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专访赵文智院士|做好中国油气事业的垦荒者、贡献者和引领者

2021-12-17 19:27
来源:澎湃新闻·澎湃号·政务
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“中国是一个贫油的国家”,从20世纪初开始,这句“预言”就像一个“魔咒”始终高悬在中国人的头上。但李四光、黄汲清、谢家荣、孙健初、潘钟祥等一批地质学家们坚持认为“中国陆相地层也能生油”,“中国贫油论”是无稽之谈。

新中国成立后,一大批地质学家,像邱中建、张文昭等在区域地质调查基础上认为松辽盆地具备发现油气的良好前景,随后部署松基三井发现了大庆油田,宣告“中国贫油论”的失败。大庆石油会战和渤海湾石油会战,发现了一系列陆相大油田,推动了中国石油产量快速增长,1981年我国原油产量突破1亿吨大关,宣告一个新的产油大国的崛起。中国石油工业的发展史就是一部科技创新史,是一部百万石油人依靠科技进步推动石油工业从弱到强、从小到大的奋斗史。

中国工程院院士赵文智,用亲自参与中国陆上油气成藏理论创新发展与油气储量勘探发现的实践,见证了20世纪80年代以来我国油气事业发展的辉煌历程。他是以科技创新助力我国油气田发展的推动者,也是近年来我国油气勘探新领域突破的主要开拓者之一。

但直到今天,他都认为自己不能被称为“成功者”,只是自己研究生涯中的“点滴积累”得到了业内同行的肯定。在接受《科学中国人》杂志采访时,他表示,要敢于做油气新资源发现与开发利用的“垦荒者”,要当好为祖国加油、为民族争气的突出“贡献者”,更要当好油气地质理论与技术创新发展的“引领者”。

赵文智院士(江淑华/摄)

扎实做好自己

 《科学中国人》:1977年恢复高考对您个人命运的改变起到了怎样的作用?在西北大学地质系读完本科后,您又在中国石油勘探开发研究院读完了硕士、博士,现在回想在整个求学生涯中,您完成了怎样的积累?

赵文智:恢复高考是人生接力跑的关键一环,让我这个农家子弟得以从农村走进大学课堂,为开启人生新阶段打下良好基础。这是人生充电的第一步,有了大学的知识充电,才会有后续硕士和博士的学习生涯。一路走来,知识不断积累,知识面不断扩大,看问题的深度在提高,分析问题的思路在拓展,解决问题的能力也在成长,其中一个重要的收获,就是要扎实做好自己。做好自己,就是把自己可以驾驭的一切事情努力做到最好,不给自己留下遗憾。不要祈求上苍的恩赐和机遇的眷顾,也不奢求靠“小聪明”博取回报,唯有用汗水和付出换来的收获,尽管微薄,也弥足珍贵,才会在人生中留下印记,并且不会被时间磨蚀,而是让人生耀眼夺目。只有这样,机会来时,才不会错失。

《科学中国人》:在求学过程中,包括走上工作岗位以后,您一定遇到过一些师长和前辈,无论是在做学问、做科研、还是做人上都对您产生过一些影响,请分享一些您与他们交往的故事。

赵文智:我感恩一路上遇到的每一位老师,他们不仅给我传授知识,而且教给我做人的道理,他们的言行就是一面镜子,让我知道:做人,如何坦诚守正,如何表里如一;做事,如何严于律己,如何宽以待人;做朋友,如何相濡以沫,如何至诚永远;做学问,如何勤勉低调,如何唯实求真。像我的大学指导老师赵重远教授、我的硕士导师张传淦老师、我的博士导师李德生院士,还有我的人生伯乐邱中建院士、翟光明院士和胡见义院士等,都为我的人生成长培过土、浇过水、施过肥、剪过枝。赵老师的严谨与缜密、张老师的豁达与善良、李老师的沉稳与积厚、邱院士的高屋建瓴与抓纲举目、胡院士的儒雅与勤勉和翟院士的锲而不舍与学无止境……他们日常释放的正能量都在潜移默化地滋养着我,让我受益终生,也终生难忘。

赵文智院士带队开展鄂尔多斯盆地长7段野外地质考察

“我的工作是在群体里完成的”

 《科学中国人》:从最初的基层科研工作者,逐渐成长为研究院院长,您一直活跃在科研一线,保持着科研人员的初心与使命。您在不同阶段做了哪些有代表性的工作,这些工作或者经历对您的成长有什么作用?

