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| 李慶忠 | |
|---|---|
| 出生 | 1930.10.10 |
| 國籍 | 中國 |
| 職業 | 中國工程院院士 |
| 知名於 | 現任石油物探局副總工程師，教授級高級工程師。 |
| 知名作品 |
《地震波的基本性質--複雜斷塊油田的反射波、異常波及干擾波》 《石油地球物理勘探》 《三維繞射掃描疊加》 |
李慶忠，石油勘探專家，中國工程院院士，目前工作於中國海洋大學。 提出兩步法偏移技術，研製了"繞射波掃描疊加偏移"技術得到廣泛應用，作為主要完成者的科研成果"數字地震勘探技術的應用與發展"獲國家科技進步一等獎。"陸相沉積地震地層學的若干問題"的研究成果是對現代地震地層學的一個重要補充。研究的"地震子波零相位化方法"、"用剔除擬合法求取縱波正波入射剖面"技術獲得高分辨率地震勘探的剖面。
簡介
李慶忠 (1930.10.10-)石油地球物理勘探專家。江蘇省崑山人。1952年畢業於清華大學物理系。中國石油天然氣集團公司地球物理勘探局高級工程師。他系統地闡明了地震波的波動理論，1972年與國外同時提出了"積分法繞射波疊加"成像技術。1975年採用該技術進行數字處理，使商河西油田迅速查明地下構造形態，兩年內探明石油儲量5400萬噸並順利投入開發。1966年首次提出三維地震勘探方法及原理，並在東辛油田上繪製出三維歸位構造圖，取得了良好地質效果。1974年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。1974年首創兩步法三維偏移，論文發表比國外早五年。1993年發表了專著《走向精確勘探的道路》，全面評述了高分辨率地震勘探的理論及發展方向。1985年作為主要參加者完成的"渤海灣盆地複式油氣聚集帶勘探理論及實踐"，獲國家科技進步獎特等獎。1991年被國務院批准為國家級有突出貢獻的專家，並享受政府特殊津貼;1995年被中國石油天然氣總公司授於"石油工業傑出科技工作者"稱號;同年當選為中國工程院院士。現任石油物探局副總工程師，教授級高級工程師。 [1]
專業特長:
地震勘探技術、地震波波動理論、成像技術等。
人物經歷
出國經歷1、1978.5.4-1978.6.15 (43天) 到美國參加海洋技術OTC年會 又代表中國石油物探專業委員會赴美國休斯頓等地4個石油公司，2個地球物理公司考察一個月，以及法國CGG地球物理公司及Sercel儀器公司考察 ， 本人身份:考察團成員，石油部派出。
2、1978.10.26-1978.11.23 (28天) 到美國舊金山參加SEG(美國勘探地球物理學家協會)年會，本人代表中國物探界在會上宣讀題為:"A Case Hisitory of Seismic Survey in the Dong-Xing Oil Field"(東辛油田的地震勘探歷程)，得到國外同行及專家的好評，並邀請我們去雪佛龍研究中心及紐約哥倫比亞大學礦業系作報告。石油部派出，代表團成員。
3、1979.9.18-1980.9.17(一年) 到美國休斯敦Exxon(埃克森)石油公司 數據處理中心(EDPC)工作一年，進行地球物理資料的數字處理及解釋。石油部派出，本人身份:中方技術代表。回國後總
結編寫了"國外石油物探技術報告集"。
4、1983.6.11-1983.6.27(16天) 到挪威Oslo參加歐洲勘探地球物理學家協會(EAEG)第45屆會議，石油部派出，本人身份:代表團成員。
5、1988.7.25-1989.1.26(半年) 到美國休斯敦，在西方地球物理公司研究與發展部Western Geophysical,R&D. ，石油部派出，本人身份:客座研究員。
6、1990.6.4-1990.6.28 (25天) 到蘇聯莫斯科，基輔，薩拉托夫，費爾干納，新西伯利亞等六個地球物理研究部門參觀訪問，石油部物探局訪蘇代表團。代表團成員。
7、1991.5.13-5.25(13天)，到美國休斯敦市參加華人石油學會CPPTS的年會活動。(該年會活動因故未能召開) 由石油部派出，代表團成員。
