郭尚平

郭尚平,四川隆昌县人。1951年加入中国共产党。流体力学、生物力学和油田开发工程专家,中国科学院院士。1951年毕业于重庆大学矿冶系,1957年在莫斯科石油学院获副博士学位。历任中国科学院兰州地质所室主任、分院院长、长庆油田研究院副院长、北京石油勘探开发研究院副院长等职。1994年至今任CNPC石油勘探开发科学研究院博士研究生导师,2001年9月聘任为公司独立董事。在渗流力学和生物力学方面作出创新性、系统性成就,在发展学科和面向经济建设方面有突出贡献。

郭尚平 - 基本资料

姓名:郭尚平

性别:男

出生日期:1930

学历:博士

国籍:中国

郭尚平 - 个人简历

1930年3月17日 出生于四川省荣县吕仙岩村。

1947—1951年 重庆大学矿冶系学习。
  
1951—1952年 任重庆大学矿冶系油田开发专业助教。
  
1952—1953年 北京俄文专修学校留苏预备部学习。
  
1953—1957年 莫斯科石油学院和全苏油田开发研究所研究生。
  
1957—1960年 任石油部石油研究院渗流力学组工程师。
  
1960—1971年 任中国科学院兰州地质所渗流力学室室主任。
  
1971—1974年 任大庆油田研究院副院长。
  
1974—1983年 任中国科学院兰州渗流力学室助研、副研、研究员、室主任。
  
1983—1987年 任中国科学院兰州分院院长。
  
1987—1994 年任石油勘探开发科学研究院研究员、副院长。
  
1994年任石油勘探开发科学研究院专家、博士生导师、研究员。

郭尚平 - 个人经历

郭尚平,1930年3月17日出生于四川省荣县吕仙岩村,祖籍四川隆昌县云顶乡。其父郭运献系当地著名中医。

郭尚平自幼聪颖好学,又因家中人口众多,经济十分拮据,入不敷出,故从小就知勤奋努力,刻苦攻读。先是在盛产天然气和井盐的四川自流井(后为自贡市)玉皇庙小学读初小,用二年半学完四年课程后,郭尚平考人井神庙高级小学。

1939年,为躲避日本侵略军轰炸,全家迁返隆昌县云顶乡。郭尚平在该乡秀毓小学毕业后考入隆昌县中,继后升入成都清华高中学习。高中各学期均名列前茅,毕业时获保送直接升人清华大学,因未能筹足去北平(现北京)路费被迫放弃机会。

1947年,郭尚平在四川同时报考三个大学,均获录取,后进入重庆大学矿冶系,名列榜首,享受奖学金。郭尚平主攻石油天然气开发专业,学习成绩居全班之冠。

1951年毕业后留校任助教。一年后公派去前苏联留学,1957年返国。
  
郭尚平与罗广芳1952年恋爱订婚,1957年留学归国后结为伉俪。
  
郭尚平1953年去前苏联后,在莫斯科石油学院和全苏油田开发研究所读研究生,专攻渗流力学,师从莫斯科石油学院院长И·M·穆拉维耶夫(Myравьев)教授,全苏油田开发研究所所长、前苏联科学院通讯院士A·П·克雷洛夫(Kрылов)教授和数学力学家H·C·别斯古洛夫(Пuckyнов)教授。
  
在研究生阶段,郭尚平已表现出强烈的创新意识和独创能力。郭尚平放弃导师为他选定的应用前人理论和计算方法做研究的题目,独辟蹊径,提出了“当孔隙性砂岩油藏的油井井底有各种裂缝时的渗流理论和计算方法”作为自己的研究课题。当时,国际上刚出现一种提高产油量、注水量和石油采收率的新技术——地层水力压裂技术,郭预见到这将是很重要的、并将有长期应用推广价值的技术,非常需要赶快建立这种条件下的渗流理论和计算方法。导师很高兴地肯定了郭的思想。

