□ 本刊記者 任光莉
新中國成立初期,曾有外國人斷言,中國是個沒有大型油田的“貧油國”。為了摘掉這頂帽子,一大批石油勘探戰(zhàn)線的工作者,篳路藍(lán)縷、艱苦奮斗,踏戈壁、走荒漠,為我國探明了一大批豐富的石油資源。石油勘探專家、中國工程院院士李慶忠,就是其中一位。他一生踐行“我為祖國找石油”的諾言,足跡遍布大江南北,攻克一個又一個石油勘探難題,為我國乃至世界石油地球物理勘探事業(yè)做出突出貢獻(xiàn)。
1930年10月,李慶忠出生在江蘇昆山一個醫(yī)學(xué)世家。5 歲那年,全家遷往上海。經(jīng)歷戰(zhàn)爭年代的動蕩不安,他從小就渴望國家有朝一日變得強(qiáng)大起來,為國奉獻(xiàn)的種子很早就在內(nèi)心萌芽。
1949年,李慶忠考入清華大學(xué),先后在電機(jī)系、物理系學(xué)習(xí)。1952年,提前畢業(yè)的李慶忠在分配志愿書上,堅定地寫下:“到祖國最需要的地方去,到最艱苦的工作崗位上去,堅決服從組織分配?!碑厴I(yè)后,他被分配到燃料工業(yè)部石油管理總局,第二年派往新疆中蘇石油公司地質(zhì)調(diào)查處。
剛到新疆時,李慶忠在地調(diào)處負(fù)責(zé)重磁力測量,整整3年都在野外工作。夏日里,他和隊員們白天頂著火辣辣的太陽,穿越荒無人煙的沙漠;晚上則天當(dāng)被地當(dāng)床,直接在沙丘上就地宿營。冬天,他們常常要蹚過結(jié)冰的水前行,刺骨的冰水灌滿鞋子,每走一步都很艱難。艱苦的條件下,他們甚至有多名隊友犧牲在勘探途中。
1955年10月,新疆克拉瑪依,工業(yè)油流從一號井中噴涌而出,這是新中國成立后發(fā)現(xiàn)的第一個大油田!得知消息后,李慶忠和隊友們激動得徹夜難眠。這個油田,凝聚著他們無數(shù)心血,也是對他們辛勤汗水的最高褒獎。
茫茫戈壁,見證了李慶忠8年的青春歲月。他從一名青澀的畢業(yè)生,成長為一名出色的物探隊員。他與隊友們探明了準(zhǔn)噶爾盆地的地質(zhì)構(gòu)造,并構(gòu)建了新疆地區(qū)的重力基點(diǎn)網(wǎng)。1960年初,大慶石油會戰(zhàn)打響。根據(jù)組織安排,李慶忠加入到這場聲勢浩大的“戰(zhàn)斗”中。不到兩年時間,他和隊友就把整個松遼盆地的區(qū)域性六大層構(gòu)造“寶塔圖”做了出來,使盆地的構(gòu)造演變情況一目了然,為日后國家更好地開發(fā)松遼地區(qū)的石油資源打下了良好基礎(chǔ)。
大慶石油會戰(zhàn)結(jié)束后,李慶忠又參與了華北石油大會戰(zhàn)。1965年,在開發(fā)華北勝利油田的過程中,他們遇到了難題:常規(guī)的地震資料在復(fù)雜構(gòu)造上與鉆井資料不符,油田勘探出現(xiàn)“忽油忽水、忽上忽下、忽有忽無、忽稀忽稠、忽厚忽薄”的五忽狀況,找油出現(xiàn)了困難。
為什么傳統(tǒng)的方法在大慶可以找到油,在這里就找不到了呢?這時,時任地質(zhì)指揮所副指揮、油田副總工程師的李慶忠對傳統(tǒng)的地震勘探方法提出挑戰(zhàn)。他開始從幾何光學(xué)和物理光學(xué)的差別出發(fā),結(jié)合光的衍射作用,研究地震波成像的原理。
傳統(tǒng)的幾何地震學(xué)認(rèn)為,地震波像光線一樣沿直線傳播,入射角等于反射角,路徑就像是乒乓球打到墻上又彈回來一樣。通過大量研究,李慶忠發(fā)現(xiàn),以幾何地震學(xué)理論為基礎(chǔ),對復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘探,會造成很大誤差,他提出了新觀點(diǎn):地震波像光波一樣會發(fā)生衍射,一旦遇到斷層就會產(chǎn)生繞射波,造成地震記錄上“層斷波不斷”的現(xiàn)象,并且小斷塊反射能量下降,消失在干擾背景之中。
只有把繞射波收斂起來加以歸位,才能真實反映地下斷塊的形態(tài)。李慶忠大膽假設(shè),得出波動地震學(xué)的一連串推論:“一個反射主體,兩個繞射尾巴”“地層斷,波形不斷”“短小斷塊的反射波消失在背景之中”等等。但在當(dāng)時,他的推論并沒有為大家所接受,不少人認(rèn)為這是脫離實際的胡思亂想。面對質(zhì)疑,李慶忠沒有放棄,在同事俞壽朋、劉雯林等人的支持下,他們系統(tǒng)研究了地震波的衍射波動性質(zhì)和特征,從理論上證實了推論的正確性。
“是玫瑰總要開花,是金子總會發(fā)光?!?972年,李慶忠完成了21萬字的論文《地震波的基本性質(zhì)——復(fù)雜斷塊區(qū)的反射波、異常波與干擾波》。該文受到當(dāng)時中國石油天然氣總公司物探局總工程師孟爾盛的高度評價,認(rèn)為是中國地震勘探發(fā)展史上的重要論著。李慶忠提出的波動地震學(xué)理論,解決了原來幾何地震學(xué)不能解決的問題,在當(dāng)時的石油勘探界產(chǎn)生了深刻影響。
