張凱 教授
作者: 發布者:趙小明 發布時間:2022-02-22 訪問次數:36667
»姓名:張凱 »職稱:教授

»單位:油氣藏工程研究所 »最高學曆/學位:博士
»學科:油氣田開發工程學科,石油與天然氣工程領域 »所學專業:油氣田開發工程
»電子郵箱:reservoirs@163.com,zhangkai@upc.edu.cn
»聯係電話:0532-86981685
»地址郵編:山東省青島市經濟技術開發區長江西路66號必威app精裝版客服 油藏工程係,266580
»個人主頁:http://ai.www.odespower.com/
學習與工作經曆
個人簡介:
張凱,男,1980年4月生,四川南充人,教授,博士生導師,國家自然科學基金優秀青年基金、山東省自然科學傑出青年基金、孫越崎青年科技獎獲得者,山東省泰山學者特聘專家,中國石油大學(華東)中石油重大項目辦公室主任。2002、2005和2008年6月於中國石油大學(華東)分別獲本科、碩士和博士學位,2007-2008年赴美國塔爾薩大學A.C.Reynolds教授課題組博士聯合培養。
一直從事智能油田開發理論與方法方麵的研究工作,負責並參與國家自然科學基金、863項目、國家油氣重大專項課題等重大項目十餘項。發表論文100餘篇,其中SCI收錄56篇,獲省部級獎項一等獎4項、二等獎3項,編寫著作2部。


學習與工作經曆:
2008.7-2010.11,中國石油大學(華東),必威app精裝版客服 ,講師;
2010.12-2015.11,中國石油大學(華東),必威app精裝版客服 ,副教授;
2015.12-至今,中國石油大學(華東),必威app精裝版客服 ,教授。

研究方向
具體研究方向:
(1)人工智能優化理論(大規模優化、多目標優化、高效優化算法、多模態優化、約束優化等);
(2)機器學習理論(小樣本學習、遷移學習、圖學習、卷積神經網絡等);
(3)油藏數值模擬與油氣田開發工程理論與方法;
(4)機器學習油田大數據與油藏屬性預測方法(油藏連通性、剩餘油、實驗數據等);
(5)基於最優化理論的油藏生產優化方法(自動曆史擬合、井網優化、注采優化、提高采收率措施優化等)。
(6)石油工程領域的軟件(Python、Fortran、Java、C#、C++)研發。

學術兼職
中國力學學會流體力學專委會委員;
中國力學學會滲流力學專業組青年委員會副主任;
中國能源學會石油天然氣專家組委員;
中國石油學會青年工作委員會委員;
山東岩石力學與工程協會副理事長;
中國石油大學學報(自然科學版)編委;
AGER副主編。

主講課程
必修課,《油藏工程》,石油工程專業;
必修課,《Filtration Mechanics》,全英文班;
必修課,《滲流力學》,石油工程專業;
必修課,《Reservoir Engineering Design》,全英文班;
必修課,《石油工程綜合設計》,石油工程專業。

指導研究生
博士研究生:
2018級:馬小鵬、張華清;
2019級:薑雲啟、齊冀、陳旭、王浩臣;
2020級:楊露、尹承哲;
2021級:戴勤洋、張金鼎、藏建鵬。

碩士研究生:
2009級:閆霞;
2008級:潛歡歡;
2009級:魏紹蕾;
2010級:陳玉雪;
2011級:李曉雪、路然然;
2012級:夏鵬、張豔紅;
2013級:王增飛;
2014級:周建人、張曉明、尚洋洋、趙明宇、張秀清、吳海洋;
2015級:李麗欣、張秀清、張浩、龍濤;
2016級:肖太可、管健宏、王塞塞、崔晨雨;
2017級:薛小明、盧俞辰、張闖德、侯智瑋、許超、鄧澤鯤;
2018級:陳國棟、陳昕晟、高豪、趙興剛、劉冰璿、聶延東、歐潤浩、趙孟傑;
2019級:蔡文傑、李振宇、孫吉家、戴勤洋、陰發亮、張金鼎、鍾超、法塔納、戚闖闖、王炎中、薛麗麗、於海群;
2020級:鄧磊、王中正、左袁德、吳金煉、王曉雅、王強、羅彥力、張寶東;
2021級:曹陳明、辛國靖、秦國玉、李敏、王勝、吳大衛、付文豪、王鑫炎、劉朱國、王恩澤。

