《SPE Journal》、《石油勘探与开发》等期刊上发表论文21篇，其中6篇SCI，10篇EI，待发表SCI论文1篇。其中论文《Maximization of a Dynamic Quadratic Interpolation Model for the Production Optimization》为SPE大会第一篇宣读论文，属重大技术创新，后被石油领域最权威期刊SPE Journal录用发表。

在科研道路上突破、攻关离不开一支优秀的研究团队，依靠团队的力量才能更好整合优势资源。赵辉副教授十分注重研究团队的建设。作为一名年轻的硕士生导师，和学生保持着亦师亦友的关系。他时常告诫学生，青年是人求知欲最强和精力最旺盛的时期，而三年的研究生生涯放眼整个人生可以说是最宝贵的时间，要珍惜这短暂而又珍贵的时光，在这段黄金时间内，勇于探索，小心求证，培养出敏锐的观察能力和批判性的思维，成为一名合格的研究生。他根据每个人的兴趣与专长，给每一个人制定了不同的研究方向，依托各横纵向课题，不断提高团队成员的业务能力与创新能力。在课题组内部，定期会进行学术讨论，让组内的同学能相互学习，共同进步。团队目前，虽然只有6名研究生，但在他的带领下，科研团队形成了良好的学术氛围，不断的在所研究的领域内披荆斩棘。

在科研道路上不断创造佳绩的同时，他时刻谨记作为一名教师教书育人的责任。他所教授的专业课内容丰富翔实从不拘泥于课本，他特别反对专业课必须要用特定教材的教学模式，油藏专业的历史脉络到前沿进展无一落下，留学和科研当中的经验体会也毫无保留的与大家分享，因而只是面向本科生的课程，却时常引得博士生、研究生慕名旁听；为了激发学生在学习上的主人翁意识，他常常和学生互换角色，让学生走上讲台，以此教学相长。他常常对学生们说，科研是一个创造的过程，“新”是其本质属性。每年本科毕业设计选题上，他力求选题新颖不重复，所指导的第一个本科毕业设计就被评为省级优秀论文，2014年又有3人毕业答辩优秀、1人推荐省级优秀论文。在他的指导下，几名本科学生在全国石油工程大赛中也取得了优异成绩。

（编辑 胡红霞）