
程玖兵,男,教授,2003年获同济大学固体地球物理学博士学位并留校任教。2012-2013年在美国德克萨斯大学奥斯汀分校做访问学者,2014-2017年承担沙特阿卜杜拉国王科技大学国际合作项目。曾任同济大学地球物理系主任和海洋地质国家重点实验室副主任,现为中国地球物理学会油气地球物理专业委员会委员。研究方向为地震波传播、成像与反演理论方法及在油气勘探和岩石圈成像中的应用。基于地球物理、高性能计算和人工智能交叉研究,解决“地球内部多尺度高分辨率成像”面临的理论难题,发展主动源或被动源地震信号分析处理新方法,反演刻画地球内部介质的弹性非均匀性、各向异性和非弹性衰减性质,实现弹性参数宽谱建模与地质结构高分辨率成像,突破超深层、超深水油气资源勘探开发的技术瓶颈,探究地球内部尤其是中国大陆和西太平洋地区的深部结构及动力学演化。研究工作受到国家自然科学基金委、科技部、上海市科委以及石油工业界的资助,成果发表在GRL、JGR-Solid Earth、GJI、Geophysics、JCP以及地球物理学报等地球物理和计算物理权威期刊,被国内外同行大量引用与跟踪借鉴。
主要承担国家自然科学基金委、科技部、上海市科委资助的基础究项目,以及油气工业界委托的技术攻关项目。曾主持沙特阿卜杜拉国王科技大学资助的国际合作项目。
基于现代宽频、宽方位、多分量以及高密度地震观测,以地震弹性体波P/S解耦与全波成像为突破口,反演刻画地球内部介质的弹性非均质性、各向异性以及衰减性质,开展一系列基础性理论方法和应用技术研究,取得如下创新成果:
1)创建各向异性体波模式解耦的两种数学物理模型,夯实了多分量地震全波成像的理论基础:一方面以弹性波方程“解耦”为目标,建立以伪纯模式波动方程为核心的“标量各向异性”传播模型,摆脱了当前普遍采用的拟声波理论对横波的歧视(Cheng&Kang,2014, 2016, Geophysics)。另一方面以全波矢量成像为目标,建立纵横波矢量分解的广义傅立叶积分方程及其高效算法,较系统地解决了各向异性体波模式解耦计算昂贵、传统弹性波成像受模式泄漏与转换波极性反转问题困扰等阻碍地震全波成像走向应用的一系列瓶颈问题 (Cheng&Fomel,2014,Geophysics; Wang et al., 2016,Geophysics)。
2)提出以体波模式解耦为核心的弹性参数宽谱反演方法,显著提升深部地层弹性非均匀性地震刻画的分辨率:针对弹性波反演非线性强、多参数trade-off以及地震成像分辨率(中波数)缺口等理论难题,在敏感核与分辨率矩阵中引入模式解耦分析获得重要物理启示,提出的模式解耦预条件反演方法成为国际上解决上述难题的代表性方案(Wang&Cheng, 2017 GJI; Wang et al., 2018GJI; Wang C. et al., 2019, Geophysics);在模式解耦基础上分级拟合标量场反射走时、矢量场反射与全波形数据的多尺度反演方法,显著提升深层介质弹性非均匀性高分辨率地震刻画的可行性(Xu et al., 2019, Geophysics)。
3)提出声介质与弹性介质反射波形反演二阶优化理论方法,提升中深层弹性参数建模精度,支撑高分辨率反演成像:对于观测孔径有限的地面地震数据而言,利用反射波信号构建波速模型是实现高精度成像的关键。目前最先进的波动方程反射波形反演(RWI)方法需求解强非线性、超大型反问题,已有梯度类一阶优化方法收敛慢、精度低,故在二阶优化理论框架下,通过Hessian矩阵和点扩散函数揭示出波速在中—长波长尺度的参数耦合与分辨率特征,首次采用二阶伴随状态法建立适合大规模应用的高斯—牛顿RWI方法,并且拓展到各向异性介质,在我国东海油气田应用中展示出显著的分辨率优势,提升了盆地基底构造与深部复杂断层系统的地震刻画精度(程玖兵等,2021,地球物理学报;Wang et al., 2021 JGR-Solid Earth; Xu et al., 2021,Geophysics; Wu et al. 2024, GJI)。
4)发明面向非均质和各向异性储层的局部角度域方位保真成像技术,推动岩性油气藏勘探开发的技术进步:在国际上率先提出适应各向异性介质的叠前时间偏移局部角度域方位保真成像方法(Cheng et al.,2012 Geophysics),建立了包括各向异性介质角度域高斯束叠前深度偏移、角度域弹性波逆时偏移以及角度域双差反射层析在内的技术系列(段鹏飞等,2013a,b, 地球物理学报; Wang et al., 2016 Geophysics);与产业界联合在塔里木和四川盆地开展应用,极大地提高了礁滩/溶岩/断溶型碳酸盐岩、裂缝型致密砂岩和页岩等岩性储层的地震刻画能力。
