近日,由石油工程学院主办,未来能源学院、油气资源与工程全国重点实验室、深层地热富集机理与高效开发全国重点实验室、国际处等单位共同组织的能源工程国际前沿课程系列活动圆满举办。本次活动围绕地下能源开发中的热力学、多相渗流、CO2地质利用与封存、地热开发、碳捕集、孔隙尺度反应输运以及人工智能赋能地下能源开发等前沿方向,设置专题课程、前沿讲座、学术研讨会和日常交流讨论等多个环节,吸引了全国相关方向教师、博士后、研究生和本科生积极参与。本次课程为期3周,总计收到了107人的注册,涵盖了来自北京大学、中国科学院大学、中科院武汉岩土力学研究所、北京科技大学、中国矿业大学、河北工业大学、西南石油大学、西安石油大学、长江大学、中海油研究总院、中石油勘探开发研究院等11家科研院所以及中国石油大学(北京)石油工程学院、未来能源学院、国际教育学院、油气资源与工程全国重点实验室、深层地热富集机理与高效开发全国重点实验室等多家校内单位。

图1 两位院士与宋先知院长等人合影
本次课程在宋先知院长牵头的“深地油气资源绿色智能开采基础研究学科创新引智基地”资助下,邀请了中国工程院外籍院士、美国国家工程院院士、莱斯大学 Abbas Firoozabadi 教授,以及英国皇家工程院院士、美国国家工程院外籍院士、帝国理工学院 Martin Blunt 教授担任主讲专家。两位院士分别围绕现代油气与地热能源地下开发中的热力学基本原理、多孔介质多相渗流等主题开展系统授课。课程内容涵盖经典热力学、相平衡、状态方程、不可逆热力学、界面热力学、分子模拟、数字岩心、孔隙网络模型及其在 CO2地质封存、地下储气储能、压裂与地热开发中的应用等内容,为师生系统理解地下能源工程中的基础理论与关键科学问题提供了重要支撑。

图2 Abbas Firoozabadi 教授开展热力学课程教学并与学生合影

图3 Martin Blunt 教授开展多相渗流课程教学并与参会师生合影
课程期间,多场地下能源工程前沿讲座同步开展,本次前沿讲座邀请了北京大学、阿尔伯塔大学、卡尔加里大学等国内外科研院所的知名青年学者,为师生带来多场高水平前沿报告。
北京大学力学与工程科学学院研究员徐克作题为“气泡与多孔介质的尺度博弈:热力学稳定性、溶解、熟化和运移”的专题报告,围绕气泡在多孔介质中的赋存、演化和迁移机制进行了深入讲解。北京大学力学与工程科学学院特聘研究员邓航以“孔隙尺度反应溶质运移过程研究”为题,介绍了复杂孔隙结构中流动、传质与反应耦合过程的研究进展。

图4 徐克研究员、邓航研究员与参会师生合影
北京大学力学与工程科学学院特聘研究员李康康作“驱动碳捕集技术创新与工程实践:从分子设计到工业部署”专题报告,系统介绍了人工智能、材料设计、分子模拟与工程放大在碳捕集技术创新中的应用。加拿大阿尔伯塔大学土木与环境工程学院副教授 Zhehui(Charlie)Jin 围绕“Molecular-Scale Perspectives on Carbon Capture, Utilization, and Storage: Thermodynamics, Interfaces, and Transport in Nanoporous Media”作报告,从分子尺度介绍了 CCUS 过程中的热力学、界面现象和受限输运机制。
图5 李康康研究员、Zhehui(Charlie)Jin 副教授与参会师生合影
北京大学能源研究院研究员章凯强作“二氧化碳地质利用封存研究进展”报告,介绍了CO2地质利用封存研究背景、技术现状和工程实践进展。卡尔加里大学博士后薛振乾作“AI赋能地热开发:基于物理约束神经算子的快速评价与优化”专题报告,展示了人工智能方法在地热开发性能快速评价和优化中的应用。北京大学地球与空间科学学院助理教授吴辉作“基于生成模型的地下裂缝网络反演与渗流传热分析”报告,介绍了生成模型在复杂裂缝网络刻画及渗流传热预测中的应用前景。
图6 章凯强研究员、吴辉研究员与参会师生合影
除课程教学和前沿讲座外,活动还组织了多场专题研讨会。与会专家和师生围绕CO2地质利用与封存、干热岩压裂、数字岩心、地下储气储能、地热开发、CO2增稠与流度控制等主题开展深入交流。研讨会坚持问题导向,既关注地下能源开发中的基础理论问题,也面向工程应用中的关键技术需求,促进了不同研究方向之间的思想碰撞和交叉融合。
图7 Abbas Firoozabadi 教授开展专题研讨及实验指导
图8 Abbas Firoozabadi 教授与师生开展日常交流讨论
活动期间,Abbas Firoozabadi 教授还与学院教师、博士后和研究生开展了多轮日常交流讨论。师生围绕研究选题凝练、实验方案设计、模型构建、数据分析、论文写作以及未来合作方向等问题,与专家进行了充分交流。通过课堂问答、课后讨论、专题座谈和自由交流等形式,活动进一步增强了学生对国际前沿研究问题的理解,拓展了科研思路,也为后续学术合作和人才培养奠定了良好基础。此外,Abbas Firoozabadi 教授走进实验室,对学生实验工作进行现场指导。课程结业环节,宋先知院长与 Abbas Firoozabadi 教授为学员颁发结课证书,共有40名学员顺利完成课程并获得结课证书。
图9 宋先知院长与 Abbas Firoozabadi 教授为学员颁发结课证书
图10 能源工程国际前沿课程结业合影
本次能源工程国际前沿课程系列活动内容丰富、形式多样,形成了“系统课程教学-前沿专题报告-学术研讨交流-日常科研讨论”相结合的学术交流模式。活动进一步拓宽了师生在油气、CCUS、地热、地下储能与人工智能等方向的国际视野,促进了地下能源工程领域多学科交叉融合,为学院高水平人才培养、国际化课程建设和相关学科发展提供了有力支撑。