踏一程山水 繪地質(zhì)春秋
——記中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院教授王志章

干思思

我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和利用石油的國家之一，但由于地域廣闊、地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，石油、天然氣等重要能源的勘探、開采一直以來面臨著源源不斷的挑戰(zhàn)。早期，理論知識(shí)和技術(shù)手段相對(duì)匱乏，人們大都憑經(jīng)驗(yàn)尋找油氣田，然而石油和天然氣在形成初期呈現(xiàn)分散狀態(tài)，必須經(jīng)過遷移、聚集才能形成可供開采的工業(yè)油氣藏，這就使油氣工程開發(fā)成為一件資金、人力投入高度集中，同時(shí)風(fēng)險(xiǎn)性高的事情。

一直以來，如何利用理論和技術(shù)預(yù)判，以少量投入獲得高回報(bào)是整個(gè)石油行業(yè)共同關(guān)注的問題。怎樣才能避免“撲空”開采，不得不提的便是油氣藏描述研究。這是一種針對(duì)油氣藏的綜合評(píng)價(jià)和研究，是油氣田開發(fā)的核心工作，經(jīng)幾十年實(shí)踐證明，能夠有效提升石油領(lǐng)域的作業(yè)精度。

“它強(qiáng)調(diào)的是利用最先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行描述油氣藏的各種特征，并且隨著技術(shù)的提升，這種描述的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，從油氣田的勘探、評(píng)價(jià)到開發(fā)各個(gè)階段……”在有著多年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的王志章看來，深挖油氣藏描述問題，融合先進(jìn)技術(shù)手段推動(dòng)相關(guān)技術(shù)發(fā)展勢(shì)在必行，是一項(xiàng)利國利民的事業(yè)。30多年來，他也一直致力于此，無論什么時(shí)候都以國家迫切需求為出發(fā)點(diǎn)，深入不毛之地，將中國油氣地質(zhì)發(fā)展推向更高、更強(qiáng)的舞臺(tái)。

油氣藏描述助力“直接”找油

任何一項(xiàng)概念或技術(shù)皆不會(huì)憑空產(chǎn)生，對(duì)油氣藏描述研究而言也是如此。作為20世紀(jì)70年代的產(chǎn)物，它一經(jīng)問世就以高適配性、效果顯著等特點(diǎn)迅速在油氣地質(zhì)勘探與開發(fā)行業(yè)站穩(wěn)腳跟。

根據(jù)王志章介紹可以了解，油氣藏描述研究誕生于國外，最早由斯侖貝謝等海外公司提出并開展軟件系統(tǒng)研究、地區(qū)應(yīng)用推廣等。它運(yùn)用地質(zhì)、地震、測(cè)井和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息等資料，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過在三維空間內(nèi)研究和定量描述油氣藏開發(fā)地質(zhì)特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同勘探和開發(fā)階段的油氣藏多學(xué)科綜合研究及評(píng)價(jià)。以往的勘探開發(fā)實(shí)踐表明，勘探與開發(fā)工作成敗的關(guān)鍵在于對(duì)油氣藏認(rèn)識(shí)是否符合客觀實(shí)際，這使“對(duì)油氣藏的認(rèn)識(shí)”成為貫穿各個(gè)階段的主要任務(wù)?；谶@樣的理解發(fā)展，以美國、法國公司為首的油氣藏描述研究于1980年前后快速拉開帷幕，并且在油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、最終采收率評(píng)價(jià)及剩余油分布規(guī)律等研究層面取得了較大的進(jìn)展。

國際上，油氣藏描述發(fā)展如火如荼，國內(nèi)的石油地質(zhì)工作也隨著大慶油田的開發(fā)進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)國內(nèi)尚沒有油氣藏描述概念，計(jì)算機(jī)技術(shù)也并未廣泛應(yīng)用，但在地層構(gòu)造、對(duì)比、沉積等地質(zhì)研究中，人工解釋測(cè)井曲線數(shù)據(jù)、物探資料及利用實(shí)體模型油氣藏地質(zhì)特征等綜合研究手段已經(jīng)存在，這些恰恰符合油氣藏描述研究的范疇?！坝蜌獠孛枋龈拍钫奖灰M(jìn)到國內(nèi)，大概在20世紀(jì)80年代，是一批搞測(cè)井研究的老專家最早使用的?！蓖踔菊抡f。

