Un interviu cu Gerard Schuster

gerard

Gerard Schuster este profesor de geofizică la Universitatea de Știință și Tehnologie King Abdullah (KAUST) și profesor adjunct de geofizică la Universitatea din Utah, unde a fost profesor din 1985 până în 2009. A fost fondatorul și directorul Tomografiei din Utah și Consorțiul de modelare/migrație din 1987 până în 2009 și are o vastă experiență în dezvoltarea metodelor inovatoare de migrație și inversare atât pentru explorare, cât și pentru seismologia cutremurelor. Acum este codirectorul și fondatorul Centrului pentru Modelarea Fluidelor și Imagistica Seismică de la KAUST.

Jerry, așa cum îl numesc prietenii săi, a ajutat la inițierea interferometriei seismice și a aplicațiilor sale practice în geofizică aplicată, prin programul său activ de cercetare și publicații extinse, inclusiv cartea sa „Interferometrie seismică”. El a primit o serie de premii de predare și cercetare în timp ce era la Universitatea din Utah. A fost redactor la GEOPHYSICS în perioada 2004-2005 și a primit medalia de aur a lui SEG Virgil Kauffman în 2010 pentru munca sa în interferometrie seismică.

Jerry s-a aflat la Calgary în calitate de conferențiar distins SEG de primăvară 2013 pentru masa de prânz CSEG din februarie 2013, astfel încât RECORDER a solicitat un interviu cu el, pe care a fost de acord sportiv. Următoarele sunt extrase din interviu.

Jerry, aș vrea să vorbești puțin despre experiența ta educațională și experiența ta profesională.

Am absolvit fizica și chimia la Universitatea de Stat din Portland. Am trecut de la fizică la școală postuniversitară, în principal din cauza oportunităților de muncă și am primit masteratul de la Universitatea din Houston. Imediat după aceea am lucrat pentru Arco ca procesator de date în Dallas și ca interpret în Houston timp de aproximativ 1,6 ani. Acest lucru mi-a oferit ocazia să învăț o parte din înțelepciunea și abilitățile practice pentru geofizica explorării și, de asemenea, mi-am tras setea de a înțelege profund algoritmii de imagistică și deconvoluție.

Din fericire, am fost acceptat de școala perfectă pentru mine, Universitatea Columbia, și am studiat sub un mare consilier, John Kuo. Mi-a dat libertate aproape completă pentru a umple golurile din cunoștințele mele și a fost, de asemenea, responsabil de un puternic consorțiu de cercetare geofizică susținut de mai mult de o duzină de companii petroliere. După doctoratul meu Columbia în geofizică, am rămas încă 1,5 ani ca postdoc și apoi am acceptat un profesor asistent la Universitatea din Utah în 1985.

Am avut o carieră extrem de plină de satisfacții la Universitatea din Utah din 1985 până în 2009 și am dezvoltat cu succes consorțiul industrial UTAM; scopul său a fost dezvoltarea de algoritmi inovatori de modelare și imagistică. M-am bucurat foarte mult de colegialitatea la UU, de sprijinul minunat și de oportunitățile de cercetare creativă și de nașterea celei de-a doua familii, a studenților mei actuali și foști absolvenți.

În 2009 am acceptat o catedră la Universitatea de Știință și Tehnologie King Abdullah (KAUST) din Arabia Saudită.

Cum se face că după ce ai obținut masteratul de la Universitatea din Houston, ai decis să te alături Universității Columbia pentru doctorat.?

Am încercat să intru în Stanford ca prima mea alegere pentru doctorat. școlile, dar a fost respins. Am aplicat apoi la Columbia în geofizică și MIT în inginerie electrică. Am ales Columbia în locul MIT atunci când au apărut literele de acceptare pentru că am vrut să aprofundez înțelegerea fizicii propagării undelor, mai degrabă decât deconvoluția homomorfă. Columbia a fost o alegere excelentă - un oraș grozav, cu un consilier excelent și colegi studenți, și am întâlnit-o pe frumoasa mea soție la Columbia.

Ce fel de muncă de cercetare ați făcut pentru doctoratul dvs.?

