李慶忠：情定石油的物探人生

馮文波

在新中國60余年的石油工業(yè)發(fā)展史上，有這樣一位科學(xué)家，他把自己一生中最美好的年華獻(xiàn)給了祖國的石油地球物理勘探事業(yè)，從布滿大漠戈壁的西北邊陲，到白雪覆蓋的東北大地，再到沃野千里的華北平原，從素有“天下第一州”之稱的涿州，到海風(fēng)勁吹、潮流歡涌的海濱城市青島……他就是我國著名的石油地球物理勘探專家、中國工程院院士李慶忠。

李慶忠出身醫(yī)學(xué)世家，其祖父、父親等皆是有名的中醫(yī)，慕名前往就診的患者絡(luò)繹不絕。1930年10月，李慶忠出生在這樣一個(gè)彌漫著藥香味的家庭里。5歲那年，舉家遷往上海。從此，在這座國際化的大都市里，度過了他動(dòng)蕩而又難忘的少年時(shí)代。

1949年秋天，李慶忠考入清華大學(xué)電機(jī)系，后又轉(zhuǎn)至物理系學(xué)習(xí)。1952年，李慶忠提前畢業(yè)，在畢業(yè)分配的志愿書上，李慶忠堅(jiān)定地寫下了：到祖國最需要的地方去，到最艱苦的工作崗位上去，堅(jiān)決服從組織分配。字里行間充斥著一個(gè)22歲的青年立志建設(shè)國家的熱情和決心。

1952年9月，李慶忠被分配到燃料工業(yè)部石油管理總局當(dāng)實(shí)習(xí)生，經(jīng)過短暫的技能培訓(xùn)之后，于1953年3月被派往新疆中蘇石油公司地質(zhì)調(diào)查處任職。由此，在廣袤無垠的西北大地邁開了他物探事業(yè)的第一步。

在新疆的8年時(shí)間，李慶忠從一名青澀的大學(xué)生，成長為一名出色的物探隊(duì)員。8年里，他與隊(duì)友們一起跋山涉水，幾乎走遍了整個(gè)新疆，用勤奮和專長，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、磁、電基點(diǎn)網(wǎng)。

1960年初，大慶石油會(huì)戰(zhàn)打響。根據(jù)組織安排，李慶忠也加入到這場聲勢浩大的“戰(zhàn)斗”中，先是在松遼石油勘探指揮部地質(zhì)調(diào)查處從事綜合研究工作，后又參加了松遼地震會(huì)戰(zhàn)。不到兩年時(shí)間，李慶忠和隊(duì)友就把整個(gè)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。此舉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)。

1964年1月，中央同意組織華北石油會(huì)戰(zhàn)。同年3月，李慶忠又轉(zhuǎn)戰(zhàn)東營，與廣大參戰(zhàn)職工一起在“青天一頂，堿灘一片”的艱苦環(huán)境中拉開了開發(fā)建設(shè)勝利油田的大幕。

當(dāng)時(shí)在石油物探領(lǐng)域普遍運(yùn)用的傳統(tǒng)幾何地震學(xué)認(rèn)為，地震波像光一樣傳播，反射角等于入射角，類似乒乓球的反彈射狀，這種類比方法也是傳統(tǒng)地震勘探繪圖、成像、計(jì)算的理論基礎(chǔ)。1965年，在開發(fā)勝利油田過程中，經(jīng)常出現(xiàn)地震資料在復(fù)雜構(gòu)造上與鉆井資料不符的情況，有時(shí)深度有偏差，有時(shí)斷層位置不對(duì)。李慶忠從幾何光學(xué)和物理光學(xué)的差別出發(fā)，結(jié)合光的衍射作用，考慮到地震波的波長很長，一般為80～150米，與其說類似乒乓球的彈射，不如說是以波動(dòng)的形式在地層中傳播。一旦遇到斷層就會(huì)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。李慶忠考慮到，如果不把繞射波收斂起來加以歸位，便不能真實(shí)地反映地下斷塊的形態(tài)。