赵文智:应该说我的研究工作是在群体里完成的,每个阶段的工作和取得的每一项成果都是一个集体共同取得的进展和收获,我只是在其中做了自己的一份研究。在讲自己之前,首先应该感谢一路走来与我共同研究和工作的每一位同事,感谢他们的帮助。

“八五”科技攻关期间,我重点对我国中西部地区侏罗系油气成藏特征及分布规律关注比较多并开展了相关研究,总结提出了适宜煤系油气田形成分布的六个沉降带、划分出“皮薄肉厚”、“肉薄皮厚”与“有肉无皮”三大组合类型,提出了评价建议。

从20世纪90年代中期开始,我就一直关注沉积盆地负向构造区油气成藏条件与勘探找油前景问题,在关键井点解剖研究基础上,论证并提出了富油气凹陷“满凹含油”理论,推动找油勘探从构造高部位进入负向构造区,勘探领域扩大数十倍或更高,有利支撑了石油探明储量规模增长。1999年出版了《石油地质综合研究导论》一书,系统论述了石油地质综合研究的内涵、思路与技术方法,这是一本指导开展石油地质综合研究的方法工具书。针对陆上大型叠合盆地油气成藏和分布特征,建立了复合含油气系统研究与评价方法,总结提出了叠合含油气盆地多勘探黄金带理论。

从2001年开始,我先后担任两届国家原“973”项目首席科学家,研究高效与低丰度天然气藏成藏机理问题,先后提出有机质“接力成气”与中低丰度天然气大型化成藏理论,不仅开辟了高-过成熟天然气勘探新领域,开启了我国元古界天然气成藏研究先河,推动实现四川盆地震旦系天然气勘探获重大突破,而且回答了“成藏劣质区”存在天然气大型成藏的理论问题,可以称为“非常规天然气成藏理论在中国的升级版”。

从“十一五”到“十三五”时期,作为国家油气重大专项05项目负责人,我系统研究了我国陆上塔里木、四川和鄂尔多斯三大克拉通盆地碳酸盐岩油气成藏理论与勘探评价方法与技术,分阶段提出了碳酸盐岩油气勘探战略、有利靶区与目标,有利支撑了这期间碳酸盐岩领域油气储产量的快速增长。

借助中国工程院国家战略智库平台,我还参加了多项国家油气战略研究,取得了一些认识进展,并以高端建议方式呈报国家有关部门,对推动国家相关规划与政策措施落地发挥了重要作用。

赵文智院士领衔的碳酸盐岩项目攻关团队

《科学中国人》:您主持的国家原“973”项目“高效天然气藏形成分布与凝析、低效气藏经济开发基础研究”和“中低丰度天然气藏大面积成藏机理与有效开发基础研究”,有哪些创新成果,攻关中遇到的困难是什么,您如何克服,请分享印象深刻的故事。

赵文智:我国天然气资源大体分为两大类,一类是高丰度天然气藏,多以构造型气藏为主,另一类是中低丰度天然气藏,规模大,但储量丰度低,以地层岩性气藏为主。从2001年至2011年,我作为首席科学家先后对两大类天然气资源的成藏机理、分布特征与有效勘探开发技术开展研究,取得了一系列具有原创性的创新成果。这些成果包括成藏地质理论、地球物理识别新技术与气藏高效开发理论技术三大方面,是一个群体团队共同努力的成果,我个人的贡献侧重在天然气成藏理论方面,对其他方面的成果只有指导和管理贡献。

在高效天然气成藏方面,从气源岩高效成灶、成藏过程有效性与成藏要素优质组合三方面提出天然气高效成藏理论,并建立了新的评价指标;针对我国高效气藏地质特征,建立了气藏地球物理响应理论基础,发展并完善了气藏有效识别新技术,实现了对天然气藏的有效发现;阐明我国典型低效气藏成因机理,建立相应的地质模式,开发了低效气藏高效改造与保护的理论技术,创新发展了凝析气藏气/液/固复杂相态与渗流理论,为实现凝析、低效气藏的经济开发提供理论依据和技术支持。

在中低丰度天然气成藏方面,研究了我国中低丰度天然气资源形成分布与规模有效开发的基础理论问题,提出了中低丰度天然气资源大型化成藏的地质理论,为客观评价我国中低丰度天然气资源总量和分布,拓展勘探领域,推动有效发现大气田提供了理论基础;在低丰度气藏地球物理有效识别方面,攻克了一系列岩石物理和复杂气藏有效识别的基础理论问题,研发了多项特色识别评价新技术;围绕低孔、低渗天然气藏有效开发,成功解决了边际性很强的低丰度天然气储量规模有效动用问题,为大规模开发我国低品位天然气储量做出了理论论证和有效开发技术准备。

