李慶忠 ■ 資料圖
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。
1,、青春無悔探石油
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,,度過了他動蕩而又難忘的少年時代。
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,,堅決服從組織分配。字里行間充斥著一個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員,。8年里,,他與隊友們一起跋山涉水,幾乎走遍了整個新疆,,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,、電基點網(wǎng)。
1960年初,,大慶石油會戰(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戰(zhàn)。不到兩年時間,,李慶忠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。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),。
2,、從“幾何地震學(xué)”到“波動地震學(xué)”
1964年1月,中央同意組織華北石油會戰(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)時在石油物探領(lǐng)域普遍運用的傳統(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,,有時深度有偏差,有時斷層位置不對,。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,不如說是以波動的形式在地層中傳播,。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,。李慶忠考慮到,如果不把繞射波收斂起來加以歸位,,便不能真實地反映地下斷塊的形態(tài),。
李慶忠大膽假設(shè)提出了波動地震學(xué)的重要推論:“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,。當(dāng)時,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,,他們共同計算了大量地震波的衍射花紋(繞射波形),,從理論上證實了地震波的波動性質(zhì)和特征,。1966年,李慶忠經(jīng)過多次試驗考證,,完成了《波動地震學(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,?!妒偷厍蛭锢砜碧健冯s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,,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,利用該技術(shù)對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年產(chǎn)40萬噸的石油基地,。
3、地震地層學(xué)的重要補(bǔ)充
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,人們在地震解釋工作中開始考慮巖性,、巖相問題,,并對石油勘探開發(fā)產(chǎn)生了重大影響,。同一時期,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)》一文中對這些認(rèn)識進(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)時他的觀點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”,。