5)在国际上提出远震弹性波逆时偏移反褶积成像方法,无需显式地估计震源时间函数,最大限度利用原始多分量地震记录的弹性矢量场信息,为地球内部小尺度结构的精细刻画提供先进的技术支撑。依托Hi-net地震台站数据,首次获得日本西南地区地壳和上地幔全三维精细弹性波成像结果,高分辨率刻画了壳内的弹性不连续界面以及菲律宾海板块俯冲板片的复杂变形以及Kii水道下方的板片撕裂(Zou et al,2024 GRL;Zou&Cheng, 2021, GJI)。
6)率先在国内倡导基于最小平方基准面延拓的虚拟观测理念和方法,在国际上提出了模型驱动的双参数最小平方基准面延拓方法,通过高精度重构深部基准面上虚拟观测的反射与散射波信号,提升深层、超深层地震成像分辨率和保真度(Zhu&Cheng, 2022, JCP;);发展了压制表面多次波的数据驱动最小平方基准面延拓方法,以及与Marchenko聚焦结合的非线性最小平方基准面延拓方法,有效克服上覆地层中的层间多次波影响(朱峰和程玖兵,2023,地球物理学报;朱峰等,2023,地球物理学报)。
7)依托国家重点研发计划“高性能计算”专项,研制出面向CPU/GPU、CPU/DCU异构计算系统的三维波动方程逆时偏移和反射全波形反演高性能并行算法,首次在国产曙光E级计算机上实现超大规模(百万核级)并行各向异性逆时偏移成像应用,获得超过80%的强扩展并行效率,在1小时内完成32000炮三维实际地震数据的高精度成像处理。
发明专利
1. 随钻测井与地层格架约束的井周地震成像探测方法及装置,发明人: 程玖兵,朱峰,王腾飞,耿建华,专利权人:同济大学,专利号:ZL201911351361.X, 专利申请日:2019年12月24日,授权公告日:2020年11月27日.
2. 针对储层含油气性检测的角度域叠前偏移数据处理方法,发明人: 程玖兵,耿建华,专利权人:同济大学,专利号:201010579495.X, 专利申请日:2010年12月8日,授权公告日:2013年10月16日.
3. 基于方位保真角度域成像的裂缝型油气储层地震探测方法,发明人: 程玖兵,马在田, 专利权人:同济大学,专利号:201010579491.1,专利申请日:2010年12月8日,授权公告日:2014年6月25日.
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同济大学是国家教育部直属重点大学,也是首批被批准成立研究生院、并被列为国家“ 211 工程”和“面向 21 世纪教育振兴行动计划”(985 工程)与上海市重点建设的高水平研究型大学之一。同济大学创建于 1907 年,现已成为拥有理、工、医、文、法、经(济)、管(理)、哲、教(育)9 大门类的研究型、综合性、多功能的现代大学。
同济大学现设有各类专业学院 22 个,还建有继续教育学院、 职业技术教育学院等,设有经中德政府批准合作培养硕士研究生的中德学院、中德工程学院,与法国巴黎高科大学集团合作举办的中法工程和管理学院等。目前学校共有 81 个本科专业、 140 个硕士点、 7 个硕士专业学位授权点、博士授权点 58 个、 13 个博士后流动站,学校拥有国家级重点学校 10 个。各类学生 5 万多人,教学科研人员 4200 多人,其中有中科院院士 6 人、工程院院士 7 人,具有各类高级职称者 1900 多人,拥有长江学者特聘教授岗位 22 个。作为国家重要的科研中心之一,学校设有国家、省部级重点实验室和工程研究中心等国家科研基地 16 个。学校还设有附属医院和 2 所附属学校。
近年来同济大学正在探索并逐步形成有自己特色的现代教育思想和办学理念。以本科教育为立校之本,以研究生教育为强校之路。确立“知识、能力、人格”三位一体的全面素质教育和复合型人才培养模式。坚持“人才培养、科学研究、社会服务、国际交往”四大办学功能协调发展,努力强化服务社会的功能,实现大学功能中心化。以国家科技发展战略和地区经济重点需求为指针,促进传统学科高新化、新兴学科强势化、学科交叉集约化。与产业链紧密结合,形成优势学科和相对弱势学科互融共进的学科链和学科群,构建综合性大学的学科体系,其中桥梁工程、海洋地质、城市规划、结构工程、道路交通、车辆工程、环境工程等学科在全国居领先地位。在为国家经济建设和社会发展做贡献的过程中,争取更多的“单项冠军”,提升学校的学术地位和社会声誉。学校正努力建设文理交融、医工结合、科技教育与人文教育协调发展的综合性、研究型、国际知名高水平大学。
同济大学已建成的校园占地面积 3700 多亩,分五个校区,四平路校区位于上海市四平路,沪西校区位于上海市真南路,沪北校区位于上海市共和新路,沪东校区位于上海市武东路。正在建设中的嘉定校区位于安亭上海国际汽车城内。
同济大学研究生院简介
