【006自动化工程学院】地球信息智能探测研究团队
发布时间:2024-07-01 点击数:

1.团队介绍

地球信息智能探测研究团队隶属于中海油田服务股份有限公司--电子科技大学测井定向井联合研究院,同时也是电子科技大学信息地学特色研究中心地学仪器研究所的核心组成团队。中海油田服务股份有限公司--电子科技大学测井定向井联合研究院同时挂牌中国海油测井与定向钻井重点实验室电子分室,是中国海洋石油集团有限公司深水油气装备产业联盟成员单位。

研究团队所在的学科为仪器科学与技术,具有一级学科博士学位授予权。团队研究的总体定位是:以认识地球、探测地下油气资源为目的,促进和发展我国的地球探测技术;籍助于电子科技大学在电子信息领域的综合优势,以地球科学领域各种仪器设备信息化、智能化为主要目标,研制与开发具有自主知识产权的地下探测仪器装备。近年来,团队在地球信息探测仪器前沿领域取得的成果在国内具有一定的影响力,适应了国际地球信息探测仪器应用基础研究的发展趋势,具备了我国这一领域的先进研究水平。

团队立足于声、电与核物理基本理论,结合前沿电子信息技术,开展油气智能化探测理论及技术的研究。主要研究方向为油气井的声电核磁随钻测量、油气套管的耗损检测与评价、超高分辨率井筒三维成像等相关测试理论、技术及仪器研发,研究内容涉及地球物理、电子信息技术、人工智能、高性能计算、图像处理、边缘计算及嵌入式系统、自动化检测系统等领域。代表性研究成果随钻声波测井、随钻中子密度测井、高速泥浆脉冲器伺服驱动系统、油气套管超声、电磁涡流无损检测等,为中海油服ELIS高端电缆成像测井系统、“璇玑”旋转导向钻井与随钻测井系统。团队所承担的科研项目包括国家科技重大专项子课题、国家自然科学基金以及企业合作项目。申请国家发明专利40余项、授权20余项,产业化转让1项,登记软件著作权2项。在IEEE TGRS、IEEE TIM、NDT & E、仪器仪表学报等国内外一流学术期刊发表论文180余篇,他引超过500次。获省部级科学技术进步一等奖1项,二等奖1项,三等奖4项。团队参与研制的系列阵列声波测井仪、微电阻率扫描成像测井仪、随钻中子、密度测井仪已经实现批量生产,并在油田生产中推广应用,创造了良好的社会效益和经济效益。

2. 团队研究方向和科研成果

团队主要立足于声、电与核物理基本理论,结合前沿电子信息技术,开展油气智能化探测理论及技术的研究。主要研究方向为油气井的随钻测量和油气套管的耗损检测等相关测试理论、技术及仪器研发,研究内容涉及地球物理,电子信息技术,人工智能,高性能计算,自动化检测系统等领域。团队始终致力于促进电子信息学科群与地球科学学科群的深度融合,构建两大学科群之间的桥梁,促进电子科技大学在信息科学方面的优势迅速向地球科学领域延拓,促进信息地学基础理论和完整独立学科体系的形成。代表性研究包括:随钻声波测井、随钻中子密度测井、油气套管电磁涡流无损检测等。团队的部分科研成果如下:

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电子信息+地球科学交叉学科

(1) 随钻声波测井仪(国家科技部863重大专项)

随钻声波测井原理是利用目前为止所有的声波测量模式,在随钻条件下,对各频带波形综合测量以获取地层的三维声波特性(包括:斯通利波、横波在纵向和径向的变化以及纵波时差),通过随钻声波测井技术可以清晰的对均质地层、非均质地层的各向异性和其形成的各种机理进行分析。与电缆声波测井技术相比,随钻声波测井仪能提供实时单极和偶极波形质量,极大地提高了声波测井技术的应用范围。团队研制的随钻声波测井仪达到世界领先,国内第一的超高技术水平。所研制的交叉偶极子阵列声波测井仪同样达到世界领先水平。

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声波测井基本原理


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随钻四极子声波测井仪(已批量生产)