8、1994.10(時間15天)，到美國洛杉磯市參加美國勘探地球物理學家協會(SEG)的64屆年會，由石油部派出，成員。
9、1996.3.9-3.13(時間15天)，到新加坡參加為勘探華北地區深層找油的地震資料處理驗收工作，由石油天然氣總公司物探局派出，成員。
10、 2001年9月(時間15天)，到美國聖安東尼奧市參加美國勘探地球物理學家協會(SEG)的71屆年會,由石油部物探局派出，成員。
個人簡歷
1949.9-1952.7 清華大學電機系 後轉物理系學習，直到畢業 1952.7-1953.3 燃料部石油管理總局(北京市)任實習員
1953.3-1961.5 在新疆中蘇石油公司(後為新疆石油管理局)
地質調查處，任工程師及綜合研究隊隊長
1961.5-1963.10 參加大慶(黑龍江省)會戰，在松遼石油勘探指揮部，
地調指揮部，任綜合研究隊副隊長
1963.10-1964.3 石油部646廠物探局(河北徐水)，任研究隊副隊長
1964.3-1979.4 參加華北石油會戰，到勝利油田(山東省東營)
任油田副總工程師，地質指揮所副指揮
1979.5-1979.9 在中國石油天然氣集團公司石油物探局(河北涿州)，副總工程師
1979.9-1980.9 在美國 Exxon(埃克森)石油公司休斯敦數據
處理中心(EDPC) 作為中方技術代表工作一年
1988.7 -1989.1 在美國休斯敦西方地球物理公司，
Western Geophysical,R&D. 作客座研究員 工作半年。
1989.2 - 至今 在中國石油天然氣集團公司石油物探局(河北涿州)，任副總工程師。
2001.9 - 現在中國海洋大學 海洋地球科學學院。
成就及榮譽
主要科研成果
曾在新疆石油管理局、大慶油田、勝利油田及中油集團原物探局從事石油勘探工作50餘年。
李慶忠同志長期從事地震勘探研究工作，所提出的理論和方法不僅解決了勘探中的技術難題，而且對物探技術的發展有很深遠的影響，對克拉瑪依、勝利、華北等油田的發現以及新疆塔里木盆地的勘探起到了重要作用，取得了顯著的經濟效益，為中國石油物探技術和生產的發展作出了重大貢獻。
他系統地闡明了地震波的波動理論，1972年與國外同時提出了"積分法繞射波疊加" 成像技術，使地震勘探技術從幾何地震學進入了波動地震學時代，1975年採用該技術進行數字處理，迅速查明商河西油田地下構造形態，兩年內探明石油儲量5400萬噸，並順利投入開發。1966年首次提出三維地震勘探方法及原理，並在東辛油田上繪製出三維歸位構造圖，取得了良好的地質效果。1974年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，此方法現已成為陸上三維勘探的 主要方法。1974年首創兩步法三維偏移，論文發表比國外早五年。最近他系統研究了提高地震勘探精度的各個環節，1993年發表了專著《走向精確勘探的道路》，全面評述了高分辨率地震勘探的理論及發展方向。1985年作為主要參加者完成的"渤海灣盆地複式油氣聚集帶勘探理論及實踐"獲國家科技進步特等獎。
李慶忠先後出版學術專著2部，《走向精確勘探的道路》、《地震波的基本性質》，曾發表有影響的學術論文25篇。以其很高的學術水平和豐碩的科研成果，受到國家和石油天然氣總公司的表彰，1991年被國務院批准為國家級有突出貢獻的專家，並享受政府特殊津貼，1995年被石油天然氣總公司命名為"石油工業傑出科技工作者"。
論文或專著發表情況:
(1)《地震波的基本性質--複雜斷塊油田的反射波、異常波及干擾波》
發表於《石油地球物理勘探》1974年第1-2期合刊，第1頁至142頁
(2)《東營-辛鎮油田的勘探歷程--一個最早的三維地震勘探的實例》
發表於《地球物理學報》1979年第2期第140-155頁
英文稿在美國勘探地球物理學家協會1978年舊金山年會上宣讀。
(3)《三維繞射掃描疊加》發表於《石油地球物理勘探》1975年第3期
(4)《近代河流沉積與地震地層學解釋》發表於《石油物探》1994年第2期第26頁至41頁
(4)專著:《走向精確勘探的道路》由石油工業出版社1993年出版
獲獎情況
《渤海灣盆地複式油氣聚集區帶勘探理論及實踐》於1985年獲國家科技進步特等獎。