緊接著隨著石油工業(yè)的發(fā)展，油氣藏描述研究相關(guān)工作在國內(nèi)越發(fā)得到重視，包括中國石油勘探開發(fā)研究院、中國石油大學(xué)等多家單位投入研究，其技術(shù)發(fā)展更被列入“七五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。也正是這個(gè)時(shí)候，王志章進(jìn)入華東石油學(xué)院勘探系工作，之后還有幸參加了首次國家級(jí)油藏描述攻關(guān)項(xiàng)目。他回憶說，當(dāng)時(shí)作為初學(xué)者主要是抱著學(xué)習(xí)的心態(tài)，接觸到勝利牛莊油田油氣藏描述的相關(guān)工作，也切實(shí)感受到科研攻關(guān)的不易，“從1986年到1989年，因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)等不成熟，上百研究人員花費(fèi)四五年的時(shí)間才把油氣藏描述清楚”。

王志章團(tuán)隊(duì)榮獲北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)

直到1990年前后，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展特別是高速工作站的建立，油氣藏描述技術(shù)才真正步入大發(fā)展階段?！坝?jì)算機(jī)技術(shù)的提升是一方面。另一方面，以往在油氣藏描述范圍內(nèi)，地質(zhì)、物探、測(cè)井、油藏工程、數(shù)學(xué)等專業(yè)均會(huì)涉及，但這些專業(yè)之間由于沒有建立強(qiáng)聯(lián)系，就會(huì)出現(xiàn)盲點(diǎn)。所以，在進(jìn)行油氣藏描述研究的時(shí)候，注重專業(yè)間的結(jié)合十分重要，比如說測(cè)井與地質(zhì)專業(yè)的結(jié)合、地質(zhì)與地震專業(yè)的結(jié)合……”王志章解釋說，高速工作站恰好就是多領(lǐng)域融合的一個(gè)代表平臺(tái)，能夠?qū)⒌刭|(zhì)、地球物理、工程等領(lǐng)域整合到一起進(jìn)行工作，不但提升了單位工作效率，還促進(jìn)了油氣藏描述成果的廣泛應(yīng)用。

他還強(qiáng)調(diào)，油氣藏是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的整體。研究人員不可能因自身的專業(yè)單一性，就將它的某一部分劃分出來研究，而是必須從整體角度出發(fā)考慮問題?！皩?shí)際上，我們最終的目的就是充分利用地質(zhì)、地震、測(cè)井、油藏工程等資料，借助計(jì)算機(jī)，利用精確的數(shù)學(xué)方法，將油氣藏描述刻畫清楚，這和中醫(yī)診治講求的望聞問切有著異曲同工的道理。”

立地生根，多專業(yè)傍身

研究的整體性、不割裂，注定了油氣藏描述的高復(fù)合性，也需要相關(guān)從業(yè)人員具備多學(xué)科基礎(chǔ)和素養(yǎng)。于是，王志章在地質(zhì)專業(yè)畢業(yè)后，果斷地投身地質(zhì)與地球物理研究，開展地震資料的處理、解釋等工作?！奥?，我就發(fā)現(xiàn)地震資料可以幫助人們解決很多問題，把前期的地質(zhì)知識(shí)和地球物理信息結(jié)合在一起，能夠使地質(zhì)學(xué)家的諸多難題得到較好的解析。”

基于這樣的認(rèn)識(shí)，王志章碩士畢業(yè)后想要在地震、地質(zhì)專業(yè)融合方面做些事情，但當(dāng)時(shí)國內(nèi)正在開展的課題項(xiàng)目，并沒有給他提供適合一展拳腳的機(jī)會(huì)。出于對(duì)自身知識(shí)儲(chǔ)備的強(qiáng)化、擴(kuò)展的目的，他入職中國石油大學(xué)后，進(jìn)行了7年測(cè)井資料處理、解釋，雖然同屬于油氣藏描述范疇，但對(duì)他而言還需要一個(gè)新的認(rèn)識(shí)、摸索的過程。