两期“973”的时间跨度超过十年,涉及到中石油勘探开发研究院、中国石油大学(北京)、清华大学、中国科学院等14家单位近百位研究人员,实施过程中有三大障碍。首先是研究层面,这个项目瞄准的是国家未来天然气资源勘探主体和天然气工业发展的重大需求,项目成果要有高度,要体现国家目标。因此,研究从一起步就要体现高起点和高水平,既要有理论创新,又要形成有效开发技术。面对跨单位、跨学科、跨专业的研究团队,要把首席科学家的技术思想和要求准确无误地部署并贯彻下去,是项目组织实施面临的最大难题,需要反复多次的沟通和交流,才能逐渐变一人思想为大家的思想。

其次是项目执行过程中,要对阶段成果创新性、价值地位作出判断,并及时出手、投入人力和物力给予培植,这是对首席科学家学术敏锐洞察力与学术民主性的考验,要求首席科学家吃透成果内涵,同时对成果成长性与地位有客观判断力,需要基于资料的再分析和再评价。

第三就是对项目总体成果的归纳和升华,即对来自科学家群体的成果,既要去粗取精、去伪存真,又要消除矛盾,理顺关系和层次,形成有机整体,需要对成果二次创新,以形成既严谨又富于逻辑性的理论体系。

总之,要攻克项目组织实施中的三大障碍,一是首席科学家站位要高,始终能够抓纲举目;二是科学家全体的通力合作,特别是在成果创新进程中既要有对首席科学家技术思路与目标的深刻理解与执行力,又要在成果创新过程中不过于“自我”,要在不影响创新原始性基础上,把个人创新与项目创新的总目标一致起来;三是项目办公室主任的优秀履职和尽责,对成果的顺利实现也必不可少。

赵文智院士带领团队开展四川盆地野外地质考察

《科学中国人》:“有机质‘接力’成气理论”、“富油气凹陷‘满凹含油’理论”与叠合含油气盆地多勘探“黄金带”理论,这些理论分别适用于怎样的油气田?理论创新对指导油气勘探发展有怎样的意义?

赵文智:在前辈指导和带领下,我在思考和总结中国陆上主要含油气盆地油气成藏特征与分布规律以及若干时间段直接参与一些领域油气勘探实践过程中,陆续提出了一些新的理论认识,在推动勘探领域拓展和储量增长中发挥了重要作用。

(1)有机质“接力成气”机理的提出,回答了我国天然气晚期成藏的机理问题,也揭示我国一些烃源岩热演化为高—过成熟的地区仍然有良好的天然气勘探潜力,对拓展勘探领域有重要意义。

(2)富油气凹陷“满凹含油”论的提出使勘探领域跳出了“二级构造带”范围,扩展到广大的斜坡区和凹陷的低部位,可以实现满凹陷勘探,推动勘探领域扩大了数十倍甚至更多。

(3)叠合含油气盆地多勘探“黄金带”理论是基于叠合盆地发育多个生烃凹陷,存在多层系生烃与多阶段成藏的特点而总结提出的理论观点,不同于国外学者提出的由生烃液态窗决定的单“黄金带”理论,这一理论指出我国大型叠合盆地往往在多层系都能找到大油气田,油气储量发现具有多阶段性,成藏理论的总结也不能一蹴而就,需要在前期认识基础上,不断深化和完善。因此,叠合盆地的找油勘探具有多阶段性、历史可以很长。这一理论指出我国陆上几个大型含油气盆地虽然找油气历史已经很长,发现了众多油气田,但今后仍有较大发现潜力,只要地质认识深化不止,找油勘探发现就无终止之时。

《科学中国人》:您曾获得国家科技进步奖一等奖,请为我们介绍一下这个获奖项目开展的背景、取得的成果及其应用情况。

赵文智:中低丰度岩性地层油气藏大面积成藏地质理论、勘探技术及重大发现,这份成果2007年获得国家科技进步奖一等奖,我是第二获奖人。这份成果是与中国陆上油气勘探阶段发展相适应而在勘探重点对象从以构造型油气藏为主转入以岩性地层油气藏为主以后,经过若干年的理论升华与实践检验之后形成的带有里程碑意义的成果。

这项成果创新的核心是与经典的隐蔽油气藏相区别,瞄准中低丰度岩性地层型油气藏这个端元,以大面积和大型化成藏者为重点,从成藏机理、分布特征、评价技术与评价程序建立以及推进勘探实践等方面都有原创性进展,是一份有高含金量的重大成果。创新内涵包括以下几个方面:

