□ 本刊記者 任光莉
新中國成立初期,曾有外國人斷言,中國是個沒有大型油田的“貧油國”。為了摘掉這頂帽子,一大批石油勘探戰線的工作者,篳路藍縷、艱苦奮斗,踏戈壁、走荒漠,為我國探明了一大批豐富的石油資源。石油勘探專家、中國工程院院士李慶忠,就是其中一位。他一生踐行“我為祖國找石油”的諾言,足跡遍布大江南北,攻克一個又一個石油勘探難題,為我國乃至世界石油地球物理勘探事業做出突出貢獻。
1930年10月,李慶忠出生在江蘇昆山一個醫學世家。5 歲那年,全家遷往上海。經歷戰爭年代的動蕩不安,他從小就渴望國家有朝一日變得強大起來,為國奉獻的種子很早就在內心萌芽。
1949年,李慶忠考入清華大學,先后在電機系、物理系學習。1952年,提前畢業的李慶忠在分配志愿書上,堅定地寫下:“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?!碑厴I后,他被分配到燃料工業部石油管理總局,第二年派往新疆中蘇石油公司地質調查處。
剛到新疆時,李慶忠在地調處負責重磁力測量,整整3年都在野外工作。夏日里,他和隊員們白天頂著火辣辣的太陽,穿越荒無人煙的沙漠;晚上則天當被地當床,直接在沙丘上就地宿營。冬天,他們常常要蹚過結冰的水前行,刺骨的冰水灌滿鞋子,每走一步都很艱難。艱苦的條件下,他們甚至有多名隊友犧牲在勘探途中。

1955年10月,新疆克拉瑪依,工業油流從一號井中噴涌而出,這是新中國成立后發現的第一個大油田!得知消息后,李慶忠和隊友們激動得徹夜難眠。這個油田,凝聚著他們無數心血,也是對他們辛勤汗水的最高褒獎。
茫茫戈壁,見證了李慶忠8年的青春歲月。他從一名青澀的畢業生,成長為一名出色的物探隊員。他與隊友們探明了準噶爾盆地的地質構造,并構建了新疆地區的重力基點網。1960年初,大慶石油會戰打響。根據組織安排,李慶忠加入到這場聲勢浩大的“戰斗”中。不到兩年時間,他和隊友就把整個松遼盆地的區域性六大層構造“寶塔圖”做了出來,使盆地的構造演變情況一目了然,為日后國家更好地開發松遼地區的石油資源打下了良好基礎。
大慶石油會戰結束后,李慶忠又參與了華北石油大會戰。1965年,在開發華北勝利油田的過程中,他們遇到了難題:常規的地震資料在復雜構造上與鉆井資料不符,油田勘探出現“忽油忽水、忽上忽下、忽有忽無、忽稀忽稠、忽厚忽薄”的五忽狀況,找油出現了困難。
為什么傳統的方法在大慶可以找到油,在這里就找不到了呢?這時,時任地質指揮所副指揮、油田副總工程師的李慶忠對傳統的地震勘探方法提出挑戰。他開始從幾何光學和物理光學的差別出發,結合光的衍射作用,研究地震波成像的原理。
傳統的幾何地震學認為,地震波像光線一樣沿直線傳播,入射角等于反射角,路徑就像是乒乓球打到墻上又彈回來一樣。通過大量研究,李慶忠發現,以幾何地震學理論為基礎,對復雜地質結構進行勘探,會造成很大誤差,他提出了新觀點:地震波像光波一樣會發生衍射,一旦遇到斷層就會產生繞射波,造成地震記錄上“層斷波不斷”的現象,并且小斷塊反射能量下降,消失在干擾背景之中。
只有把繞射波收斂起來加以歸位,才能真實反映地下斷塊的形態。李慶忠大膽假設,得出波動地震學的一連串推論:“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。但在當時,他的推論并沒有為大家所接受,不少人認為這是脫離實際的胡思亂想。面對質疑,李慶忠沒有放棄,在同事俞壽朋、劉雯林等人的支持下,他們系統研究了地震波的衍射波動性質和特征,從理論上證實了推論的正確性。
“是玫瑰總要開花,是金子總會發光?!?972年,李慶忠完成了21萬字的論文《地震波的基本性質——復雜斷塊區的反射波、異常波與干擾波》。該文受到當時中國石油天然氣總公司物探局總工程師孟爾盛的高度評價,認為是中國地震勘探發展史上的重要論著。李慶忠提出的波動地震學理論,解決了原來幾何地震學不能解決的問題,在當時的石油勘探界產生了深刻影響。
