踏一程山水 繪地質春秋
——記中國石油大學（北京）地球科學學院教授王志章

干思思

我國是世界上最早發現和利用石油的國家之一，但由于地域廣闊、地質條件復雜多樣，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。早期，理論知識和技術手段相對匱乏，人們大都憑借經驗尋找油氣田，然而石油和天然氣在形成初期呈現分散狀態，必須經過遷移、聚集才能形成可供開采的工業油氣藏，這就使油氣工程開發成為一件資金、人力投入高度集中，同時風險性高的事情。

一直以來，如何利用理論和技術預判，以少量投入獲得高回報是整個石油行業共同關注的問題。怎樣才能避免“撲空”開采，不得不提的便是油氣藏描述研究。這是一種針對油氣藏的綜合評價和研究，是油氣田開發的核心工作，經幾十年實踐證明，能夠有效提升石油領域的作業精度。

“它強調的是利用最先進的技術進行描述油氣藏的各種特征，并且隨著技術的提升，這種描述的應用范圍也越來越廣泛，從油氣田的勘探、評價到開發各個階段……”在有著多年從業經驗的王志章看來，深挖油氣藏描述問題，融合先進技術手段推動相關技術發展勢在必行，是一項利國利民的事業。30多年來，他也一直致力于此，無論什么時候都以國家迫切需求為出發點，深入不毛之地，將中國油氣地質發展推向更高、更強的舞臺。

王志章團隊榮獲北京市科技進步獎一等獎

油氣藏描述助力“直接”找油

任何一項概念或技術皆不會憑空產生，對油氣藏描述研究而言也是如此。作為20世紀70年代的產物，它一經問世就以高適配性、效果顯著等特點迅速在油氣地質勘探與開發行業站穩腳跟。

根據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研究、地區應用推廣等。它運用地質、地震、測井和生產動態信息等資料，借助計算機技術，通過在三維空間內研究和定量描述油氣藏開發地質特征，實現對不同勘探和開發階段的油氣藏多學科綜合研究及評價。以往的勘探開發實踐表明，勘探與開發工作成敗的關鍵在于對油氣藏認識是否符合客觀實際，這使“對油氣藏的認識”成為貫穿各個階段的主要任務。基于這樣的理解，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，并且在油田動態監測、最終采收率評價及剩余油分布規律等研究層面取得了較大的進展。

國際上，油氣藏描述發展如火如荼，國內的石油地質工作也隨著大慶油田的開發進入一個嶄新的階段。20世紀60年代，當時國內尚沒有油氣藏描述概念，計算機技術也并未廣泛應用，但在地層構造、對比、沉積等地質研究中，人工解釋測井曲線數據、物探資料及利用實體模型油氣藏地質特征等綜合研究手段已經存在，這些恰恰符合油氣藏描述研究的范疇。“油氣藏描述概念正式被引進到國內，大概在20世紀80年代，是一批搞測井研究的老專家最早使用的。”王志章說。

緊接著隨著石油工業的發展，油氣藏描述研究相關工作在國內越發得到重視，包括中國石油勘探開發研究院、中國石油大學等多家單位投入研究，其技術發展更被列入“七五”國家重點科技攻關項目。也正是這個時候，王志章進入華東石油學院勘探系工作，之后還有幸參加了首次國家級油藏描述攻關項目。他回憶說，當時作為初學者主要是抱著學習的心態，接觸到勝利牛莊油田油氣藏描述的相關工作，也切實感受到科研攻關的不易，“從1986年到1989年，因為計算機技術等不成熟，上百研究人員花費四五年的時間才把油氣藏描述清楚”。

直到1990年前后，隨著計算機的發展特別是高速工作站的建立，油氣藏描述技術才真正步入大發展階段。“計算機技術的提升是一方面。另一方面，以往在油氣藏描述范圍內，地質、物探、測井、油藏工程、數學等專業均會涉及，但這些專業之間由于沒有建立強聯系，就會出現盲點。所以，在進行油氣藏描述研究的時候，注重專業間的結合十分重要，比如說測井與地質專業的結合、地質與地震專業的結合……”王志章解釋說，高速工作站恰好就是多領域融合的一個代表平臺，能夠將地質、地球物理、工程等領域整合到一起進行工作，不但提升了單位工作效率，而且促進了油氣藏描述成果的廣泛應用。