郭运用数学物理分析、电模拟实验和现场实验分析三种方法,对这种孔隙-裂缝介质的渗流理论和计算方法做出了系统性和创新性的成果,不仅有单井条件下的理论研究,还有井群整体压裂下的计算分析。论文答辩时,20多位评委全票通过授予副博士学位。这在当时的学位论文答辩会上是罕见的。论文的部分内容很快即以三篇文章先后在前苏联《Tpyдымни》、《HeфтяноеXозяйство》上发表。
  

郭尚平于1957年返回祖国后,被分配在中国科学院石油研究所(后改名大连化学物理所)。石油部商请科学院调郭到石油部工作,未获同意,双方最后协议借调郭到石油部地质开发研究筹建处(后为石油研究院)工作。于是,郭尚平以主要精力完成石油部的科技任务,同时开始筹建中国科学院的渗流研究机构。
  
郭尚平深感有必要将学得的知识与祖国的建设紧密结合起来,做一点实际工作。正值此时,新发现的克拉玛依油田急需开发,石油部派他领导一个研究组去新疆完成此项研究和设计任务。郭尚平作为主要研究设计人,领导研究组,提出了初步设计和正式设计,经石油部批准后,在克拉玛依油田开发中得到实际应用。
  
在渗流理论方面,郭尚平预见到多底井、斜井和水平井等将对石油工业有重要作用,早在1959年就研究了这些特殊井底条件下的渗流理论和生产效率。这在当时还未被重视的技术,到80至90年代已得到国内外石油部门的极大重视和广泛应用。
  
1960年冬,中国科学院在兰州正式成立渗流研究室,郭尚平作为该室的创建人,同时又连续完成石油部的任务,参加大庆油田开发工作组,负责萨尔图中区开发研究设计中的渗流研究和计算任务。
  
当时的渗流研究室设置在中国科学院兰州地质所内,研究人员大多是20几岁国内外毕业不久的大学生和研究生,他们朝气勃勃,钻劲十足,在浓厚的学术气氛下团结协作,建室3年后,在中国力学学会第一次全国流体力学大会上,12篇渗流力学文章中,他们占了11篇,其中郭尚平与刘慈群合作完成的非均质地层中油水二相渗流计算方法,与当时国外方法相比,理论基础更完善,计算结果更接近实际,计算量少很多,在大庆和新疆等油田的研究和设计中起到了实际作用。由于科研成绩突出,渗流室于1964年被评选为中国科学院的先进集体,中国的主要报纸和电台进行了表扬报道。
  
1964年至1965年,郭尚平和刘慈群、李永善等人带领研究组与玉门研究所合作,研究成功了小层动态分析方法,使原来只能对一个大层笼统地、粗略地进行渗流动态分析,发展为能对大层内的每一个小层单独进行渗流分析。这项成果在油田得到实际应用,并于1965年在石油部的大庆现场会议上展示推广。
  
60年代初,当许多人否定人工地层模型的作用,而只强调天然岩心的作用时,郭尚平明确指出,这两种研究手段,各有所长,把二者结合起来,相辅相成,才能使渗流力学和资源开发的科学研究推进一步。郭尚平在渗流室提出立即开展人工平面地层模型研制,并亲自领导和参加研制工作。

1963年开发成功人工模型新技术后,大庆油田于1964年即派人到渗流室学习掌握。该技术在大庆、胜利、新疆和玉门等油田及渗流室持久地推广应用,对渗流力学和资源开采的研究起到了很好的作用。

1966至1976年间,郭尚平主要从事天然气渗流及其在四川气田动态分析和储量计算中的应用和陕甘宁油田开发(含石油渗流)研究。
  
在实验渗流力学方面,长期以来只注意宏观研究,即以各种类型的天然岩石和土壤样品以及人造多孔介质等为研究对象,对微观研究很不注意。宏观实验有很多优点,但本质性的不足是在当前条件下不能观测多孔介质内的真实过程和规律。早在60年代初,郭尚平就提出要开展渗流微观研究,并把这种渗流研究暂时称为“微观渗流”,沿用至今,已成了习惯用术语。
  