同济大学一贯重视研究生教育,早在 20 世纪 50 年代初即在部分专业招收培养研究生。 1978 年学校恢复招收硕士研究生, 1981 年起招收博士研究生,同年被国务院学位委员会批准为首批有权授予博士、硕士学位的单位。 1986 年经国务院批准试办研究生院, 1996 年经评估正式成立研究生院,成为我国培养高层次专门人才的重要基地之一。同济大学现有一级学科博士学位授权点 12 个,二级学科博士学位授权点 68 个(含自主设置 10 个二级学科博士点),硕士学位授权点 147 个(含自主设置 7 个二级学科硕士点),分属哲学、经济学、法学、教育学、文学、理学、工学、医学、管理学等 9 个学科门类。其中土木工程、建筑学、交通运输工程、海洋科学、环境科学与工程、力学、材料科学与工程等学科处在全国优势和领先地位,机电、管理、理学等学科近年有了长足进展。我校还设有 13 个博士后科研流动站。近些年来,为了适应我国经济建设和社会发展的需要,学校还十分注重培养不同类型、多个层次、多种规格的高层次专门人才。学校既设科学学位,又设工商管理、行政管理、建筑学、临床医学、工程硕士(含 21 个工程领域)、口腔医学等多种专业学位;既培养学术型、研究型研究生,又培养应用型、复合型专业学位研究生;既有在校全日制攻读学位模式,又有在职人员攻读专业硕士学位或以同等学力申请硕士学位、中职教师在职攻读硕士学位、高校教师在职攻读硕士学位模式。此外,还面向社会举办多种专业研究生课程进修班等,充分发挥了我校学科优势和特色,由此形成了多渠道、多规格、多层次的办学模式,取得了良好的社会效益。
同济大学研究生院是校长领导下具有相对独立职能的研究生教学和行政管理机构,下设招生办公室、管理处、培养处、学位办公室、学科建设办公室和行政办公室。同时,学校党委还专门设立了研究生工作部。学校设有校学位评定委员会,各学院有学位评定分委员会,并设立了各学科、专业委员会,配有学位管理工作秘书、教务员、班主任、研究生教学秘书等教辅人员。研究生院曾多次被评为全国和上海市学位与研究生教育管理工作先进集体。
二十多年来,同济大学始终把全面提高培养质量作为研究生教育改革的指导思想,在严格质量管理方面采取了一系列切实有效的措施,取得了较好效果。在连续多年全国百篇优秀博士学位论文评选中,有 7 篇入选。同济大学为国家培养了一大批高素质的高级专门人才,至今已授予博士学位 1311 人,硕士学位近 9504 人,其中有相当一部分已成为我国社会主义现代化建设的重要骨干力量。至 2004 年 9 月,在校博士、硕士研究生约达 11000 多人,专业学位硕士生约 2700 人。根据本校研究生教育发展规划, 2006 年计划招收博士生、硕士生(含专业学位研究生)超过 4000 名。同济大学正在为我国经济建设和社会发展输送高层次人才做出更大的贡献。
收费和奖励
1) 按照国务院常务会议精神,从 2014 年秋季学期起,向所有纳入国家招生计划的新入学研究生收取学费。其中:工程管理硕士(125600)、MBA[微博](125100)、MPA(125200)、法律硕士(非法学)(035101)、软件工程领域工程硕士(085212)、金融硕士(025100)、会计硕士(125300)、翻译硕士(055101、055109)、护理硕士(105400)、教育硕士(045100)、汉语国际教育硕士(045300)、人文学院(210)的艺术硕士(135108)专业学位研究生的学费标准另行公布,其它硕士研究生学费不超过 8000 元/学年。
2) 对非定向就业学术型研究生和非定向就业专业学位硕士研究生,同济大学有完善的奖励体系(工程管理硕士(125600)、MBA(125100)、MPA(125200)、法律硕士(非法学)(035101)、软件工程硕士(085212)、金融硕士(025100)、会计硕士(125300)、翻译硕士(055101、055109)、护理硕士(105400)、教育硕士(045100)、汉语国际教育硕士(045300)、人文学院(210)的艺术硕士(135108)的奖励由培养单位另行制订)。对亍纳入奖励体系的非定向就业学术型硕士生和非定向就业专业学位硕士生在入学时全部都可以获得 8000 元/学年的全额学业奖学金,该奖学金用以抵充学费。对纳入奖励体系的硕士研究生还可获得不少亍 600 元/月的励学金,每年发放10 个月。另外,纳入奖励体系的非定向就业研究生都可以申请励教和励管的岗位,获得额外的资励。所有非定向就业硕士研究生在学期间纳入上海市城镇居民基本医疗保险,可申请办理国家励学贷款,可参加有关专项奖学金评定。
3)工商管理硕士在职班、金融硕士在职班、公共管理硕士、工程管理硕士、会计硕士、护理硕士、教育硕士、汉语国际教育硕士、人文学院的艺术硕士采取在职学习方式,考生录取后,人事关系不人事档案不转入学校,在读期间不参加上海市大学生医疗保障,学校不安排住宿,毕业时不纳入就业计划。