1972年,李慶忠在波動地震學基礎上提出的“積分法繞射波掃描疊加偏移”技術也得到了廣泛的應用,這種波動方程偏移技術的最初形式幾乎與國外同時提出。1975年,采用該技術進行數字處理,迅速查明了商河西油田地下構造形態,兩年內探明石油儲量 5400 萬噸,為我國地質勘探工作提供了堅實的技術基礎。
除了提出波動地震學,李慶忠另一個重大理論創新是提出了三維地震勘探的方法和技術。
上世紀60年代中期,勝利油田發現之時,國際石油地震勘探資料的成像技術正經歷著從二維到三維的演變。與大慶油田相比,勝利油田是有名的復雜斷塊油田,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。面對這一難題,李慶忠堅持從實際出發,提出改進地震勘探的8 字方針:去噪、定向、辨偽、歸位。
1965年,李慶忠首次提出我國三維地震勘探的方法及其原理,這一方法能夠像CT 一樣,使地下結構得到正確的“偏移歸位成像”,并于1965年到1967年在勝利油田辛鎮構造上首次進行了三維地震勘探的早期實驗。他與俞壽朋、劉成正等一起,研究了復雜斷塊區的地震勘探方法,采用一套線距為260 米的小三角加密測網,進行了反射波的空間歸位、剖面搬家、斷面閉合,大大提高了精確度。1967年,我國第一張三維歸位構造圖在東辛油田誕生,對這個儲量逾億噸的復雜斷塊油田的勘探開發起到了指導作用。
上世紀七十年代,李慶忠又在新立村地區組織了世界上第一片束狀三維地震勘探,發現新立村油田。在當時,李慶忠的束狀三維勘探方法優于美國使用的“十字型三維”和“環狀三維”勘探方法。此后,他還于1974年首創使用“兩步法”實現了偏移成像的方法,其效率比當時國際上“一步法”高數百倍。兩步法偏移成像技術使得三維地震數據在我國中小型計算機上也能實現偏移歸位成像,該方法的論文比國外早發表了5年。
1978年,李慶忠在美國勘探地球物理學家協會(SEG)舊金山年會上,代表中國作了技術報告。外國人驚訝地發現,長時間受技術封鎖的中國地球物理工作者,居然依靠自己的聰明才智,在三維地震技術方面走在了世界前列。
在數十年的科研工作中,李慶忠在開啟物探科技大門之時,對于那些不符合事物發展規律的偽科學堅決說“不”。
自1985年開始,美國一家公司聲稱發明了一種直接找油、找煤、找水的巖性探測技術。該方法使用一個類似收音機樣的儀器,既不拉天線,也不接地線,就憑操作員用耳機聽聲音,并旋動接收機上的旋鈕,就能探測出地下深處的油氣。消息傳開后,國內竟有六家單位生產這種儀器。
李慶忠不相信還有這樣簡單省事的找油方法,他說:“有這樣好的方法,還要物探做什么?”通過對其理論和實際資料加以分析后,他得出結論:這是徹頭徹尾的偽科學。這種儀器接收的所謂信號,只是電磁波的一種脈動噪聲,根本不是地下來的信號。在李慶忠的揭露和批判后,該儀器的偽科學風潮終于平息。
上世紀80年代,另外一家外國公司聲稱發明了一種重力直接找油的新儀器艾菲親和系統。這個儀器實質上只是一架靈敏度很差的重力梯度儀。該公司通過夸大其探井成功率,吸引中國各油田委托他們找油,項目總經費竟高達2000 多萬元。結果,許多油田受其蒙騙。李慶忠本著實事求是的原則,細致調查了艾菲親和系統找油的相關資料。1997年,他在《石油地球物理勘探》第2 期上發表了題為《評艾菲微重力直接找油兼論GONG 直接找油》的文章,對這種偽科學進行了揭露,最終使這一項目退出中國市場。面對這些荒誕的歪理邪說,李慶忠堅決捍衛科學的權威性。他說:“決不能任由偽科學泛濫,占有市場。作為一個科學工作者,這是我義不容辭的責任?!?/p>
由于他在石油勘探行業的杰出貢獻,1995年李慶忠當選為中國工程院院士。如今年逾九旬,他依然奮斗在科技創新和人才培養的最前沿,他編著的系列文集之《尋找油氣的物探理論與方法》(奮進篇)即將出版。他常說:“是黨和國家培養了我,我要把自己全部的光和熱獻給國家,獻給這片深沉熱愛的大地?!?/p>