謝更好

石油是國民經(jīng)濟的命脈，也是重要的戰(zhàn)略資源。要確保石油的長期供給，就要不斷地發(fā)現(xiàn)新油藏。迄今為止，地球到底還有多少石油資源可以供人類生存使用？中國的油氣資源還有多少開發(fā)的空間？為了探究這些問題的答案，有一群人奔走在祖國大地上，穿梭在沙漠、荒原中，為祖國的油氣開采事業(yè)，默默貢獻著光和熱。也正是因為他們的工作，讓我們了解了地球深層的真正面貌。西安交通大學數(shù)學與統(tǒng)計學院教授王治國就是從事相關(guān)工作的一位青年科研工作者?！安还苁鞘汀⑻烊粴膺€是礦產(chǎn)資源，我們都無法用眼睛直接看到，還需要借助一些工具進行探測?，F(xiàn)如今我們做的工作就是通過激發(fā)地下的震動信號，然后再以數(shù)學反演的方式將地下形態(tài)成像，就像給地球做CT一樣，對石油、天然氣、礦產(chǎn)等進行探測?！彼f。

從事科研多年來，王治國和所在科研團隊的成員們深耕于油氣勘探地球物理領(lǐng)域研究中，為祖國大地把脈，他們的CT結(jié)果為我國探明了大量的石油資源，緩解了我國的能源緊張，并創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟效益。作為千千萬萬的石油工作者之一，王治國始終認為自己是普通的。從始至終，他的內(nèi)心只有一個心愿：在科研中扎根，用科學技術(shù)成果造福于祖國的能源建設。

心系能源，用科學手段精準找油

中國石油的發(fā)展之路是一部勵志奮斗史。作為曾經(jīng)的貧油國，我國的石油工業(yè)經(jīng)過了幾十載歲月變遷，取得了巨大成就，已逐步成長為中國實體經(jīng)濟的“血脈”。

近些年來，隨著人均消費水平和整體經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，作為基本能源，成品油和天然氣需求持續(xù)增長，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國成品油和天然氣表觀消費量持續(xù)增長，截至2021年分別達到34148萬噸和3726億立方米。由此可見，我國對油氣資源的需求依舊巨大。

長期以來，石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展時刻牽動著我國領(lǐng)導人的心。習近平總書記曾說過：“石油能源建設對我們國家意義重大，中國作為制造業(yè)大國，要發(fā)展實體經(jīng)濟，能源的飯碗必須端在自己手里。”而為了實現(xiàn)這一目標，一批批石油領(lǐng)域科研工作者積極投身到這項偉大的事業(yè)中。在王治國心里，他也有著屬于自己不變的能源情懷。

從大學階段接觸能源領(lǐng)域，到毅然決然投身油氣探索中，王治國一路走來看似順其自然，但卻異常堅定。到西安交通大學之后，他加入高靜懷科學家工作室，在這一有著幾十人規(guī)模的科研大集體中，開始了全新的科研逐夢之旅。多年來，在高靜懷教授的帶領(lǐng)下，王治國和團隊成員們聚焦中國非常規(guī)油氣和深地油氣探測與開采及相關(guān)的地下空間探測與安全利用等領(lǐng)域的科學問題，開展多學科交叉研究，在地學大數(shù)據(jù)分析、非常規(guī)油氣、深部金屬礦產(chǎn)資源和天然氣水合物探測等方向中積累了豐富的科研實踐經(jīng)驗。

油氣產(chǎn)業(yè)鏈通常分為上、中、下游3個環(huán)節(jié)：上游環(huán)節(jié)主要是尋找地下的油氣資源并將其開采出來，一般分為油氣勘探、開發(fā)等;中游環(huán)節(jié)主要是將開采出來的油氣進行預處理、儲存和運輸;下游環(huán)節(jié)主要是對石油進行煉制、深加工及其成品的銷售等。而王治國及其同事所做的工作就主要聚焦在油氣的上游環(huán)節(jié)?！霸诘厍蛏希覀儾豢赡苊つ康貫榱碎_采能源而打井，首要任務是要對能源進行精準探測，我們的工作就是通過科學的手段精準定位地下的石油、天然氣，只有確定相關(guān)位置之后，才能更好地指導后邊的打井工作?！睍r光流逝，瞄準精準找油這一目標，王治國從未有過懈怠。