承擔科研課題
縱向項目:
1. 深層縫洞型碳酸鹽岩油氣藏開采機理及提高采收率技術研究,中石油重大科技項目;
2. 複雜油藏生產實時優化理論與方法,國家優秀青年科學基金項目;
3. 基於嵌入式離散裂縫模擬的裂縫性油藏縫網分布反演,國家自然科學基金麵上項目;
4. 海上高含水期油藏大井距井網加密矢量優化與注采結構調整技術,國家重大科技專項;
5. 深水油氣田智能完井關鍵技術,863重大項目;
6. 自適應井網優化理論與方法研究,中央高校基本科研業務費專項資金;
7. 油藏生產動態實時優化方法研究,國家自然科學基金青年基金;
8. 海上大井距多層合采稠油油藏開發生產實時優化技術研究,國家科技重大專項;
9. 複雜地層井壁穩定控製及儲層改造技術研究,國家科技重大專項;
10. 油田水驅體係最優調控理論方法研究,高等學校博士學科點專項科研基金;
11. 西非深水典型油氣田高效開發模式與評價技術研究,國家科技重大專項;
12. 深水油藏生產實時優化調控理論研究,中央高校基本科研業務費專項資金;
13. 海上大井距多層合采稠油油藏開發調整技術政策研究,國家科技重大專項。

橫向項目:
1. 港西油田智能井筒項目;
2. 多層合采產量劈分軟件及增產措施判別與決策係統軟件;
3. 基於機器學習的油藏開發井位優化方法;
4. 加密井網重構及優化技術研究;
5. 頁岩氣藏數值模擬自動曆史擬合技術研究;
6. 基於油藏數值模擬器代理模型的注采優化方法;
7. 基於流場調控機器學習模型的方案優化算法研究;
8. 油藏開發剩餘油快速分析與高效注采優化研究;
9. 厚層油藏不同條件下高耗水層帶形成時機測試;
10. 數據驅動的注采井生產動態實時優化方法研究;
11. 強化水驅技術政策界限測試及應用;
12. 埕島主體館上段流場調整方法研究;
13. 斷塊油藏基於細分注水的層間注采調控優化方法研究;
14. 埕島主體館上段流場表征方法研究;
15. 埕北22F井區注采優化研究;
16. 儲氣庫儲層注采動態壓力變化規律;
17. 河流相高含水油田油藏注采匹配優化方法研究;
18. 海上油田剩餘油分布模式及均衡注采方法研究;
19. 特高含水期複雜斷塊油藏分區調控優化方法研究;
20. 錦州9-3與旅大10-1高含水、高采出程度油田增產挖潛技術研究;
21. 斷塊油藏高部位剩餘油有效動用技術研究;
22. 埕島油田中高含水期差異化注水技術政策研究合同;
23. 改善新北油田氣頂邊底水油藏水驅開發效果研究合同;
24. 老168塊建模數模一體化研究;
25. 提高分層注水井注水有效性技術研究;
26. 張家垛油田曲塘區塊CO2驅油藏工程參數及方案研究;
27. 油藏動態優化平台集成技術研究;
28. 多參數最優化調參技術研究;
29. 薄互層油藏層間幹擾規律研究;
30. 油藏閉合管理係統優化;
31. 河86斷塊地質水平井開發方式研究;
32. 埕島油田油藏動態優化方法及應用研究。

獲獎情況
1.水驅油藏智能閉環生產優化與調控技術及工業化應用,山東省科技進步一等獎;
2.油藏生產動態實時優化理論研究,中國石油和化學工業協會科技進步二等獎;
3.碳酸鹽岩縫洞型油藏油藏工程方法與應用,中國石油和化學工業協會科技進步二等獎;
4.流線數值試井解釋方法與應用,中國石油和化工協會科學進步一等獎;
5.複雜油藏試井解釋新方法研究與應用,教育部高等學校科學技術進步二等獎。

榮譽稱號
1.國家自然科學基金優秀青年基金獲得者;
2.孫越崎青年科技獎獲得者;
3.山東省泰山學者特聘專家;
4.山東省自然科學傑出青年基金獎獲得者。

著作
1.《智能油田開發理論與方法》,科學出版社,2018年;
2.《國外智能井技術》,石油工業出版社,2011年;
3.《Fluid Flow in Prouse Media》,中國石油大學出版社,2009年。