(1)创建了岩性地层油气藏圈闭、区带成因理论,提出了14种“构造-层序成藏组合”模式,突破了传统二级构造区带勘探思想,拓展了新的勘探领域。

(2)在陆相盆地发现了大型浅水三角洲砂体,创建了中低丰度岩性地层油气藏大面积成藏地质理论。

(3)揭示了陆相坳陷盆地三角洲“前缘带大面积成藏”、陆相(坳)断陷盆地富油气凹陷“满凹含油”、陆相前陆盆地“冲断带扇体控藏”、海相克拉通盆地“台缘带礁滩控油气”的岩性地层油气藏富集规律,有效指导了油气勘探部署。

(4)提出以油气系统为单元的“四图叠合”区带评价新方法,形成了陆相层序地层学工业化应用、地震叠前储层预测两项核心勘探技术,攻克了火山岩气藏钻采等开发技术,共获得21项国家发明或实用新型专利。

该项目创建的地质理论与勘探技术,已成功地指导了岩性地层油气藏的大规模勘探和技术的工业化应用,取得了重大油气勘探发现,在松辽深层、鄂尔多斯西峰、四川川中、塔里木塔中、准噶尔西北缘等地区发现了多个亿吨级油气田。2004-2006年,共探明中低丰度岩性地层油气藏石油储量10.7亿吨、天然气储量5633.2亿方,经济与社会效益显著。

2017年6月3日,赵文智院士主持石油地质年会晚间学术沙龙活动并作主题报告

我国能源转型形势不可逆转

《科学中国人》:作为中国可持续发展油气战略研究的直接参与者之一,您在这项研究中承担了哪些任务?《中国可持续发展油气资源战略研究》报告的提交,对我国油气资源可持续发展总体战略的制定有怎样的指导意义?

赵文智:油气是重要的战略物资,尽管具有商品属性,但却不同于一般商品,事关国家安全。2003年,温家宝总理借春节慰问老科学家的机会,委托侯祥麟院士就我国未来中长期油气发展战略,组织专家开展研究。侯院士随即组织包括上、中、下游全产业链数十位院士专家,分多个领域开展研究。我只是上游油气资源战略研究课题的普通一员,在翟光明院士和胡见义院士等带领下,负责我国油气资源潜力评价与油气探明储量增长趋势预测。

2004年的6月和8月,我先后代表项目组分别向温总理主持的国务院办公会和第四次学习讲座会作油气战略研究成果汇报。之所以能被项目组选中给温总理汇报,主要是老一辈科学家,特别是侯老、翟光明院士和袁晴棠院士等对年轻人的信任和器重,把这份神圣而崇高的任务交给我去做。我在其中所做的贡献就是准确无误、全面客观地把项目组全体科学家研究取得的主要成果和结论传达给国务院领导同志,而且努力做到简明扼要、浅显易懂。除此之外,我就是项目组的一位普通研究者,对成果的贡献远不及一大批老一辈科学家。

《中国可持续发展油气资源战略研究》分别从我国油气资源供需战略、国内油气资源开发战略、海外油气资源开发与进口战略、节油与替代燃料、石化工业发展战略、石油安全与储备战略、油气法规与政策等方面进行了全面系统的深入研究,在全面分析我国油气资源供需形势基础上,提出了到2020年甚至更长时间我国油气资源可持续发展的总体战略发展目标和相关政策措施建议等。

温家宝总理对课题研究成果给予了高度评价,他强调油气资源关乎我国现代化建设全局和国家安全,要研究制定和实施国家可持续发展油气资源战略,把节约和合理使用油气资源放在更加突出的位置,保证油气资源的长期稳定供给和有效利用,为我国经济发展、国家安全和全面建设小康社会目标的顺利实现提供保障。

赵文智院士与中国石油勘探开发研究院风险勘探研究支撑团队

《科学中国人》:当今世界正经历百年未有之大变局,工业革命4.0如火如荼,能源转型大潮汹涌,页岩油气革命正影响全球能源版图。三个问题:未来全球能源市场大变革中,各种能源将扮演何种角色?请谈一谈中美对抗背景下我国能源安全问题。我国是否也有一场页岩油革命的机遇?