李慶忠大膽假設(shè)提出了波動(dòng)地震學(xué)的重要推論：“一個(gè)反射主體，兩個(gè)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。當(dāng)時(shí)，卻不被人理解，有的人認(rèn)為 他是胡思亂想，甚至嘲笑他：“哪里來的那么多尾巴？”

真理往往掌握在少數(shù)人手中，李慶忠的觀點(diǎn)得到了俞壽朋、劉雯林兩位同事的贊同和支持。1965年，他們共同計(jì)算了大量地震波的衍射花紋（繞射波形），從理論上證實(shí)了地震波的波動(dòng)性質(zhì)和特征。1966年，李慶忠經(jīng)過多次試驗(yàn)考證，完成了《波動(dòng)地震學(xué)》的手稿。

1972年，“文革”氣息漸弱，李慶忠重回勝利油田工作，他的同事劉雯林把替他精心保存的《波動(dòng)地震學(xué)》的手稿和圖紙交還給他。于是，在劉雯林、柴振一等同志的協(xié)助下，李慶忠撰寫完成了《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》這篇21萬字的論文，并謄印了100份送至各油田礦區(qū)，在當(dāng)時(shí)的石油勘探界產(chǎn)生了深刻影響。大港油田、遼河油田等紛紛派人參與到學(xué)習(xí)這一重大理論發(fā)現(xiàn)的熱潮中。《石油地球物理勘探》雜志于1974年以1～2期合刊的形式，全文刊登了該文。此后，各石油院校的教科書，在闡述地震波的性質(zhì)及特征時(shí)，均采用了李慶忠這篇文章中的理論和附圖。

1972年，李慶忠在波動(dòng)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(dòng)方程偏移技術(shù)的最初形式幾乎與國外同時(shí)提出。1975年，利用該技術(shù)對(duì)勝利油田商河西地區(qū)地震資料進(jìn)行處理，第二年就建起了一個(gè)年產(chǎn)40萬噸的石油基地。

在李慶忠的物探人生中，他不僅提出了“積分法繞射波掃描疊加偏移”技術(shù)、“三維地震勘探”方法和“兩步法偏移”技術(shù)，而且進(jìn)一步發(fā)展完善了地震地層學(xué)的有關(guān)內(nèi)容。

20世紀(jì)70年代，地震地層學(xué)在西方國家誕生后，人們?cè)诘卣鸾忉尮ぷ髦虚_始考慮巖性、巖相問題，并對(duì)石油勘探開發(fā)產(chǎn)生了重大影響。同一時(shí)期，我國在勝利油田負(fù)責(zé)地球物理資料解釋的科技人員就發(fā)現(xiàn)了地震地層學(xué)的蛛絲馬跡。1972年，在李慶忠撰寫的《地震波的基本性質(zhì)》一文中對(duì)這些認(rèn)識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)化的論述。他指出，反射地震波與地下的巖性條件有著內(nèi)在的聯(lián)系，并論述了海相、深水湖相等7種巖相帶的地震反射特征，同時(shí)指出了不同巖相的波形變化情況以及可追蹤的范圍。令人遺憾的是，當(dāng)時(shí)他的觀點(diǎn)并沒有引起人們的重視。直至20世紀(jì)70年代末，美國系統(tǒng)化的“地震地層學(xué)”引入中國，并迅速推廣開來，產(chǎn)生了良好的勘探效果，地震勘探由過去只能研究地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展到能夠分辨地層的沉積相和研究砂巖層儲(chǔ)集的分布變化規(guī)律，開拓了勘探的新領(lǐng)域。

然而，李慶忠沒有人云亦云，他注意到國外的地震地層學(xué)的一些研究方法大多是針對(duì)海相地層的，生硬地套用到中國的陸相地層，就產(chǎn)生了不少問題。1985～1986年，他用計(jì)算機(jī)做了大量的正演模型，并收集了河流沉積的各種研究資料，根據(jù)黃河4000年中河道變遷的記錄以及長江流域江漢曲流河的發(fā)展歷史，有力地證明了陸相沉積的復(fù)雜性以及地震地層解釋中的各種“陷阱”。