論文
智能優化領域高水平文章:
1. Xiaoming Xue, Kai Zhang*, Kay Chen Tan. Affine Transformation Enhanced Multifactorial Optimization for Heterogeneous Problems[J]. IEEE TRANSACTIONS ON CYBERNETICS, 15 December 2020, PubMed ID: 33320820, doi: 10.1109/TCYB.2020.3036393.
2. Yi-Fei Pu; Xuetao Xie; Jinde Cao*; Hua Chen; Kai Zhang*; Jian Wang*. An Input Weights Dependent Complex-Valued Learning Algorithm Based on Wirtinger Calculus[J], IEEE Transactions on Systems, Man, And Cybernetics: Systems, 01 March 2021, doi: 10.1109/TSMC.2021.3055501.
3. ZHANG L M, WANG S S, ZHANG K*, et al. Cooperative artificial bee colony algorithm with multiple populations for interval multiobjective optimization problems[J]. IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 2018, 27(5): 1052-1065.
4. X. Xue, K. Zhang, R. Li, L. Zhang, C. Yao, J. Wang, J. Yao. A Topology-based Single-Pool Decomposition Framework for Large-Scale Global Optimization. Appllied Soft Computing. 92 (2020) 106295.
5. GAO T, GONG X L, ZHANG K, et al. A recalling-enhanced recurrent neural network: conjugate gradient learning algorithm and its convergence analysis[J]. Information Sciences, 2020, 519: 273-288.
6. Guodong Chen, Yong Li, Kai Zhang*, Xiaoming Xue, Jian Wang, Qin Luo, Chuanjin Yao, Jun Yao, Efficient hierarchical surrogate-assisted differential evolution for high-dimensional expensive optimization, Information Sciences ,2021,542:228-246.
7. ZHANG L M, CUI C Y, MA X P, ZHANG K*, et al. A fractal discrete fracture network model for history matching of naturally fractured reservoirs[J]. Fractals, 2019, 27(1): 1940008.
8. ZHANG K*, MA X P, LI Y L, et al. Parameter prediction of hydraulic fracture for tight reservoir based on micro-seismic and history matching[J]. Fractals, 2018, 26(2): 1840009.

石油工程頂刊SPE Journal文章:
1. K. Zhang, Y. Wang, et al. Prediction of Field Saturations Using a Fully Convolutional Network Surrogate]. SPE Journal. 2021. SPE-205014-PA.
2. Xiaopeng Ma, Kai Zhang*, Liming Zhang, et al. Data-driven Niching Differential Evolution with Adaptive Parameters Control for History Matching and Uncertainty Quantification [J]. SPE Journal. 2021, SPE-205013-PA.
3. F. L. Yin, X. M. Xue, K. Zhang*, et al. Multi-fidelity Genetic Transfer: an Efficient Framework for Production Optimization [J]. SPE Journal. 2021. SPE-205024-PA.
4. H. C. Wang, J. F. Han, K. Zhang*, et al., An Interpretable InterFlow Simulated Graph Neural Network For Reservoir Connectivity Analysis [J]. SPE Journal. 2021. SPE-205014-PA.
5. Kai Zhang*, Jinding Zhang, Xiaopeng Ma, et al. History Matching of Naturally Fractured Reservoirs Based on Deep Sparse Autoencoder[J]. SPE Journal. 2021. SPE-205340-PA.
6. Jun Yao*, Zhihao Li, Lijun Liu, Weipeng Fan, Mingshan Zhang and Kai Zhang*. Optimization of Fracturing Parameters by MVPSO in Shale Gas Reservoir[J]. SPE Journal. 2021. SPE-205023-PA.
7. Xiaopeng Ma, Kai Zhang*, Chuanjin Yao, et al. Multiscale-Network Structure Inversion of Fractured Media Based on a Hierarchical-Parameterization and Data-Driven Evolutionary-Optimization Method[J]. SPE Journal. 2020. SPE-201237-PA.
8. Mengjie Zhao, Kai Zhang*, Guodong Chen, A Classification-Based Surrogate-Assisted Multiobjective Evolutionary Algorithm for Production Optimization under Geological Uncertainty[J]. SPE Journal. 2020. SPE-201229-PA.
9. CHEN G D, ZHANG K*, ZHANG L M, et al. Global and Local Surrogate-Model-Assisted Differential Evolution for Waterflooding Production Optimization[J]. SPE Journal. 2020 SPE-199357-PA.

