李慶忠,1930年10月10日出生于江蘇省昆山市,石油地球物理勘探專家,中國(guó)工程院院士?,F(xiàn)任中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院名譽(yù)院長(zhǎng)、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)東方地球物理公司副總工程師。在60余年的物探生涯中,他先后為我國(guó)新疆克拉瑪依油田、大慶油田、勝利油田及塔里木盆地等地區(qū)石油資源的勘探開(kāi)發(fā)作出了重要貢獻(xiàn)。1972年,李慶忠系統(tǒng)闡明了地震波的波動(dòng)理論,并提出了“積分法饒射波掃描疊加偏移”技術(shù),使地震勘探技術(shù)從幾何地震學(xué)領(lǐng)域進(jìn)入到波動(dòng)地震學(xué)。20世紀(jì)60年代中期,首創(chuàng)領(lǐng)先世界的“三維地震勘探”方法,70年代中期又創(chuàng)立了“兩步法偏移”技術(shù),并先后出版了《走向精確勘探的道路》《尋找油氣的物探理論與方法》等多部專著。
青春無(wú)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。
1949年,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(shū)上,李慶忠堅(jiān)定地寫下了:到祖國(guó)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。
1952年9月,李慶忠被分配到燃料工業(yè)部石油管理總局,經(jīng)過(guò)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(wú)垠的西北大地邁開(kāi)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(zhǎng)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(zhǎng),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(chǎng)聲勢(shì)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(lái),使盆地的構(gòu)造演變情況一目了然。此舉為日后國(guó)家更好地開(kāi)發(fā)松遼地區(qū)的石油資源打下了良好基礎(chǔ)。
從“幾何地震學(xué)”到“波動(dòng)地震學(xué)”
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(yíng),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(kāi)了開(kāi)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)。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(zhǎng)很長(zhǎng),一般為80~150米,與其說(shuō)類似乒乓球的彈射,不如說(shuō)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),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(lái)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(guò)多次試驗(yàn)考證,完成了《波動(dòng)地震學(xué)》的手稿。
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(guó)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(wàn)噸的石油基地。
“三維地震勘探”與“兩步法偏移”
20世紀(jì)60年代中期,勝利油田發(fā)現(xiàn)之時(shí),國(guó)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,勝利油田屬于復(fù)雜斷塊油田。傳統(tǒng)的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(duì),給當(dāng)時(shí)的石油開(kāi)發(fā)帶來(lái)了很大困難。
面對(duì)這一難題,李慶忠提出了改進(jìn)地震勘探的8字方針:去噪、定向、辨?zhèn)?、歸位。1965年,他與同事俞壽朋、劉成正等一起設(shè)計(jì)了一套線距為260米的“小三角”加密測(cè)網(wǎng),用于野外采集。使用國(guó)產(chǎn)51型地震儀,同時(shí)采用解放波形、面積組合的接收方式。在資料解釋中,從3個(gè)方向識(shí)別反射波,計(jì)算側(cè)向偏移距離,然后人工進(jìn)行偏移歸位(又稱“剖面搬家”),這成為世界上最早的一種三維地震勘探。利用此種技術(shù)方法,1967年,在東辛油田獲得了我國(guó)第一張三維歸位構(gòu)造圖,對(duì)這個(gè)儲(chǔ)量逾億噸的復(fù)雜斷塊油田的勘探開(kāi)發(fā)起到了指導(dǎo)作用。
1979年10月,李慶忠出席了在新奧爾良召開(kāi)的第49屆美國(guó)勘探地球物理學(xué)家協(xié)會(huì)年會(huì)。會(huì)上,西方地球物理公司的拉納先生作了關(guān)于“兩步法偏移”技術(shù)的報(bào)告。坐在聽(tīng)眾席上的李慶忠悄悄地告訴他身邊的物探界老前輩顧功敘先生:“中國(guó)其實(shí)很早就提出了這種方法,至少比他們?cè)?年。”
對(duì)地震地層學(xué)作出重要補(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(guó)家誕生后,人們?cè)诘卣鸾忉尮ぷ髦虚_(kāi)始考慮巖性、巖相問(wèn)題,并對(duì)石油勘探開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了重大影響。
同一時(shí)期,我國(guó)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。直至20世紀(jì)70年代末,美國(guó)系統(tǒng)化的“地震地層學(xué)”引入中國(guó),并迅速推廣開(kāi)來(lái),產(chǎn)生了良好的勘探效果,地震勘探由過(guò)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(kāi)拓了勘探的新領(lǐng)域。
1986年,他在《石油地球物理勘探》雜志上發(fā)表《陸相沉積地震地層學(xué)的若干問(wèn)題》。創(chuàng)導(dǎo)“地震地層學(xué)”的美國(guó)前??松凸究偟刭|(zhì)師桑格里寫信給李慶忠說(shuō):“這篇文章看來(lái)是對(duì)地震地層學(xué)文獻(xiàn)的有用貢獻(xiàn)。你文中的圖件,盡是出色的圖件……”美國(guó)哥倫比亞大學(xué)郭宗汾教授也給他寫信祝賀:“你的高作我非常欣賞,還望再接再厲、為國(guó)爭(zhēng)光。”這種思想認(rèn)識(shí)將引起傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)觀念上的變化,同時(shí)也會(huì)使地震勘探的解釋朝著更為準(zhǔn)確的方向前進(jìn)。李慶忠的文章,可以說(shuō)是對(duì)現(xiàn)代地震地層學(xué)的一個(gè)重要補(bǔ)充或是重要發(fā)展。