由于客观原因,直到1978年,郭尚平才得以动手开展微观渗流研究,首先需要自己开发微观渗流实验和测试技术,然后要进行大量的微观渗流实验和分析,难度很大。他组织和领导黄延章、胡雅仁、周娟、于大森、周炎如等数十人,集体潜心研究,终获成功。

到1988年,已开发成功由11种技术配套的微观渗流仿真和测试技术。迄今国外尚没有见到这类工作较完整的报道。

石油部科技司于1989年举办培训班推广此项微观渗流研究技术。油田和院校也纷纷要求转让技术或委托研究任务。中国科学院授予该技术科技进步一等奖。
  

以这套实验技术为主要手段,郭尚平带领研究集体从15个方面对复杂的新型渗流问题进行了创新性的研究。它们涉及多相渗流、非牛顿流体渗流、非等温渗流和物理化学渗流等渗流学科的前沿问题。通过对孔隙结构仿真、高温高压仿真和粘土矿物仿真的微观模型内的各相流体运动、流量变化、表面性质变化、相态变化、蒸发、冷凝以及粘土矿物膨胀、迁移、吸附和堵塞等物理、化学和力学过程的微观细节的观测,发现和揭示了一些重要的渗流机理和规律,肯定了一些原属分析推测性的认识,完善了一些原来不完全的认识,对一些重要的机理和规律提出了新的或系统化的见解和理论,并对有关的生产工程技术提出了建议和新的科学依据。这样,他和他的研究集体初步建立起了微观渗流理论,并使渗流理论在生产应用上有了更扎实的基础,从微观渗流角度对渗流理论做出重要发展。

1990年,由科学出版社出版了专著《物理化学渗流微观机理》。在国外,与作者类似的工作只有为数不多的零星文章发表,总的说来,涉及的广度,研究的深度和考虑的因素都不及郭尚平等的成果。这项成果获1991年国家自然科学三等奖。

郭尚平 - 人物贡献

在60年代初期,郭尚平还提出一个对渗流学科发展相当重要的新观点。郭尚平认为:渗流不仅存在于岩石和土壤等地下多孔介质中,还存在于地上的许多工程装置和工程材料的多孔体系中,也存在于像微细血管系统中。因此,可把渗流分为三个方面,即地下渗流、工程渗流和生物渗流;应当主动地发展这三个方面的渗流研究,以使渗流学科既能为地下工程技术继续做贡献,也能为地上工程技术、为人类健康和疾病防治以及农林业的发展做一些贡献。

事实证明,他的观点是正确的。30多年来,在化工、冶金、机械、建筑、环保、核工业、盐水淡化、浓缩分离、染料颜色和制糖等工业技术部门已开展渗流研究,生物渗流成果也确已出现。
  
郭尚平还于70年代提出了另一个新观点。郭尚平认为,在多孔介质内不仅发生力学过程,在很多情况下还同时存在其他复杂的物理过程、化学过程和生物学过程;而且,这些过程往往是相互影响,互为制约的。因此,为更好的发展渗流学科并使其更好地为社会进步和经济发展做贡献,应当把多孔介质中的物理、化学、生物学和力学过程结合考虑、交叉渗透地进行研究。

这一思想对推动各种类型的物理化学渗流和生物渗流的研究;对促进渗流学科更好地为诸如提高石油采收率和地下水化学污染和生物污染的防治等工程技术做出了新贡献,起了积极的作用。
  

从70年代后期开始,在进行地下渗流研究的同时,郭尚平将多年来对渗流力学与生命科学结合的想法付诸深入地工作,开拓了一个新的研究方向,即生物渗流研究。他对动物体和植物体内的渗流都做了一些考虑,但重点和长期的研究是人体和动物体内的渗流。由于多孔介质中的流动才是渗流,郭尚平和于大森、吴万娣等人首先费了很大的精力论证人体和动物体内是否存在多孔介质,哪些管道系统具备多孔介质的必要条件,又有哪些区别于一般多孔介质的特征。郭尚平和于大森、吴万娣等人将自己开发成功的技术制备生物脏器的宏观立体标本、微观立体标本和铸型薄片标本,对这些生物标本进行宏观观测和常规摄影,用扫描电子显微技术和光学显微技术进行微观观测和摄影。在此基础上进行脏器管道体系的孔径、比面和孔径分布的定量研究。这种深入细致地研究使他们最后得出了重要的结论:所研究的肾、肺、肝、心的微细血管体系,肾的泌尿管道体系,肺的肺泡—支气管体系和肝的胆管体系等四类脏器的7种管道体系都具备孔径微小、比面很大的多孔介质的必要特征,确属多孔介质,因此,其中的流动确属渗流,其流动力学可作为渗流力学进行研究。
  