1972年,李慶忠在波動地震學(xué)基礎(chǔ)上提出的“積分法繞射波掃描疊加偏移”技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用,這種波動方程偏移技術(shù)的最初形式幾乎與國外同時提出。1975年,采用該技術(shù)進(jìn)行數(shù)字處理,迅速查明了商河西油田地下構(gòu)造形態(tài),兩年內(nèi)探明石油儲量 5400 萬噸,為我國地質(zhì)勘探工作提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
除了提出波動地震學(xué),李慶忠另一個重大理論創(chuàng)新是提出了三維地震勘探的方法和技術(shù)。
上世紀(jì)60年代中期,勝利油田發(fā)現(xiàn)之時,國際石油地震勘探資料的成像技術(shù)正經(jīng)歷著從二維到三維的演變。與大慶油田相比,勝利油田是有名的復(fù)雜斷塊油田,二維地震方法很難搞清地下情況,不是深度有誤差,就是斷層位置不對。面對這一難題,李慶忠堅持從實際出發(fā),提出改進(jìn)地震勘探的8 字方針:去噪、定向、辨?zhèn)?、歸位。
1965年,李慶忠首次提出我國三維地震勘探的方法及其原理,這一方法能夠像CT 一樣,使地下結(jié)構(gòu)得到正確的“偏移歸位成像”,并于1965年到1967年在勝利油田辛鎮(zhèn)構(gòu)造上首次進(jìn)行了三維地震勘探的早期實驗。他與俞壽朋、劉成正等一起,研究了復(fù)雜斷塊區(qū)的地震勘探方法,采用一套線距為260 米的小三角加密測網(wǎng),進(jìn)行了反射波的空間歸位、剖面搬家、斷面閉合,大大提高了精確度。1967年,我國第一張三維歸位構(gòu)造圖在東辛油田誕生,對這個儲量逾億噸的復(fù)雜斷塊油田的勘探開發(fā)起到了指導(dǎo)作用。
上世紀(jì)七十年代,李慶忠又在新立村地區(qū)組織了世界上第一片束狀三維地震勘探,發(fā)現(xiàn)新立村油田。在當(dāng)時,李慶忠的束狀三維勘探方法優(yōu)于美國使用的“十字型三維”和“環(huán)狀三維”勘探方法。此后,他還于1974年首創(chuàng)使用“兩步法”實現(xiàn)了偏移成像的方法,其效率比當(dāng)時國際上“一步法”高數(shù)百倍。兩步法偏移成像技術(shù)使得三維地震數(shù)據(jù)在我國中小型計算機(jī)上也能實現(xiàn)偏移歸位成像,該方法的論文比國外早發(fā)表了5年。
1978年,李慶忠在美國勘探地球物理學(xué)家協(xié)會(SEG)舊金山年會上,代表中國作了技術(shù)報告。外國人驚訝地發(fā)現(xiàn),長時間受技術(shù)封鎖的中國地球物理工作者,居然依靠自己的聰明才智,在三維地震技術(shù)方面走在了世界前列。
在數(shù)十年的科研工作中,李慶忠在開啟物探科技大門之時,對于那些不符合事物發(fā)展規(guī)律的偽科學(xué)堅決說“不”。
自1985年開始,美國一家公司聲稱發(fā)明了一種直接找油、找煤、找水的巖性探測技術(shù)。該方法使用一個類似收音機(jī)樣的儀器,既不拉天線,也不接地線,就憑操作員用耳機(jī)聽聲音,并旋動接收機(jī)上的旋鈕,就能探測出地下深處的油氣。消息傳開后,國內(nèi)竟有六家單位生產(chǎn)這種儀器。
李慶忠不相信還有這樣簡單省事的找油方法,他說:“有這樣好的方法,還要物探做什么?”通過對其理論和實際資料加以分析后,他得出結(jié)論:這是徹頭徹尾的偽科學(xué)。這種儀器接收的所謂信號,只是電磁波的一種脈動噪聲,根本不是地下來的信號。在李慶忠的揭露和批判后,該儀器的偽科學(xué)風(fēng)潮終于平息。
上世紀(jì)80年代,另外一家外國公司聲稱發(fā)明了一種重力直接找油的新儀器艾菲親和系統(tǒng)。這個儀器實質(zhì)上只是一架靈敏度很差的重力梯度儀。該公司通過夸大其探井成功率,吸引中國各油田委托他們找油,項目總經(jīng)費(fèi)竟高達(dá)2000 多萬元。結(jié)果,許多油田受其蒙騙。李慶忠本著實事求是的原則,細(xì)致調(diào)查了艾菲親和系統(tǒng)找油的相關(guān)資料。1997年,他在《石油地球物理勘探》第2 期上發(fā)表了題為《評艾菲微重力直接找油兼論GONG 直接找油》的文章,對這種偽科學(xué)進(jìn)行了揭露,最終使這一項目退出中國市場。面對這些荒誕的歪理邪說,李慶忠堅決捍衛(wèi)科學(xué)的權(quán)威性。他說:“決不能任由偽科學(xué)泛濫,占有市場。作為一個科學(xué)工作者,這是我義不容辭的責(zé)任?!?/p>
由于他在石油勘探行業(yè)的杰出貢獻(xiàn),1995年李慶忠當(dāng)選為中國工程院院士。如今年逾九旬,他依然奮斗在科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)的最前沿,他編著的系列文集之《尋找油氣的物探理論與方法》(奮進(jìn)篇)即將出版。他常說:“是黨和國家培養(yǎng)了我,我要把自己全部的光和熱獻(xiàn)給國家,獻(xiàn)給這片深沉熱愛的大地?!?/p>