在不斷學(xué)習(xí)、深化專業(yè)研究的階段，王志章的項(xiàng)目工作也在有條不紊地進(jìn)行。結(jié)合前期的地質(zhì)、地震、測(cè)井專業(yè)基礎(chǔ)，他從多角度考量油田的油氣藏描述問題，在全國各地區(qū)的油田奔走，攻關(guān)了多項(xiàng)國家及省部級(jí)課題。從中國的東部油田到西部油田，王志章所在團(tuán)隊(duì)?wèi){借“牛莊油藏描述”“棗南油田油藏描述及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)”“改善棗園油田開發(fā)效果”“關(guān)鍵井研究及多井評(píng)價(jià)”項(xiàng)目，在1994年、1995年兩年間，分別獲得了中國石油集團(tuán)公司科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、山東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。與此同時(shí)，王志章作為技術(shù)骨干參與的“視標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)成與測(cè)井資料數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化”也獲評(píng)國家“八五”優(yōu)秀科研成果。

王志章團(tuán)隊(duì)在第5屆油氣開發(fā)地質(zhì)大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

1998年，王志章博士畢業(yè)，扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)和豐富的研究經(jīng)驗(yàn)讓他對(duì)油氣藏描述有了更多的認(rèn)識(shí)和見解。他說，這個(gè)過程好比盲人摸象，一個(gè)角度出發(fā)了解的只能是局部，掌握的層面越多，將各方面的知識(shí)結(jié)合在一起才能對(duì)油田做出一個(gè)系統(tǒng)的描述和評(píng)價(jià)。他感謝自己多年的專業(yè)所得，同時(shí)將技術(shù)、人脈層面的積累看得格外重要，“做任何事情不可能一蹴而就，幾十年的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)也好，別人的認(rèn)可也好，都是一步步得來的”。

他從不滿足于已經(jīng)取得的成果，眼睛盯著的是國之所需，所以當(dāng)21世紀(jì)復(fù)雜油氣田研究成為國家攻關(guān)重點(diǎn)，王志章也理所當(dāng)然地投身其中?！皬?fù)雜油氣藏可以歸結(jié)為6類：一是致密油氣藏，包括致密砂巖油氣藏、火山巖油氣藏；二是碳酸鹽油氣藏，以大型碳酸鹽油氣藏為主；三是含水油氣藏，主要指高含水、特高含水油氣藏；四是稠油、特稠油油氣藏；五是多層砂巖油氣藏；六是極復(fù)雜斷塊油藏。我們的工作就是圍繞這些油氣藏描述開展，主要油氣水層的識(shí)別、定量表征及預(yù)測(cè)技術(shù)等創(chuàng)新、優(yōu)化。”

細(xì)化到詳細(xì)的攻關(guān)問題，王志章認(rèn)為，油氣藏描述可簡(jiǎn)單劃分為6部分，即格、儲(chǔ)、流、藏、動(dòng)、油。這些部分有著不同的含義，王志章解釋說：“格代表著整體的地層、構(gòu)造與沉積格架，相當(dāng)于人體的骨架；儲(chǔ)就是儲(chǔ)層，等同于人體的肌肉；流是指流體，相當(dāng)于人體血液；藏指的是油氣藏的規(guī)模、類型、模型；動(dòng)是指油氣藏在開采過程中的變化，具體要搞清楚變化的原因、趨勢(shì)；油則是說油田開發(fā)到一定程度，需要針對(duì)剩余油的分布特征等進(jìn)行再描述。”面向這幾個(gè)方面，王志章組織團(tuán)隊(duì)進(jìn)行技術(shù)研究，推動(dòng)了行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，特別在儲(chǔ)層研究方面，他們還提出了相控儲(chǔ)層對(duì)比及預(yù)測(cè)、有效儲(chǔ)集空間評(píng)價(jià)、視標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)成與視儲(chǔ)集空間構(gòu)成、概率相與概率流動(dòng)單元等新觀點(diǎn)與新理論，發(fā)展并完善了碩、博士導(dǎo)師張一偉、熊琦華教授提出的儲(chǔ)層巖石物理相及油藏滲流地質(zhì)學(xué)新理論。

深耕不輟，身披榮光

概念、技術(shù)的發(fā)展讓王志章團(tuán)隊(duì)的研究不斷邁向新臺(tái)階，優(yōu)秀的研究成果也幫助他們獲得了更多的選擇權(quán)，在多項(xiàng)石油公司全國對(duì)外招標(biāo)項(xiàng)目中，他們脫穎而出。也因此，從1987年開始，王志章陸續(xù)進(jìn)行了20多家油氣田200余個(gè)油氣藏的攻關(guān)項(xiàng)目，研究成果、足跡遍布大江南北，獲得了包括國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等幾十項(xiàng)榮譽(yù)。