Am dezvoltat o abordare generalizată a seriei Born pentru metoda ecuației integrale la graniță. A fost o răsucire nouă și interesantă asupra metodelor BIE, dar nu a fost extrem de utilă în geofizică. Am învățat multe despre teorema lui Green și despre funcțiile lui Green, Morse și Feschbach, analiza numerică și am învățat cum să vorbesc cu stângăcie limbajul analizei funcționale. Cel mai important, am învățat să fiu independent și încrezător științific în mine. Îmi amintesc că prima remarcă a unui profesor de matematică aplicată la apărarea tezei mele a fost ceva de genul: „Tot ce ai făcut este matematic greșit ...” Îmi făcusem temele și eram sigur că greșise. I-am disecat cu atenție argumentul și, în cele din urmă, am câștigat cu ușurință. Sau cel puțin așa îmi place să-mi amintesc! Mi-a dat o pasă la sfârșitul apărării.

Ați lucrat la Universitatea din Utah mai mult de 20 de ani. Atunci de ce te-ai hotărât să te muți în KAUST?

În 2009, două furtuni perfecte s-au ciocnit, criza financiară mondială și intrarea iminentă a fiicei mele într-un colegiu privat scump, ceea ce mi-a determinat mutarea la Universitatea de Știință și Tehnologie King Abdullah (KAUST) din Arabia Saudită.

Povestește-ne despre KAUST. Care este centrul cercetării aici?

KAUST este o nouă școală absolventă din Arabia Saudită, după modelul Cal Tech. Și-a deschis porțile în 2009 și acceptă doar studenți absolvenți. Scopul este de a avea aproximativ 75% din corpul studențesc din afara KSA, iar mai mult de 95% din profesori provin din afara Regatului Arabiei Saudite (KSA) și sunt educați la universitățile occidentale. Un obiectiv este de a ajuta KSA să tranziteze de la o economie bazată pe petrol la o economie bazată pe cunoaștere; ei speră că KAUST va juca același rol ca Stanford cu apariția Silicon Valley în anii '50 și '60. Colegii mei profesori sunt destul de talentați și motivați.

În general, a fost o experiență destul de mare la KAUST, iar sprijinul pentru cercetare este fără precedent. Rezultatul este că calitatea studenților/postdoctorilor mei actuali și rezultatul lor este cel puțin egală cu cele mai bune grupuri cu care am lucrat la UU. S-ar putea ca UTAM să se fi încheiat în 2010, dar noul nostru consorțiu CSIM a luat cu ușurință locul de unde s-a încheiat UTAM și cu atât mai mult. Accentul principal în imagistica seismică este dezvoltarea metodelor îmbunătățite pentru inversarea completă a formei de undă, MVA, migrația celor mai mici pătrate și interferometrie. Profesorul meu de cercetare Sherif Hanafy se ocupă de laboratorul nostru geofizic de milioane de dolari și facem o colaborare seismicrezistivitate-gravitație EM cu grupul de resurse de apă KAUST pentru caracterizarea wadiilor pentru utilizarea lor potențială ca rezervoare de apă. Aceasta este o colaborare unică și ar putea avea implicații importante pentru durabilitatea în zonele sărace în apă.

Privind în urmă acum ce ai de spus despre modul în care s-a conturat cariera ta?

Pentru cineva ca mine cu talente modeste, lucrurile au ieșit mult mai bine decât aș fi putut spera. Principalul motiv al succesului este că am avut atât de mulți studenți și postdoctori talentați și au produs atât de multe rezultate interesante. Uneori sunt învinovățit pentru munca lor bună, dar este în mare parte ceea ce fac.

Ce viziune personală și profesională ați lucrat în toată cariera?

Faceți știință bună și cinstită. De asemenea, cred că este o idee bună să subpromiteți și să livrați excesiv. Încerc din greu să respect această filozofie, dar nu reușesc întotdeauna.

Ce calități personale crezi că te-au ajutat să realizezi tot ceea ce ai realizat?