主要論著
1 李慶忠.地震波的基本性質--複雜斷塊區的反射波、異常波及干擾波.石油地球物理勘探，1974[2]
2 李慶忠.繞射掃描疊加法.石油地球物理勘探，1974
3 李慶忠.三維繞射掃描疊加.石油地球物理勘探，1975
4 李慶忠.東營-辛鎮油田的勘探歷程--一個最早的三維地震勘探實例.地球物理學報，1979
5 李慶忠.論地震次生干擾(上、下篇).石油地球物理勘探，1983
6 李慶忠.關於陸相沉積地震地層學的若干問題(上、下篇).石油地球物理勘探，1987
7 李慶忠.地震信號內插及噪音剔除.一維內插與去噪.地球物理學報，1987(5).第二部分:二維情況的內插與去噪.地球物理學報，1988
8 李慶忠.走向精確勘探的道路.北京:石油工業出版社，1993
9 李慶忠.對地震勘探的信噪比、分辨率及保真度的再認識.石油物探信息，1994
科技成就
從幾何地震學到波動地震學
勝利油田會戰初期，複雜構造上的地震資料往往與鑽井資料不符，不是深度有較大誤差，便是斷層位置不對。前人在地震方法研究方面曾經做過大量試驗:例如縮小排列、非縱排列、低頻反射、平面波前法、方向調節接收，等等，但結果都不能解決問題。
傳統的幾何地震學認為，地震波像光一樣直線傳播，入射角等於反射角，恰似乒乓球的反彈射狀。這種簡單的類比法，也是傳統的地震勘探成圖計算的理論基礎。李慶忠從物理光學和幾何光學的差別出發，想到地震波的波長很大，一般為80~150m，它的傳播與其說像乒乓球的彈射，不如說它主要以波動的性質在地層中傳播，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，並且小斷塊反射能量下降，消失在干擾背景之中。他想，如果不把繞射波收斂起來加以歸位，就不能真實地反映地下斷塊的形態。這些想法得到了俞壽朋、劉雯林的支持和幫助。1965年，他們共同計算了大量地震波的衍射波動性質和特徵。1966年，李慶忠進行了系統的論述，寫成《波動地震學》手稿，說明"地震反射波與地下反射段並不總是一一對應"的道理。
但是不久，"文化大革命"開始了，他的《物理地震學》被錯誤地批判為"三脫離"的典型，被沒收了手稿，下放小隊勞動。直到1972年，劉雯林把代為保存而倖免於難的《物理地震學》手稿和圖幅交還給李慶忠。在劉雯林、柴振一的幫助下，李慶忠完成了《地震波的基本性質--複雜斷塊區的反射波、異常波和干擾波》這篇21萬字的長篇論文。當時的中國石油天然氣總公司物探局總工程師孟爾盛給予該文高度評價，認為是中國地震勘探發展史上的重要論著。《石油地球物理勘探》雜誌於1974 年以第1~2期合刊的方式，刊登了這篇文章。此後，各石油院校的教科書在闡述地震波的性質及特徵時，均採用了李慶忠這篇文章中的附圖。
李慶忠建立在波動地震學基礎上的"繞射波掃描迭加偏移"技術也得到了廣泛應用。這種波動方程偏移技術的最初形式的提出，與國外幾乎是同時的。1975年，該技術在物探局150計算機上投產，發揮了很好的經濟效益:華北商河西油田的資料經過處理後，斷層準確、深層反射清晰，在臨邑大斷層下方發現不少高產斷塊。短短兩年時間，探明地質儲量5400萬t，從一個不為人知的新區，建成年產40萬t的石油基地。現在地震資料的偏移技術已經發展到更高的水平，成為地震勘探中不可缺少的重要一步。
領先開展三維地震勘探
60年代中期，石油地震勘探資料的成像技術正從剖面到立體，即從二維到三維發生着歷史性的變化。
與大慶不同，勝利油田是有名的複雜斷塊油田，用常規的二維地震方法很難搞清地下情況。當時任地質指揮所副指揮的李慶忠，從實際出發，認真進行調查研究，總結了二維地震資料與鑽井資料不符的原因，提出改進地震勘探的八字方針:去噪、定向、辨偽、歸位。1965年，他和俞壽朋、劉成正等討論了一個三維地震勘探的具體實施方案，設計了一套線距為260m的密集型"小三角"測網進行野外採集。當時使用的是國產51型地震儀，同時採用了解放波形、面積組合的接收方式。在資料解釋中，從三個方向識別反射波，計算側向偏移距離，然後用人工進行偏移歸位(又稱"剖面搬家")，這實際上就是中國最早也是世界上最早的一種三維地震勘探，使東辛油田在1967年獲得了第一張三維偏移校正的沙一段構造圖，這是中國第一張三維歸位構造圖。李慶忠和同事們總結了這個實例的經驗，在1978年美國勘探地球物理學家協會(SEG)舊金山年會上，他代表中國地球物理界做了技術報告，引起強烈反響，為祖國爭得了榮譽。