郭尚平和于大森、吴万娣等人用模拟的生物管道多孔介质和人血、代血浆、马血、羊血和肝胆汁等真实生物流体做实验,发现这些生物流体的渗流基本规律不遵循著名的达西渗流定律,而遵循一种非达西率。近几年来,郭尚平等与中国医学科学院血液研究所的刘泽扬等合作,用家兔进行在体和离体实验,仍然表明血液等生物流体的渗流不遵循达西率,而遵循一种非达西率。郭尚平和于大森、吴万娣等人还建立了血管体系多孔介质的孔隙度和渗透率等重要特征的测定和分析方法,在测定的基础上又得到一些重要结论。

在上述研究的基础上,郭尚平和于大森、吴万娣等人初步地建立起几种典型的生物渗流的数学模型,主要是:肝内“肝血窦网-窦周间隙网-肝细胞网-胆小管网”四重介质渗流模型;肺内“肺泡网-毛细血管网”双重介质渗流模型和肌肉组织内“毛细血管网-组织间隙网-毛细淋巴管网”三重介质渗流模型。建立生物渗流数学模型的一个难点,是如何解决在一个很微小的单元体内同时存在几个各自独立又相互联系的多孔介质系统的渗流系统。郭尚平用多重介质渗流模型很成功地解决了这个难题。

郭尚平 - 个人成就

郭尚平等为生物渗流的建立打下了初步基础。上述成果的部分获1981年中国科学院重大成果二等奖。美国工程科学院院士冯元桢教授1993年9月给中国医学科学院刘泽扬的信中对上述生物渗流理论的评价说:“郭先生的理论在世界上是突出的。”
  
郭尚平系研究员、博士研究生导师,现为渗流流体力学研究所学位委员会主任委员、石油勘探开发科学研究院专家。郭尚平曾长期担任渗流室主任,曾任长庆油田研究院主管油田开发(含渗流力学)的副院长、中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院副院长和中国科学院兰州分院院长。
  
郭尚平1983年至1990年间曾任国务院学位委员会力学评审组成员,郭尚平是国家自然科学基金委员会第一、二、三届力学组成员,国家科委力学学科组成员,国家科委石油专业组成员,中国力学学会第一、二、三、四届理事,第三、四届常务理事,中国石油学会第一、二、三届理事,第三届常务理事兼学术委员会主席,中国科学院数学力学天文学专家委员会成员,中国科学院渗流专家组组长,《中国大百科全书·力学卷》编委,《中国力学丛书》编委,《力学学报》编委和常务编委,《力学进展》编委,甘肃省力学学会第一届理事长,国际石油工程师协会会员,国际石油工程会议(北京1992)学术委员会主席。

郭尚平 - 主要论著

郭尚平,刘慈群.非均质油田开发过程的水动力学计算方法.力学学报,1964.7

郭尚平等.脏器渗流多孔介质的物理特征。力学学报,1982.1

郭尚平等.物理化学渗流微观机理.北京:科学出版社,1990

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郭尚平 - 参考资料

(1)http://m.agoil.cn/bbs/read.php?tid=169084
(2)http://m.cnpc.com.cn/CNPC/rlzy/rcdw/ysml/%B9%F9%C9%D0%C6%BD.htm
(3)http://m.cstam.org.cn/show.asp?unid=2548
(4)http://m.gs.xinhuanet.com/kejiaopd/2003-12/08/content_1307553.htm

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