Pasiune, curiozitate și o bună etică de lucru. Sunt pasionat, uimit și admirat de minunile științei, în special fizica și matematica aplicată. Sunt foarte curios, știu cum să sap adânc atunci când sunt foarte interesat de ceva și uneori pot fi neobosit în a ajunge la fundul lucrurilor.

Vă rugăm să ne împărtășiți unul sau două dintre cele mai interesante succese ale dvs.

Înțelegerea modului în care a funcționat interferometria în timp ce eram la Stanford în 2000 a fost foarte plină de satisfacții. Nu am înțeles intuitiv cum a funcționat până când nu am aplicat analiza de fază staționară ecuațiilor de imagistică interferometrică și apoi mi-a devenit clar. Acest lucru a permis grupului nostru de la UU să dezvolte multe aplicații aproape imediat. Jianhua Yu a fost eroul aici, a reușit să testeze multe dintre aceste idei și pe date sintetice și date de teren. El este un geniu al procesării datelor pe teren, pare să cunoască și să înțeleagă toate tehnologiile imagistice.

Care sunt aspirațiile tale pentru viitor?

Contractul meu de 5 ani cu KAUST se încheie în iunie 2014, așa că am în vedere o serie de opțiuni, inclusiv revenirea în state, precum și prelungirea contractului KAUST. Rămâneți aproape.

Spuneți-ne despre predarea dvs. - ce cursuri ați predat la Universitatea din Utah de-a lungul anilor?

Am predat cel puțin 10 cursuri diferite: inversiune seismică avansată I și II, procesare semnal și imagine, interferometrie seismică, vulcani și cutremure, metode de modelare cu diferență finită, seismologie de explorare, metode de integrare a punctului de șa, tomografie pentru informaticieni și interpretare seismică. Am venit la UU, neștiind prea multe despre subiectele de mai sus, dar aveam o bază bună în fizica și matematica clasică, așa că aș putea să mă învăț pe mine în timp ce mergeam. Am devenit un instructor mai bun acumulând cunoștințe și adoptând principii active de învățare. Nu am fost niciodată un profesor foarte bun pentru vulcani și cutremure. Pur și simplu nu mi-am putut susține entuziasmul după jumătatea perioadei și, de asemenea, am rămas fără materiale interesante, deoarece nu știam suficient. Dar am învățat multă geologie predând cursul de aproximativ 5 ori și, cred sau nu, mi-a plăcut să îl predau de cele mai multe ori.

Cum ai intrat în interferometrie?

Oricum, i-am generalizat formula de imagistică a zilei, astfel încât utilizarea acesteia să poată fi extinsă de la datele seismice pasive pentru a include și date deterministe pe care le colectăm pe teren. Prin urmare, am venit cu numele de „imagistică seismică interferometrică” și „migrație interferometrică”, pe care le-am folosit în rezumatul EAGE din 2001. De asemenea, folosisem această terminologie în lucrările mele UTAM din 1999 și 2000. Am fost puțin ezitant când am venit cu denumirea de „interferometrie seismică” din respect pentru termenul frumos descriptiv al lui Claerbout „Daylight Imaging”, dar nu am avut de ales, deoarece datele de explorare nu sunt lumina zilei. Ca astronom amator de rang, eram familiarizat cu interferometria cu microunde și credeam că interferometria este un descriptor mai bun.

Care este promisiunea sa?

Interferometria are o importanță semnificativă în comunitatea cutremurului în extragerea undelor de suprafață din datele seismice pasive, în care orice geografic devine un punct de tragere virtual. Ei folosesc undele de suprafață pentru a deduce distribuția vitezei de forfecare până la manta. Acest lucru ajută la explicarea istoriei tectonice a plăcilor și continentelor. Sismologia explorării nu a văzut încă o aplicație de distrugere a interferometriei pentru date seismice de suprafață, dar cred că o parte din lucrările recente în imagini multiple arată adevărate promisiuni. Interferometria VSP are cu siguranță un loc util în imagistica seismică și cred că va deveni un instrument standard de procesare a datelor VSP. Dar bugetul de procesare seismică VSP este mai mic de 1% din bugetul seismic de suprafață, deci premiul este imagistica interferometrică a datelor seismice de suprafață.