(2) 涡流套损检测仪关键技术(发改委十二五重大专项)

团队研制多频复合式电磁测量探头方案及仪器,解决了缺陷成像、管壁厚度、磁导率及套管内径等关键测量技术,研制出电磁测厚仪。

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团队研制的套损电磁涡流检测仪器(已批量生产)


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团队研制的电磁成像及反演算法可视化结果

(3) 随钻中子/密度关键采集处理系统及测试装置(央企联合重点项目)

中子测井是把装有中子源和探测器的下井仪器放入井内,由于中子源发射的快中子按球状向外迁移,在穿过井孔介质进入岩层的过程中,高能量中子与物质的原子核相互作用而减速,扩散和被吸收其能量不断损失或减弱。采用两个不同源距探测器来测量热中子计数率的比值,以反映地层中的中子密度随源距衰减的速率。将探测结果通过电缆输送到地面仪器,经过计算处理记录曲线。团队经过多年技术攻关,研制出随钻中子/密度测井仪,已在国内外开展应用,取得良好的经济和社会效益。

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随钻中子/密度关键采集处理系统(已批量生产)

(4) 随钻高速脉冲信号解码算法及电机驱动控制算法研究(国家科技部十三五重大专项)

团队经过长时间的技术攻关,实现剪切阀式泥浆脉冲器电机驱动控制电路,研究并实现电机驱动控制算法、调制方法、解码算法等关键核心技术的自研,实现国产装备的自主可控。

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随钻高速脉冲信号解码算法及电机驱动控制算法示意图

(5)井周超声高分辨率成像算法及系统研制(央企联合重点项目)

井周超声成像测井是一种利用井壁或套管内壁对超声波的反射特性来研究井身剖面的技术。这种技术可以直观地分析地层裂缝、孔洞等的发育情况,从而更有效地确定储层结构、沉积环境。在裸眼井中,通过测量的声学图像,可以了解裂缝地层的裂缝密度、倾角、方位以及缝洞分布情况,为勘探和开发裂缝性储集层提供可靠的地质基础资料。在套管中,通过声学图像,可以了解射孔位置,或施工、生产而使套管损坏情况。

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井周超声高分辨率成像算法及系统示意图(已批量生产)

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井筒成像与地下钻井孔可视化

基础研究方向:

1. 随钻高能声聚焦前视远探成像方法研究

2. 脉冲涡流多层管柱缺陷检测与井筒三维成像方法研究

3. 随钻工程地质参数边缘计算与井筒稳定风险实时评估方法

3. 团队科研平台和条件

地球信息智能探测研究室依托于电子科技大学信息地学特色研究中心、中国海油测井与定向钻井重点实验室电子分室、中国海洋石油深水油气装备产业联盟、中海油田服务股份有限公司-电子科技大学测井定向井联合研究院等多个多方共建科研平台,其中中海油田服务股份有限公司-电子科技大学测井定向井联合研究院的前身中海油田服务股份有限公司-电子科技大学电法测井联合实验室更是中海油田服务股份有限公司与国内高校建立的首家联合实验室,为团队的科研与学习提供充实的保障。依托团队平台,在国内外多地建立了实验平台和科研实训场地。

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中海油服燕郊科技园区实训基地


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中海油服新疆实钻测试基地实训作业


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中海油服海南产业园区实训基地

地球信息智能探测研究室拥有良好的通用科研软硬件平台,包括:高性能数据仿真服务器4台,配备用于深度学习的2块A6000数据中心级GPU、2块RTX4090D高性能GPU。拥有ANSYS和Comsol Mutiphysics有限元分析软件以及多通道超声波发射与接收仪器、超声相控阵检测平台、示波器、函数发生器、高速数据采集卡、频谱分析仪等测量仪器。另外,团队建有裸眼井三维测井实验平台、仪器高温测试平台以及震动测试平台等多种实验测试平台,可供模拟实际生产环境下的验证实验。