在這些獲獎(jiǎng)項(xiàng)目當(dāng)中，尤為值得一提的是“大型致密油氣藏評(píng)價(jià)開發(fā)一體化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”研究。在石油工業(yè)充滿挑戰(zhàn)、機(jī)遇和競(jìng)爭(zhēng)的形勢(shì)下，在油氣田評(píng)價(jià)和開發(fā)相關(guān)技術(shù)逐步多元化、專業(yè)化的境況下，王志章領(lǐng)銜中國石油大學(xué)、中國石化股份公司華北油氣分公司、中國石化股份公司西南油氣分公司等單位組成的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，面向鄂爾多斯盆地大牛地上古多層疊置極強(qiáng)非均質(zhì)致密砂巖氣藏、盆緣杭錦旗上古復(fù)雜帶致密砂巖氣藏、四川盆地西部侏羅系復(fù)雜河道致密砂巖氣藏評(píng)價(jià)與開發(fā)難點(diǎn)，依托國家“十一五”“十二五”重大項(xiàng)目、中石化重點(diǎn)科技項(xiàng)目開展攻關(guān)研究。

他指出，“十五”期間，我國在鄂爾多斯盆地、四川盆地的天然氣勘探開發(fā)初見成效，但如何擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能接替與穩(wěn)產(chǎn)，高效評(píng)價(jià)、開發(fā)、建設(shè)大氣田是一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)，屬世界級(jí)難題。也因此開展系統(tǒng)的大型致密砂巖氣評(píng)價(jià)與開發(fā)一體化關(guān)鍵技術(shù)研究及工業(yè)化應(yīng)用，意義重大。

在研究過程中，面對(duì)不同類型致密砂巖氣藏氣藏富集規(guī)律不清、單一河道刻畫精度差、儲(chǔ)層質(zhì)量評(píng)價(jià)難度大等難題，他們以沉積巖石學(xué)、層序地層學(xué)、地球物理學(xué)、滲流力學(xué)等為指導(dǎo)，綜合應(yīng)用地質(zhì)、物探、測(cè)井、錄井、測(cè)試等多學(xué)科信息，以勘探、開發(fā)大數(shù)據(jù)為支撐，開展氣藏三維空間格、儲(chǔ)、流、藏、動(dòng)、產(chǎn)等定量化描述。

“我們對(duì)油氣藏的研究是建立在長(zhǎng)期理解之上的。每個(gè)油氣藏有自身的特點(diǎn)，做科研就是要考慮針對(duì)它的特點(diǎn)，應(yīng)該從哪些方面入手，又有哪些技術(shù)行之有效。”在王志章看來，沒有一勞永逸的技術(shù)，不同油氣藏哪怕同一“病情”也會(huì)有“體質(zhì)”的差異?！爸旅苌皫r油氣藏最大的難題就預(yù)測(cè)，儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層難以精準(zhǔn)確定，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層在哪里？哪些區(qū)域含氣，哪些不含氣，這都是需要下工夫的?！?/p>

經(jīng)過多年攻關(guān)，王志章和他的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性技術(shù)成果：他們突破技術(shù)瓶頸，創(chuàng)建了強(qiáng)噪弱信號(hào)目標(biāo)處理技術(shù)、多域多屬性疊置河道期次剝離與三維空間雕刻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了特定區(qū)域的識(shí)別能力和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度的大幅度提升；立足致密砂巖氣藏有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難度大、儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算不準(zhǔn)確等問題，他們以新理論、新方法、新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)打破發(fā)展阻礙，使儲(chǔ)層品質(zhì)評(píng)價(jià)更符合生產(chǎn)實(shí)際，避免了有效儲(chǔ)層的漏失；他們還針對(duì)不同類型的油氣藏，創(chuàng)立了“斷、砂、構(gòu)、儲(chǔ)”控藏、波形差異控產(chǎn)理論，明確了其高產(chǎn)富集模式，突破了盆緣復(fù)雜帶難以形成規(guī)模氣藏的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)……先進(jìn)的理論方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有助于我國致密砂巖氣田探明儲(chǔ)量和開發(fā)的進(jìn)一步發(fā)展，合理、高效的工程技術(shù)對(duì)復(fù)雜致密氣藏的大規(guī)模、長(zhǎng)遠(yuǎn)開發(fā)深有裨益。