Figura 1 prezintă o imagine RTM a unui set de date din Golful Mexic, în care fundul sării nu este clar imaginat, deoarece o statică de schimbare a timpului nu a fost identificată corect în date. În schimb, rezultatul migrației celor mai mici pătrate obținut prin imagistica multiplilor în legătură cu suprafața liberă arată o imagine mult superioară a fundului de sare, deoarece contabilizează automat sursa statică. Acesta este un teaser, deoarece acesta este singurul caz de date pe care l-am încercat. Trebuie să așteptăm până când această metodă este aplicată multor alte seturi de date pentru a pronunța victoria.

Dacă aș spune că cea mai importantă contribuție a dvs. la geofizică este în imagistica seismică și în dezvoltarea interferometriei, aș avea dreptate sau mai sunt multe?

Da, mai sunt multe. Jianhua Yu a fost dezvoltatorul pionier al interferometriei seismice deterministe și, dacă nu ar fi fost pentru el, nu s-ar fi produs o mare parte din lucrările timpurii. Teoria inversării timpului de călătorie al ecuației de undă a fost tot Yi Luo. Ideile sale erau adesea șuruburi fulgerătoare din albastru și am mers de-a lungul plimbării distractive. Deci, sunt partener cu mulți studenți și doctori cu care am lucrat de-a lungul anilor, nicio contribuție nu mi se poate atribui numai. Numele meu apare tot timpul, deoarece studenții/postdoctorii mei merg la fiecare 4 ani sau cam așa, în timp ce rămân în jur.

Ați scris și publicat multe, multe lucrări de cercetare arbitrate. De asemenea, ați scris o carte despre interferometrie. Ai putea să ne împărtășești experiențele tale de scriere?

Aflați cine este publicul dvs. și scrieți într-un stil și un limbaj pe care îl înțeleg cu ușurință. Același sfat pentru o discuție bună. Economie de cuvinte și ecuații, diagrame intuitive care explică metoda, matematică complicată într-un apendice. Acesta este idealul meu, încă încercând să-l ating. Dacă credeți că sunt necesare doar 4 iterații de editare pentru a scrie o lucrare bună, atunci probabil că vă înșelați. Pentru a parafraza un faimos scriitor american: „Dacă vrei cu adevărat să fii plictisitor, scrie tot ce știi”. Pentru a onora cuvintele lui Mark, mai bine mă opresc aici.

Care sunt direcțiile în care se concentrează viitorul cercetare și dezvoltare la nivel mondial în industria noastră?

Spuneți-ne despre unele dintre ideile de tehnologie nouă cu care experimentați?

Mi se pare foarte interesantă imagistica multiplilor, care cred că va fi folosită în cele din urmă ca o completare utilă a primarelor de imagistică, nu doar ca un gând ulterior. Proiectarea experimentelor care utilizează atât multipli, cât și elemente primare vă va da probabil mai multă explozie, în unele cazuri. Dongliang Zhang de la KAUST și Yike Liu din China (și alții) fac o muncă foarte interesantă în zonă.

Uneori este interesant să puneți întrebări noi și îndrăznețe. Care credeți că sunt cele mai importante trei probleme nerezolvate din geofizică?

Întrebările tale devin mai grele, pe măsură ce mă obosesc mai mult! Cele trei presupuneri ale mele: 1). Extragerea permeabilității din datele seismice nu a fost încă demonstrată convingător din câte știu eu. Determinarea fiabilă a saturației, porozității, densității fisurilor + orientării din datele seismice sunt încă provocări. Astfel de parametri sunt necesarii inginerilor din rezervoare pentru a optimiza producția și EOR. 2). Viteza și imaginile fiabile de sub-sare, 3). Moduri optime + utile de a combina diferite tipuri de date, cum ar fi seismic, gravitațional și EM.

În 2005, SEG a sărbătorit 75 de ani de existență. În acești 75 de ani, ce lucrări tehnice anume crezi că au avut un impact real asupra progreselor în geofizică?