1974年，李慶忠恢復職務後，因受"文化大革命"衝擊而中斷的三維地震的試驗得以繼續開展。他利用當時國產模擬磁帶儀進行多次覆蓋採集。當時美國的三維地震還停留在"十字放炮法"、"環線地震法"上，都不能克服多次波的干擾。法國的"寬線剖面法"，也只能稱為半三維工作法。李慶忠設計了"束狀三維地震"採集測線，有效地克服了多次波的干擾。由於種種原因，"束狀三維地震"採集的資料直到1982年才由張明寶處理出來，並完成了T4構造圖，提供了井位。結果發現了新立村油田，在沙三段上部發現高產的厚油層，一年之中探明儲量1100 萬t，當年就建成18萬t的生產能力。
現在，愈來愈多的人認識到三維地震勘探的重要性，這項技術已經是中國勘探發現油氣田的重要措施，是老油田進一步挖潛的重要手段。
領先世界的兩步法偏移技術
1979年7月，作為中國南海中外合作地震勘探項目的中方代表，李慶忠成為駐美國埃克森石油公司的資料處理監督，當年10月，去新奧爾良參加第49屆勘探地球物理學家協會(SEG)年會。西方地球物理公司的拉納先生(1991年為勘探地球物理學家協會主席)在會上做了關於兩步法偏移技術的報告。李慶忠告訴坐在他身邊的物探界老前輩顧功敘先生:"中國其實很早就提出了這種方法，比國外早"。事實上，李慶忠早在5年前就提出了用兩步法實現三維偏移的歸位，發表在1975年的《石油地球物理勘探》雜誌上。該文不僅提出了兩步法偏移的具體方法，而且論證了它與三維一步法全偏移的誤差均在允許精度範圍之內，在中國當時只有中小型計算機的條件下，就能實現三維地震數據的偏移成像。一步法偏移要將大量的數據同時輸入計算機，當時的計算機內存不夠(70年代末，西方地球物理公司及埃克森石油公司最大計算機的內存只有4MB)，全靠磁盤來回倒，效率很低。利用兩步法偏移兩次將傾向和走向偏移輸入，這樣數據量小，且效率要比用"一步法"高數百倍。
後來，李慶忠修書一封，把他文章的複印本轉寄給拉納先生。拉納不懂中文，但一看圖幅就明白，早在5年前，中國人就提出了這種方法。他十分友好地邀請李慶忠去座談。後來，拉納在他正式文章發表的序言中寫下"最早提出兩步法偏移的是中國的李先生"字樣。
此後，中國三維地震資料處理中，絕大多數油田一直都在使用兩步法偏移，它可以獲得常規的二維偏移剖面用作質量控制。此外，兩步法的誤差，實際上往往小於採用偏移速度的誤差。因此，在缺乏巨型計算機的條件下，兩步法偏移有着強大的生命力。
地震地層學的重要補充和發展
地震地層學是地震勘探解釋工作的一個重要變革，它改變了過去只研究構造起伏的局面，走向與岩性、岩相緊密結合的嶄新道路。但是在中國引起高度重視並產生良好效益，只是近十來年的事。
20世紀70年代，地震地層學的基本概念已在勝利油田的一些地球物理解釋人員心中萌芽。他們經過多年的實踐得出認識:地震剖面上的每一組好反射波，基本上反映一套儲蓋組合;沙三段的高壓油層往往伴隨着一個不很穩定的T5反射強波。1972年，李慶忠總結了這些認識，並在《地震波的基本性質》一文中加以系統化。他提出反射地震波與地下的岩性條件有着內在的聯繫，並論述了海相、深水湖相等7種岩相帶的地震反射特徵，同時指出了不同岩相的波形變化情況以及可追蹤的範圍。很可惜這些認識在當時並沒有引起人們的重視。直到70年代末，石油部領導從美國考察回來，才把美國系統化的"地震地層學"介紹給國內，並着力推廣，產生了很好的勘探效果，地震勘探由過去只能研究地質構造，發展到能夠分辨地層的沉積相和研究砂岩層儲集的分布變化規律，開拓了勘探的新領域。
然而，李慶忠注意到，國外的地震地層學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，就產生了不少問題。1985年至1986年，他用計算機做了大量的正演模型，並收集了河流沉積的各種研究資料，根據黃河4000年中河道變遷的記錄以及長江流域江漢曲流河的發展歷史，有力地證明了陸相沉積的複雜性以及地震地層解釋中的各種"陷阱"。