王志章團隊在第5屆油氣開發地質大會現場

他還強調，油氣藏是一個實實在在的整體。研究人員不可能因自身的專業單一性，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考慮問題。“實際上，我們最終的目的就是充分利用地質、地震、測井、油藏工程等資料，借助計算機，利用精確的數學方法，將油氣藏描述刻畫清楚，這和中醫診治講求的望聞問切有著異曲同工的道理。”

立地生根，多專業傍身

研究的整體性、不割裂，注定了油氣藏描述的高復合性，也需要相關從業人員具備多學科基礎和素養。于是，王志章在地質專業畢業后，果斷地投身地質與地球物理研究，開展地震資料的處理、解釋等工作。“慢慢地，我就發現地震資料可以幫助人們解決很多問題，把前期的地質知識和地球物理信息結合在一起，能夠使地質學家的諸多難題得到較好的解析。”

基于這樣的認識，王志章碩士畢業后想要在地震、地質專業融合方面做些事情，但當時國內正在開展的課題項目，并沒有給他提供適合一展拳腳的機會。出于對自身知識儲備的強化、擴展的目的，他任職中國石油大學后，進行了7年測井資料處理、解釋，雖然同屬于油氣藏描述范疇，但對他而言還需要一個新的認識、摸索的過程。

在不斷學習、深化專業研究的階段，王志章的項目工作也在有條不紊地進行。結合前期的地質、地震、測井專業基礎，他從多角度考量油田的油氣藏描述問題，在全國各地區的油田奔走，攻關了多項國家及省部級課題。從中國的東部油田到西部油田，王志章所在團隊憑借“牛莊油藏描述”“棗南油田油藏描述及儲層評價”“改善棗園油田開發效果”“關鍵井研究及多井評價”項目，在1994年、1995年兩年間，分別獲得了中國石油集團公司科技進步獎一等獎、國家科技進步獎二等獎、山東省科技進步獎二等獎。與此同時，王志章作為技術骨干參與的“視標準層構成與測井資料數據標準化”也獲評國家“八五”優秀科研成果。

1998年，王志章博士畢業，扎實的專業基礎和豐富的研究經驗讓他對油氣藏描述有了更多的認識和見解。他說，這個過程好比盲人摸象，從一個角度出發了解的只能是局部，掌握的層面越多，將各方面的知識結合在一起才能對油田做出一個系統描述和評價。他感謝自己多年的專業所得，同時將技術、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、經驗也好，別人的認可也好，都是一步步得來的”。

與畢業生合影留念

他從不滿足于已經取得的成果，眼睛盯著的是國之所需，所以當21世紀復雜油氣田研究成為國家攻關重點，王志章也理所當然地投身其中。“復雜油氣藏可以歸結為六類：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，主要油氣水層的識別、定量表征及預測技術等創新、優化。”

細化到詳細的攻關問題，王志章認為，油氣藏描述可簡單劃分為六部分，即格、儲、流、藏、動、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、構造與沉積格架，相當于人體的骨架；儲就是儲層，等同于人體的肌肉；流是指流體，相當于人體血液；藏指的是油氣藏的規模、類型、模型；動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；油則是說油田開發到一定程度，需要針對剩余油的分布特征等進行再描述。”面向這六個方面，王志章組織團隊進行技術研究，推動了行業技術的發展，特別在儲層研究方面，他們還提出了相控儲層對比及預測、有效儲集空間評價、視標準層構成與視儲集空間構成、概率相與概率流動單元等新觀點與新理論，發展并完善了碩、博士導師張一偉、熊琦華教授提出的儲層巖石物理相及油藏滲流地質學新理論。

深耕不輟，身披榮光

概念、技術的發展讓王志章團隊的研究不斷邁向新臺階，優秀的研究成果也幫助他們獲得了更多的選擇權，在多項石油公司全國對外招標項目中，他們脫穎而出。也因此，從1987年開始，王志章陸續進行了20多家油氣田200余個油氣藏的攻關項目，研究成果、足跡遍布大江南北，獲得了包括國家科技進步獎二等獎、北京市科技進步獎一等獎等幾十項榮譽。

在這些獲獎項目當中，尤為值得一提的是“大型致密油氣藏評價開發一體化關鍵技術及應用”研究。在石油工業充滿挑戰、機遇和競爭的形勢下，在油氣田評價和開發相關技術逐步多元化、專業化的境況下，王志章領銜中國石油大學、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目團隊，面向鄂爾多斯盆地大牛地上古多層疊置極強非均質致密砂巖氣藏、盆緣杭錦旗上古復雜帶致密砂巖氣藏、四川盆地西部侏羅系復雜河道致密砂巖氣藏評價與開發難點，依托國家“十一五”“十二五”重大項目、中石化重點科技項目開展攻關研究。