Pentru seismic, cele mai importante descoperiri includ stivuirea (Harry Mayne), decon predictiv (grupul Robinson, Treitel și MIT), statica, analiza vitezei NMO (Taner și Koehler), Kirchhoff (Schneider și colab.), Ecuația undei (Claerbout), și timpul invers (Whitmore, Lowenthal și colab., McMechan) migrație, fizica rocii (grupul lui Nur și alții), imagistică și achiziție seismică 3D (franceză și multe altele), anizotropie (Winterstein, Thomsen, Tsvankin și alții), tomografie în timp de călătorie Golful grup cu Langan, Bube și colab., FWI (Tarantola, Lailly, Mora și alții), SRME (grupuri Delft și Shell), AVO (Ostrander și alții), MVA, atribute (grup Amoco și grup Marfurt), achiziție largă de azimut (BP și alte grupuri).

Ai putea să comentezi știrile pe care le-am auzit cu ceva timp în urmă (Amurg în deșert) că petrolul din Arabia Saudită s-ar putea usca mai repede decât se anticipase?

Sunt prea jos și pe un alt totem pentru a face lumină nouă asupra acestei probleme, care a fost ridicată de un bancher din aceeași stradă care ne-a dat prăbușirea din 2008. Marea Roșie este o zonă de frontieră pe care Aramco începe să o exploreze. și se discută, de asemenea, despre posibilitatea explorării gazelor neconvenționale în nord-vestul KSA, iar noile tehnologii pot surprinde uneori chiar și „Twilighters” și bancheri.

Al tău este un nume bine cunoscut în industrie și cu turul DL vei putea ajunge la multe locuri îndepărtate. Orice comentariu cu privire la asta?

Dacă pot dezvălui lucruri noi unui public care poate îmbunătăți în cele din urmă eficiența muncii lor, atunci mă simt mulțumit.

Ce părere aveți despre toate călătoriile care vin cu DL?

Îmi place să călătoresc, dar programul de zbor DL ​​este mult mai mult decât aș alege pentru o vacanță. Îl privesc ca pe ceva ce trebuie să fac din mai multe motive, plătind parțial societatea și profesia care mi-au dat atât de mult. De asemenea, îmi place un pic neașteptat pe spate, chiar și în timp ce bolborosesc: „Aw scutește”.

Dintre numeroasele premii pe care le-ați primit, care este cel mai drag pentru dvs. și de ce?

Cel mai mult îmi place Medalia de Aur Kauffman. Combinația surprinzătoare dintre două medalii grele și o placă sunt frumoase. Dar îmi place și cel mai mult pentru că este unul dintre cele mai mari premii SEG pentru realizări. Până nu l-am obținut, nu m-am gândit prea mult la realizări sau recunoaștere. La fel ca majoritatea oamenilor de știință și ingineri, facem știință pentru a ne distra și a învăța profund despre lucruri noi.

După ce ai realizat atât de mult, ce te motivează acum?

Distrează-te făcând o treabă bună și continuă să avansezi. Ultimul meu lot de studenți, postdoctori și profesor de cercetare este foarte, foarte distractiv să lucrez cu.

Ce alte interese mai ai?

Citind istoria lumii, istoria militară, știința, unele arheologie și politică. Motociclism. Lucruri de aventură, cum ar fi recenta mea călătorie de 7 zile la Annapurna sau experiența de camping din decembrie în Wadi Rum, Iordania, site-ul filmului Lawrence of Arabia.

Aveți vreun cuvânt de sfat sau inspirație pentru tinerii care se gândesc la o carieră în geofizică?

Urmați-vă pasiunile, cu o anumită părtinire față de pasiunile care vă vor sprijini financiar. Nu vă fie teamă să gândiți în afara cutiei. Folosesc o regulă generală, 70% lucruri simple și interesante pentru a plăti facturile și 30% lucruri de cer albastru pentru a mă distra cu adevărat. Nu lucrați 7 zile/săptămână în școala absolventă - aveți nevoie de o zi liberă/săptămână pentru a reîncărca bateriile. Luați cel puțin o vacanță răcoritoare pe an. Încearcă să realizezi echilibrul în viața ta: carieră, familie, sănătate fizică și emoțională.