其他文章:
1. 馬小鵬,張凱*,陳昕晟,等. 基於集合光滑的深度學習自動曆史擬合方法[J]. 中國石油大學學報(自然科學版),2020,44(4):68-76
2. Mengjie Zhao, Kai Zhang*, Guodong Chen, et al. A surrogate-assisted multi-objective evolutionary algorithm with dimension-reduction for production optimization[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2020, 192:107192.
3. Guodong Chen , Yong Li , Kai Zhang*, et al. Efficient hierarchical surrogate-assisted differential evolution for high-dimensional expensive optimization[J]. Information Sciences, 2021, 542:228-246.
4. Xinggang Zhao , Kai Zhang* ,Guodong Chen , et al. Surrogate-assisted differential evolution for production optimization with nonlinear state constraints[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2020,194:107441.
5. Liming Zhang, Chao Xu, Kai Zhang*, et al. Production optimization for alternated separate-layer water injection in complex fault reservoirs[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering[J]. 2020,193:107409
6. 張凱*,趙興剛,張黎明,等.智能油田開發中的大數據及智能優化理論和方法研究現狀及展望[ J] .中國石油 大學學報( 自然科學版) ,2020,44( 4):28-38
7. 張凱*,陳國棟,薛小明等.基於主成分分析和代理模型的油藏生產注采優化方法[J].中國石油大學學報(自然科學版),2020,44(3):90-97.
8. Guodong Chen , Kai Zhang*, Xiaoming Xue , et al. Surrogate-assisted evolutionary algorithm with dimensionality reduction method for water flooding production optimization[J]. Journal of Petroleum ence and Engineering, 2020 February, 185:106633.
9. ZHANG H, ZHANG K*, ZHANG L M, et al. Construction and optimization of adaptive well pattern based on reservoir anisotropy and uncertainty[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2019, 181: 106252.
10. ZHANG L M, ZHANG C D, ZHANG K*, et al. Pore‐scale investigation of methane hydrate dissociation using the lattice boltzmann method[J]. Water Resources Research, 2019, 55(11): 8422-8444.
11. ZHANG L M, QI J, ZHANG K*, et al. Calibrate complex fracture model for subsurface flow based on Bayesian formulation[J]. Petroleum Science, 2019, 16(5): 1105-1120.
12. 樊冬豔, 孫海, 姚軍, 張凱 等. 增強型地熱係統不同注采井網參數分析[J]. 吉林大學學報(地球科學版), 2019, 49(3): 798-807.
13. ZHANG L M, QI J, LI L X, ZHANG K*, et al. A forward modeling method based on electromagnetic theory to measure the parameters of hydraulic fracture[J]. Fuel, 2019, 251: 466-473.
14. 王塞塞, 張黎明, 王建, 張凱等. 基於多目標算法的斷塊油藏生產優化研究[J]. 特種油氣藏, 2019, 26(5): 124-129.
15. ZHANG L M, DENG Z K, ZHANG K*, et al. Well-placement optimization in an enhanced geothermal system based on the fracture continuum method and 0-1 programming[J]. Energies, 2019, 12(4): 709.
16. ZHANG L M, CUI C Y, ZHANG K*, et al. Reducing fracture prediction uncertainty based on time-lapse seismic(4D) and deterministic inversion algorithm[J]. International Journal for Uncertainty Quantification, 2019, 9(2): 187-204.
17. 楊誌軍, 張凱, 吳義誌, 等. 斷塊油藏高部位剩餘油徑向鑽孔參數優化[J]. 特種油氣藏, 2018, 25(1): 164-168.
18. 張凱, 馬小鵬, 王增飛, 等. 一種強非均質性油藏自動曆史擬合混合求解方法[J]. 中國石油大學學報(自然科學版), 2018, 42(5): 89-97.
19. 張凱*, 張秀清, 張黎明, 等. 基於改進的同步擾動隨機逼近算法的聚表二元驅優化[J]. 中國石油大學學報(自然科學版), 2017, 41(5): 102-109.
20. 張凱*, 龍濤, 吳義誌, 等. 斷塊油藏高部位剩餘油徑向鑽孔產能預測[J]. 油氣地質與采收率, 2017, 24(5): 120-126.