深入鄂爾多斯，定位非常規(guī)油藏

如果一個能源科研人員的思想里沒有油，那他就肯定無法找到油。在王治國看來，找油首先要有激情，才能堅持干下去。

非常規(guī)油氣資源，尤其是致密油氣，是我國近年來能源保障戰(zhàn)略中最重要、最現(xiàn)實的接替化石能源之一。據(jù)我國《中國油氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析與展望報告藍皮書（2019—2020）》顯示，2019年我國石油對外依存度高達70.8%，天然氣對外依存度達43%，這嚴重威脅我國的能源安全。而多年來，王治國研究的關(guān)注點，就放在了尋找祖國的非常規(guī)油氣資源上。

其實，世界上對非常規(guī)油氣的開發(fā)由來已久。在此之前，美國一直是世界石油純進口國。20世紀70年代，為了滿足國內(nèi)的石油需求，美國開始研究開發(fā)頁巖油、頁巖氣等非常規(guī)油氣的技術(shù)方法，歷經(jīng)大約30年的科研探索，他們成功從頁巖油中開采出了氣和油。2019年9月，美國單月原油和石油制品出口量大于進口量，70年來首次成為石油凈出口國。

“在此之前，我們一直把無法開發(fā)的油氣，稱為非常規(guī)油氣，而美國卻通過相關(guān)技術(shù)手段打破了非常規(guī)油田的開采限制。事實上中國也有很多跟美國類似的地下情況，在這一背景下，我們也在試圖通過科研技術(shù)對非常規(guī)油氣進行開發(fā)。”王治國說。為了祖國的能源事業(yè)，多年來他身懷“頭戴鋁盔走天涯”和“我為祖國獻石油”的壯志豪情，曾前往祖國的鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地、松遼盆地、塔里木盆地、四川盆地等地區(qū)，開展大量科研探索。特別是在鄂爾多斯盆地這一我國的能源新高地上，取得了一系列精準找油的創(chuàng)新性科研成果。

鄂爾多斯盆地占地37萬平方公里，地跨陜、甘、寧、蒙、晉5個省區(qū)，這里便是我國石油資源的中堅供給力量——中國石油長慶油田的發(fā)源地。據(jù)2021年6月央視網(wǎng)報道，中國石油長慶油田在鄂爾多斯盆地探明地質(zhì)儲量超10億噸的頁巖油整裝大油田，這標志著長慶油田成為我國目前探明儲量規(guī)模最大的頁巖油田。這一地區(qū)的油氣資源有著極大的開發(fā)空間。

但是，由于鄂爾多斯盆地具有與我國東、西部明顯不同的地質(zhì)構(gòu)造背景，因此油氣規(guī)模儲量有著低壓、低滲、低豐度的特征。自2012年以來，在高靜懷教授的帶領(lǐng)下，王治國和團隊成員在國家自然科學基金項目、國家油氣重大專項等的持續(xù)資助下，開始致力于解決致密油氣勘探與開發(fā)中的關(guān)鍵科學問題和“卡脖子”技術(shù)難題。

在這些項目工作中，王治國主要負責油氣的甜點識別工作。在他的介紹下，記者了解到：油氣甜點識別是制訂油氣井儲層改造方案中極其重要的環(huán)節(jié)。在低滲透、非常規(guī)油氣藏的多層、厚層或水平井長井段的油氣井中，由于井的非均質(zhì)性強、層間差異大，真正對井產(chǎn)量有較大貢獻的“油氣甜點”層往往不到30%，因此需要通過增產(chǎn)措施來改善油氣甜點區(qū)域的滲流環(huán)境，使單井獲得高產(chǎn)。如果油氣甜點識別不準確，將會極大降低增產(chǎn)改造的針對性和有效性。

鄂爾多斯盆地的油田，油氣儲層堅硬致密，被稱為“磨刀石”。要從這樣的儲層里打出油，如同從干毛巾里擠水。在此之前，其他團隊的科研方法只能對30米厚度的儲油層進行識別，而王治國團隊的研究方法能成功識別20米厚度的儲油層，在識別精度上有了大幅度提升，對后續(xù)的油氣開采工作，起到了重要輔助作用。

除此之外，對于蘇里格氣田的開發(fā)，也是王治國團隊工作的重要組成部分。

中國長慶油田麾下的蘇里格氣田作為保障京津地區(qū)、內(nèi)蒙古周邊城市天然氣需求的主力氣源，目前其管網(wǎng)已覆蓋北京、天津、西安等40多個城市，惠及人口超過2.5億，為清潔能源的有效運用貢獻了巨大力量。蘇里格氣田自2007年開始進行大規(guī)模開發(fā)，在這一現(xiàn)狀下，怎樣再對其進行精準有效的打井開發(fā)，成為王治國團隊面臨的關(guān)鍵難題。