1986年，他在《石油地球物理勘探》雜誌上發表《陸相沉積地震地層學的若干問題》。創導"地震地層學"的美國前埃克森石油公司總地質師桑格里來信給李慶忠說:"這篇文章看來是對地震地層學文獻的有用貢獻。你文中的圖件，儘是出色的圖件……"。美國哥倫比亞大學的郭宗汾教授也來信祝賀:"你的高作我非常欣賞，還望再接再厲，為國爭光"。1991年剛從美國留學歸來的王克寧也談到:李慶忠所表述的觀點，正好與美國最近發展起來的"事件沉積學"所持的新觀點完全一致，即"自然界的沉積作用在許多災難性的事件中，不斷地改造着沉積體的面貌"。這種思想認識將引起傳統地質學觀念上的變化，同時也會使地震勘探的解釋朝着更為準確的方向前進。李慶忠的文章，可以說是對現代地震地層學的一個重要補充和發展。
走精確勘探之路
李慶忠從理論和實踐的結合上總結出了影響地震勘探精度的各種因素，並從物理的本質入手，結合嚴密的數學理論，運用現代計算機技術，對物理勘探中各種現象與技術方法做了本質性、機理性的研究，提出了高分辨率勘探的方法及措施。
他提出了(地震波)大地吸收作用的經驗公式;推算出中、新生界地層的吸收指數;研究了"地震子波零相位化方法"，並提出波阻抗反演中存在的五大難題和解決的方法;完成了"用剔除擬合法求取縱波正入射剖面"的技術，使之取代水平疊加，更好地克服多次波，獲得高分辨率的剖面。
1993年，凝結着李慶忠10年心血的《走向精確勘探的道路》一書問世了。此書出版後，得到讀者的高度評價，認為這是理論與實踐結合的一本好書，是"打開高分辨率勘探之門的一把鑰匙";"這是一個資深的物探專家正確地看到並選擇了地震勘探的明天之路，對今後提高地震勘探的精度將起到重要作用。"第一版2000冊被搶購一空，再版後亦銷售完畢。此書獲石油地球物理勘探局1993年科技進步一等獎。
個人品質
從1985年開始，美國的GI地球物理國際公司(Geophysics International Corp.)聲稱它發明了一種直接找油、找煤、找水的先進技術，稱作Petro-Sonde(中譯為岩性探測技術)。該方法是憑一個像收音機那樣的儀器，既不拉天線，也不接地線，就憑操作員用耳機聽聲音，並旋動接收機上的旋鈕(據說它能指示探測深度)，就能聽出多深處有油氣。他們到任丘油田、勝利油田演示試驗後，據報道，探測油層的深度誤差僅為22m;到開灤煤礦找煤時，煤層深度誤差僅5m。消息傳開，中國有不少"熱心人"從事這項研究，到90年代，中國已有6個單位生產這種儀器。不少有名的研究所及大學科研人員為之創造探測理論。李慶忠不輕信這種找油技術。於是他着手進行研究，對其理論和實際資料加以分析，得出結論:它是偽科學。1996年，他發表了《對Petro-Sonde岩性探測技術的質疑》一文，全面揭露了偽科學在理論上有6個關鍵問題站不住腳，在實際結果上又錯誤百出:這種儀器在同一點上既沒有重複性，調試前後也沒有穩定性，各台儀器之間也沒有一致性。它所接收的所謂信號，只是電磁波的一種脈動噪聲，根本不是地下來的信號。經過該文的揭露和批判，這種所謂的先進技術就此銷聲匿跡。
美國另一家世界地球物理公司(World Geophysical Corp.)在80年代發明了一種重力直接找油的新儀器，稱為Affinity System(艾菲親和系統)，它實質上只是一架靈敏度很差的重力梯度儀。然而，他們誆稱是專利保密，不准別人打開儀器，也不告訴你測的是什麼物理量。他們聲稱，用該方法可使探井成功率達到70%~80%，滾動開發成功率達到80%~90%。1992年成立了中美合資東營艾菲石油勘探有限公司，更加擴大了其勘探領域。每年營業額高達數百萬元，全國各油田委託他們找油的"艾菲"項目總經費超過了2000萬元。他們在報上登廣告，聲稱"艾菲直接找油是勘探的新坐標"，"能夠直接檢測油氣豐度，圈定含油範圍"，是"既省錢、又快速的找油新技術"。李慶忠本着實事求是的精神，調查了"艾菲找油"在各油田中的實際資料，發現資料的精度極差，交點上的閉合差遠遠超過油氣異常的幅度。經重複觀測後，所謂的油氣異常面貌可以完全改觀，於是撰寫了《評艾菲微重力直接找油》一文，發表在1997年《石油地球物理勘探》第2期，從理論到實踐全面地揭露了艾菲親和系統的本質，從而促使該項新儀器退出了勘探市場。