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多台高性能服务器及电子测量仪器


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设备联合调试实验平台


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超声相控阵检测平台


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高温、振动测试平台

4. 团队人才培养模式

团队历来重视学生的学术能力与工程实践能力培养,以团队的研究课题为基础,为每位学生定制专门的培养计划与指导方案,团队科研经费充足,各类研究设备齐全。在团队的悉心培养下,学生先后获得各类学业奖学金,优秀硕士论文等学术奖励,并赴境外参加各类学术活动。

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团队博士研究生参加IGARSS 2023并张贴宣传海报


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团队博士研究生参加ICEMI 2023接受记者采访并做大会报告


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团队博士研究生参加中国海油重点实验室论文交流并获奖


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团队硕士研究生参加中国石油和化工行业人工智能技术发展大会并做大会报告

地球信息智能探测团队毕业生受到众多优质企业的青睐,毕业生先后赴中电科、华为、爱立信、英特尔、国家电网、核动力研究院等知名机构任职,部分优秀毕业生已发展成为公司业务骨干,成为中流砥柱。

5. 团队导师介绍、招生专业和代码


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师奕兵 (教研室负责人)

博士,教授,入选教育部新世纪优秀人才计划

招生专业:

博士: 080400 仪器科学与技术

085400 电子信息

086100 交通运输

硕士: 085400 仪器科学与技术

085407 仪器仪表工程

085400 电子信息(非全日制)

研究方向:

现代测试理论与技术、测试信号获取与处理、电路及系统测 试与可测性设计、测井技术及仪器

担任四川省科技进步奖计量组评审专家、中国测试杂志编委、四川省自动化与仪器仪表学会副理事长。长期从事现代测试理论与技术、测试信号获取与处理、电路及系统测试与可测性设计、测井技术及仪器方面的研究。主持多项国家级、省部级和横向合作等科研项目20余项。获省部级科技进步一等奖2项、二等奖1项、三等奖4项,国家级科学技术二等奖2项,国家级科技进步三等奖1项;校级优秀教师二等奖2次,校级优秀教学成果二等奖1项。2004年电子科技大学“三育人”先进个人。发表学术论文150余篇;著作3部。

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李焱骏

博士,正高级工程师

招生专业:

硕士: 085400 仪器科学与技术

085407 仪器仪表工程

085400 电子信息(非全日制)

研究方向:

测井技术及仪器、集成电路测试

长期从事声、电、核相关的测井技术与方法应用研究,以及集成电路测试相关的理论与应用研究。发表SCI/EI检索的学术论文20余篇,获国家授权发明专利20余项。获2021年度“中国石油和化工自动化行业科学技术奖(省部级待遇)”科技进步二等奖1项,获四川省科技进步三等奖1项。

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张伟

博士,副教授

招生专业:

硕士: 085400 仪器科学与技术

086100 交通运输

研究方向:

无损检测与成像、微弱信号高精度采集与处理、智能信息处理、通信导航雷达与声呐技术

以项目第一负责人主持国家自然科学基金1项,“十二五”国家科技重大专项子课题2项,“十三五”国家科技重大专项子课题1项,中科院A类战略性先导科技专项

子课题1项,中央高校基本科研业务费专项资金2项以及企业合作项目30余项,到校科研经费三千万余元。合作单位包括中海油、中国科学院、中电集团、航空航天、民航等知名企业和科研机构。研制的系列阵列声波测井仪井下电路系统已经实现批量生产,并在油田生产中推广应用,打破了国外企业的技术垄断,创造了良好的社会效益和上亿元的经济效益。现担任仪器领域国际权威期刊IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement及国内仪器领域权威期刊仪器仪表学报等多个期刊审稿人。近五年在国际权威期刊发表论文20余篇,第一作者及通讯作者SCI论文14篇(中科院一区3篇,中科院二区5篇);授权美国发明专利1项及中国发明专利17项(均为第一发明人)。

6. 咨询联系方式

欢迎仪器科学、控制科学、信号处理、电子信息技术、数学以及交通运输等相关专业考生申请与报考团队。

团队负责人:师奕兵

团队位置:清水河校区成电国际创新中心D区202室

联系教师:张伟(weizhang@uestc.edu.cn)