為了攻克這一難題，王治國團隊開始了全新的科研開拓。通過研究，他們將舊有的科研方法進行了改革與創(chuàng)新，成功將蘇里格氣田開發(fā)的精準度提高了15個百分點，并產(chǎn)生了30多億元的經(jīng)濟效益。王治國和團隊成員們用實際成果，為祖國的能源事業(yè)開創(chuàng)了新的詩篇。

與時俱進，人工智能助力油氣探索

隨著計算機科學的飛速發(fā)展，將人工智能應用到油氣領(lǐng)域成為行業(yè)發(fā)展的大勢所趨。處于迅速變化的數(shù)字化環(huán)境時代，大數(shù)據(jù)、云計算、機器學習、深度學習，正以不可阻擋的力量推動油氣行業(yè)向高質(zhì)量發(fā)展，而相關(guān)前沿學科的發(fā)展也引起了王治國所在團隊的關(guān)注。

“因為油氣儲集層有非均質(zhì)性，探測對象十分復雜，測井作業(yè)環(huán)境具有多樣化、復雜化的特點，單靠人工費時費力，引入人工智能就可以實現(xiàn)更精準、更高效、更安全的作業(yè)和地質(zhì)信息探測，工作效率會成倍地提高。”近些年來，王治國和他的研究團隊在這一時代發(fā)展背景下，逐漸將人工智能與油氣的精準尋找相結(jié)合，取得了一系列創(chuàng)新性科研成果。

針對“致密油氣介質(zhì)中地震波信息的多維度表征與解釋”，王治國和團隊成員們提出了一系列適用于致密油氣介質(zhì)地震波信息表示的頻率同步擠壓/時間同步抽取相空間變換系列，建立了一套基于機器學習的多維相空間地震屬性智能提取和解釋框架及其軟件模塊，在實踐中認識了鄂爾多斯盆地致密氣儲層分布與產(chǎn)量間的冪指數(shù)關(guān)系，支撐了我國目前致密油水平井3035米的歷史紀錄，取得了巨大的經(jīng)濟效益。相關(guān)系列研究工作還在國際期刊《地球物理學》（Geophysics）、《IEEE地球科學與遙感匯刊》（IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing）等發(fā)表論文十余篇。

值得一提的是，由王治國作為第一作者，高靜懷教授作為共同通訊作者發(fā)表在國際期刊《海洋與石油地質(zhì)學》上的論文《基于機器學習的鄂爾多斯盆地中部蘇里格氣田致密砂巖儲層地震譜屬性分析》還被國際著名科技機構(gòu)工程進展（Advances in Engineering）遴選為關(guān)鍵科學文章，并進行了專題報道。

除此之外，人工智能技術(shù)在水平井的精準導航研究中也有王治國團隊的身影。

水平井是最大井斜角達到或接近90°，并在目的層中維持一定長度的水平井段的特殊井。超長水平井能夠控制更多的儲層，提高油藏開采效率，節(jié)約土地資源，實現(xiàn)低品位油氣資源的高效開發(fā)。

王治國介紹說：“在我們鉆井的過程中，隨著深度的增加，井下的壓力和溫度都會變大，因此越向下開采就會越難，所以必須確保找準油井的位置?！睘榱诉_到精確找油的目的，近些年來王治國團隊也將團隊的相關(guān)技術(shù)，與人工智能相結(jié)合，幫助油井實施精準導向，極大地提升了找油的精確性。

砥礪探索，終有所得。2021年6月，由王治國所在團隊參與的科研項目——國家級頁巖油開發(fā)示范區(qū)中國石油長慶油田華H90-3井順利完井。這口井水平段長度達到5060米，刷新了亞洲陸上水平井最長水平段紀錄，為非常規(guī)油藏提高單井產(chǎn)量以及效益開發(fā)走出了一條新路子。

展望前路，任重而道遠。新的時期，王治國所在的科研團隊也樹立了新的科研目標。在中國力爭于2030年前實現(xiàn)二氧化碳排放達到峰值、2060年前實現(xiàn)碳中和的大背景下，他們也將在新興能源的研究中，進一步拓展自己的研究方向，為我國的低碳事業(yè)的發(fā)展貢獻更多的科研力量。

心中有念，眼中有光，身上有勁，腳下有路。在王治國的身上，可以看到千千萬萬石油科研工作者的身影。雖然從事石油領(lǐng)域的相關(guān)研究環(huán)境艱苦，熬夜工作也是家常便飯，但王治國從未想過退縮。“做科研辛苦是常態(tài)，對于其中遇到的困難與挑戰(zhàn)，我一直保持著平常心，認為只要堅持下去，就一定會攻克相關(guān)難題?！彼麍远ǖ卣f。未來，他還將奔走在油氣開采的一線，在我國的能源建設中繼續(xù)發(fā)揮自己的光和熱。

（責編：張聞）