他指出，在“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初見成效，但如何擴大生產規模、實現產能接替與穩產，高效評價、開發、建設大氣田是一項十分艱巨的任務，屬世界級難題。也因此開展系統的大型致密砂巖氣評價與開發一體化關鍵技術研究及工業化應用，意義重大。

在研究過程中，面對不同類型致密砂巖氣藏富集規律不清、單一河道刻畫精度差、儲層質量評價難度大等難題，他們以沉積巖石學、層序地層學、地球物理學、滲流力學等為指導，綜合應用地質、物探、測井、錄井、測試等多學科信息，以勘探、開發大數據為支撐，開展氣藏三維空間格、儲、流、藏、動、產等定量化描述。

“我們對油氣藏的研究是建立在長期理解之上的。每個油氣藏有自身的特點，做科研就是要考慮針對它的特點，應該從哪些方面入手，又有哪些技術行之有效。”在王志章看來，沒有一勞永逸的技術，不同油氣藏哪怕同一“病情”也會有“體質”的差異。“致密砂巖油氣藏最大的難題就預測，儲層與非儲層難以精準確定，優質儲層在哪里？哪些區域含氣，哪些不含氣，這都是需要下功夫的。”

經過多年攻關，王志章和他的項目團隊取得了多項創新性技術成果：他們突破技術瓶頸，創建了強噪弱信號目標處理技術、多域多屬性疊置河道期次剝離與三維空間雕刻技術，實現了特定區域的識別能力和儲層預測精準度的大幅度提升；立足致密砂巖氣藏有效儲層預測難度大、儲層參數計算不準確等問題，他們以新理論、新方法、新技術、新標準打破發展阻礙，使儲層品質評價更符合生產實際，避免了有效儲層的漏失；他們還針對不同類型的油氣藏，創立了“斷、砂、構、儲”控藏、波形差異控產理論，明確了其高產富集模式，突破了盆緣復雜帶難以形成規模氣藏的傳統認識……先進的理論方法、技術標準有助于我國致密砂巖氣田探明儲量和開發的進一步發展，合理、高效的工程技術對復雜致密氣藏的大規模、長遠開發深有裨益。

在成果推廣應用情況的描述中，有這樣幾段話“建成全國首個10億方水平井開發示范區，并連續3年水平井整體建產10億方”“徹底解放盆緣復帶致密氣藏的動用，在杭錦旗成功建產14億方”。龐大的數字、顯著的成果效益彰顯著技術攻關的魅力，也因為這樣，王志章領導的項目團隊榮獲了2018年度北京市科技進步獎一等獎。

腳踏實地走好每一步

獎項對王志章來講，是錦上添花的存在，幾十年的科學研究已經能夠讓他坦然面對得失，享受攻關過程中的酸甜苦辣。很多時候，他接手的油田項目并不被外界看好，甚至一度被認定為“不可能產油”“難度過大”“沒有開采價值”，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。

“當時中石化有限公司的大牛地氣田，有一塊區域被認為是不可能產氣的地方，然后我們就通過自主開發的一套波形差異分析技術確定了它的開采價值。最后，結果也獲得了證實，石油公司因此多部署了100多口井。”王志章的語氣充滿自豪感。這樣的例子不是少數，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、中原的復雜斷塊油藏等都被定義為“老大難”，但最終也都在王志章團隊的努力下獲得效益。

精準的描述離不開理論、技術的支撐。近年來，王志章除了加強專業間的結合，注重多角度闡述油氣藏描述問題，還特別從行業外取經，引進智能化手段，提出了復雜油氣藏高精度、智能化表征等技術。“早在2010年左右，國內就提出過數字油藏，但因為概念不清晰、忽略了油藏的精度要求，并沒發展成型。我認為，從數字油藏到智能油藏是一個飛躍。”王志章特別指出，機器學習、深度學習等方法的引進，給油氣藏描述帶來更廣闊的發展空間。

在進一步規劃中，王志章用閑暇時所作的一首小詩做了總結：“地學園中漫步走，思緒萬千任我游。借問明日何所做，火非碳礫高智稠。”他解釋說，“火非碳礫高智稠”代表著團隊的發展方向，“火指火山巖油氣藏，是近年來國家極為重視的；非指非常規，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現智能化；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，注重新技術引進、強化機理研究、提高技術精度、建立地質模式，王志章正在和他的科研團隊立足國家需求，多方面持續發力，為油氣地質發展注入源源不斷的活力。