21. ZHANG K*, ZHANG H, ZHANG L M, et al. A new method for the construction and optimization of quadrangular adaptive well pattern[J]. Computational Geosciences, 2017, 21(3): 499-518.
22. ZHANG L M, ZHANG X M, ZHANG K*, et al. Inversion of fractures with combination of production performance and in-situ stress analysis data[J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2017, 42: 232-242.
23. ZHANG K*, ZHANG X M, Zhang L M, et al. Assisted history matching for the inversion of fractures based on discrete fracture-matrix model with different combinations of inversion parameters[J]. Computational Geosciences, 2017, 21: 1365-1383.
24. ZHANG K, ZHANG X M, NI W, et al. Nonlinear constrained production optimization based on augmented Lagrangian function and stochastic gradient[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2016, 146: 418-431.
25. ZHANG K, LU R R, ZHANG L M, et al. A two-stage efficient history matching procedure of non-Gaussian fields[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2016, 138: 189-200.
26. ZHANG L M, ZHANG K*, CHEN Y X, et al. Smart well pattern optimization using gradient algorithm[J]. Journal of Energy Resources Technology, 2016, 138(1): 012901.
27. 張凱*, 吳海洋, 徐耀東, 等. 考慮地質及開發因素約束的三角形井網優化[J]. 中國石油大學學報(自然科學版), 2015, 39(4): 111-118.
28. ZHANG K, WANG Z F, ZHANG L M, et al. A hybrid optimization method for solving Bayesian inverse problems under uncertainty[J]. Plos one, 2015, 10(8): e0132418.
29. 張凱*, 路然然, 張黎明, 等. 多層合采油藏啟動壓力及層間幹擾[J]. 大慶石油地質與開發, 2014, 33(6): 57-64.
30. 張凱*, 路然然, 周文勝, 等. 無梯度多參數自動曆史擬合方法[J]. 中國石油大學學報(自然科學版), 2014, 38(5): 109-115.
31. ZHANG K, ZHANG W J, ZHANG L M, et al. A study on the construction and optimization of triangular adaptive well pattern[J]. Computational Geosciences, 2014, 18(2): 139-156.
32. ZHANG K, CHEN Y X, ZHANG L M, et al. Well pattern optimization using NEWUOA algorithm[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2015, 134: 257-272.
33. ZHANG K, ZHANG L M, YAO J, et al. Water flooding optimization with adjoint model under control constraints[J]. Journal of Hydrodynamics, 2014, 26(1): 75-85.
34. 張凱*, 路然然, 張黎明, 等. 基於序列二次規劃算法的油藏動態配產配注優化[J]. 油氣地質與采收率, 2014, 21(1): 45-50+113-114.
35. 閆霞, 李陽, 姚軍, 等. 基於改進單純形梯度算法的油藏生產優化[J]. 油氣地質與采收率, 2013, 20(3): 65-67+71+115.
36. 姚軍, 魏紹蕾, 張凱, 等. 考慮約束條件的油藏生產優化[J]. 中國石油大學學報(自然科學版), 2012, 36(2): 125-129+135.
37. 閆霞, 李陽, 姚軍, 等. 基於流線EnKF油藏自動曆史擬合[J]. 石油學報, 2011, 32(3): 495-499.
38. ZHANG K, LI G M, REYNOLDS A C, et al. Optimal well placement using an adjoint gradient[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2010, 73(3-4): 220-226.
39. 閆霞, 張凱, 姚軍, 等. 油藏自動曆史擬合方法研究現狀與展望[J]. 油氣地質與采收率, 2010, 17(4): 69-73+115-116.
40. 張凱*, 姚軍, 劉均榮, 等. 油藏動態實時監測與調控[J]. 石油礦場機械, 2010, 39(4): 4-8.
41. 張凱*, 李陽, 姚軍, 等. 油藏生產優化理論研究[J]. 石油學報, 2010, 31(1): 78-83.
42. 張凱*, 姚軍, 徐暉, 等. 油田智能生產管理技術[J]. 油氣田地麵工程, 2009, 28(12): 62-63.

專利
1.一種新的規則自適應井網優化方法;
2.考慮層間幹擾的多層油藏分層配注方法;
3.基於地層測試的泥餅厚度測量方法;
4.基於微地震數據和SPSA優化算法的震源反演方法;
5.考慮非達西流動的油藏注采能力圖版繪製方法。

個人風采
招生專業:油氣田開發工程
招生方向:(1)智能優化與機器學習方法;(2)油氣田信息化與智能開發方法;(3)油田大數據分析與技術;(4) 油藏數值模擬與非常規油氣開發。
歡迎有誌於智能油田開發理論與技術研究及應用的同學報考!