在成果推廣應(yīng)用情況的描述中，有這樣幾段話“建成全國首個(gè)10億方水平井開發(fā)示范區(qū)，并連續(xù)3年水平井整體建產(chǎn)10億方”“徹底解放盆緣復(fù)帶致密氣藏的動(dòng)用，在杭錦旗成功建產(chǎn)14億方”。龐大的數(shù)字、顯著的成果效益彰顯著技術(shù)攻關(guān)的魅力，也因?yàn)檫@樣，王志章領(lǐng)導(dǎo)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)榮獲了2018年度北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

腳踏實(shí)地走好每一步

獎(jiǎng)項(xiàng)對(duì)王志章來講，是錦上添花的存在，幾十年的科學(xué)研究已經(jīng)能夠讓他坦然面對(duì)得失，享受攻關(guān)過程中的酸甜苦辣。很多時(shí)候，他接手的油田項(xiàng)目并不被外界看好，甚至一度被認(rèn)定為“不可能產(chǎn)油”“難度過大”“沒有開采價(jià)值”，但王志章偏偏“啃”下了一塊塊硬骨頭，讓一部分被判死刑的油田重獲新生。

與畢業(yè)生合影留念

“當(dāng)時(shí)中石化有限公司的大牛地氣田，有一塊區(qū)域被認(rèn)為是不可能產(chǎn)氣的地方，然后我們就通過自主開發(fā)的一套波形差異分析，確定它的開采價(jià)值。最后，結(jié)果也獲得了證實(shí)，石油公司因此多部署了100多口井?！蓖踔菊碌恼Z氣充滿自豪感。這樣的例子不是少數(shù)，包括勝利牛莊的油藏描述、大港棗園的油氣藏描述、新疆的復(fù)雜裂縫性油氣藏描述、砂礫巖稠油油藏、滴西的火山巖氣藏、彩南的厚層砂巖油氣藏、吉林的低滲特低滲油藏、遼河的砂礫巖油藏、塔里木的大型碳酸鹽巖油藏、低幅度隱蔽性油藏、華北的特高含水油藏及火山巖油氣藏、中原的復(fù)雜斷塊油藏等都被定義為“老大難”，但最終也都在王志章團(tuán)隊(duì)的努力下獲得效益。

精準(zhǔn)的描述離不開理論、技術(shù)的支撐。近年來，王志章除了加強(qiáng)專業(yè)間的結(jié)合，注重多角度闡述油氣藏描述問題，還特別從行業(yè)外取經(jīng)，引進(jìn)智能化手段，提出了復(fù)雜油氣藏高精度、智能化表征等技術(shù)?！霸缭?010年左右，國內(nèi)就提出過數(shù)字油藏，但因?yàn)楦拍畈磺逦⒑雎粤擞筒氐木纫?，并沒發(fā)展成型。我認(rèn)為，從數(shù)字油藏到智能油藏是一個(gè)飛躍?！蓖踔菊绿貏e指出，機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等方法的引進(jìn)，給油氣藏描述帶來了更廣闊的發(fā)展空間。

在進(jìn)一步規(guī)劃中，王志章用閑暇時(shí)所作的一首小詩做了總結(jié)：“地學(xué)園中漫步走，思緒萬千任我游。借問明日何所做，火非碳礫高智稠?！彼忉屨f，“火非碳礫高智稠”代表著團(tuán)隊(duì)的發(fā)展方向，“火指火山巖油氣藏，是近年來國家極為重視的；非指非常規(guī)，包括致密油氣藏、頁巖油氣藏等；碳指大型碳酸鹽巖油氣藏；礫指砂礫巖油氣藏；高指各種類型的特高含水油氣藏；智指油氣藏的智能化，主要探究油氣藏如何實(shí)現(xiàn)智能化；稠指稠油、超稠油油藏，在常溫下凝固，只能通過特殊手段開采。”

面向未來，注重新技術(shù)引進(jìn)、強(qiáng)化機(jī)理研究、提高技術(shù)精度、建立地質(zhì)模式，王志章正在和他的科研團(tuán)隊(duì)立足國家需求，多方面持續(xù)發(fā)力，為油氣地質(zhì)發(fā)展注入源源不斷的活力。