赵文智:应该说以人工智能、大数据、材料科学与技术以及能源物联网为重点的第四次工业革命正在全球范围内风起云涌,这场革命将会带来人类生活方式、交流方式、社会治理方式与生产方式的巨大变化。工业革命4.0也将对能源领域,特别是油气行业产生巨大影响,这场革命将会使油气领域的评价技术全面升级换代,甚至发生颠覆性变革,将使我们对油气资源形成与分布的描述更加精准,技术的针对性和有效性与大幅度提高采收率的技术手段都大大提高。

世界能源转型的趋势已经出现,转型的核心是绿色和低碳,主要方向是以可再生能源为主体的新能源供应体系对以化石能源为主体的旧能源体系的替代。但转型的路径和节奏尚未确定,各国都在积极谋划和部署。随着能源转型发展,特别是习近平总书记提出“30·60”实现“双碳”目标的部署以后,我国能源转型的形势不可逆转,发展趋势明显加快。

但从我国国情和能源安全形势看,至少未来20~30年,化石能源在我国一次能源供应中仍将占有主导地位。所不同的是,高碳能源清洁利用、提高能源利用效率、加大天然气利用规模与较大幅度提高可再生能源利用比例,都将发生明显变化。

我国是一个石油消费大国,在“双碳”目标下,尽管石油消费总量会下降,但因为我国自产原油增产乏力,保持年产2.0亿吨稳产已相当困难,所以原油供不应求的紧缺形势将长期存在。需要在相当长时期内,加大勘探投入,多搞油气新发现,千方百计保持原油年产2.0亿吨并尽可能长时间稳产,同时积极组织天然气上产,进一步提高天然气在新能源供应中的比例。

在今后相当长一个时期,中美关系都将是竞争、合作和对抗同时并存。尤其,未来10~15年竞争对抗远大于合作,可称为我国能源安全面对挑战最艰困的时期,其中油气安全是重中之重。

对此可有四点对策:一是加大国内勘探力度,多找规模优质储量,夯实资源基础;二是依靠技术创新和政策扶持,实现低品位资源大规模开发利用;三是加大原油储备能力建设,积极启动资源储备;四是做好预案准备,确保油气供给的长期安全。

我国陆相页岩油资源潜力巨大,按资源品质与技术成熟度,可分为中高成熟与中低成熟页岩油两大类。其中,中高成熟页岩油是地下已经形成的油气在页岩层系中的滞留,用现有的水平井加体积改造技术就可以开发利用。目前国内已有几个油田在试采这类资源,只要能突破经济关,中高熟页岩油将会为我国原油2.0亿吨稳产作出重要贡献。

中低熟页岩油是指因热成熟度不够,地下的生油母质只有很少一部分变成了石油烃,而且品质较差,流动性不好。相当多的生油母质还没有变成石油,需要通过地下人工加热,把母质变成石油,这样的加热过程被称为是“地下炼厂”。中低熟页岩油资源潜力巨大,据初步评价,我国这类资源有几百亿吨,一旦地下原位转化突破技术关和经济关,将带来一场陆相页岩油革命,这场革命可与美国的海相页岩油革命相媲美。

2019年11月23日,长沙,“创新驱动战略与创新型人才培养”院士专家论坛,赵文智院士作“创新研发的基础与技巧”的主题报告

当好垦荒者、贡献者和引领者

《科学中国人》:您曾获得孙越崎优秀青年科技奖、中国地质学会优秀青年科技工作者“金锤奖”、孙越崎能源科技大奖、何梁何利基金科学与技术创新奖等许多奖项,2013年您当选为中国工程院院士,对荣誉、奖项、院士头衔您如何看待?

赵文智:荣誉、奖项、头衔都只是对我们过去工作的肯定,并不代表未来。今后仍需躬耕垄亩,用时间和精力,用心血和汗水,去争取新的收获。

作为一名普通的石油科技工作者,在探索科学问题的道路上,应该时刻保持进取精神,善于思考问题,善于发现问题,勇于破解难题,努力做理论技术创新的开拓者,做油气新资源发现与开发利用的“垦荒者”。

要始终面向油气勘探开发主战场的需要,以理论技术创新破解制约发展的难题和障碍,不断拓展勘探新领域,推动增储上产,当好为祖国加油、为民族争气的突出“贡献者”。

要始终面向世界油气科技发展前沿,不断加强事关油气行业上游发展的共性与重大科技问题研究,让理论创新与技术发展成为破解制约上游业务持续健康发展的金钥匙,当好油气地质理论与技术创新发展的“引领者”。

《科学中国人》:在学术上,赵院士是一位令人敬仰的著名学者和专家,发表过230多篇有很大影响力的文章,您认为,一个成功的科研工作者最重要的品质是什么?

赵文智:学者是以研究为终身职业的一个群体。老实说,并不是所有的学者都一定能成功,包括我自己在内,直到今天都不能称为成功者,只能说在自己的研究生涯中有了点滴的积累,而且这些积累得到了业内同行们的肯定,我是一个幸运者。

从我个人的体会来说,要做一名学者,首先要有几个思想准备,还要有几项基本素质和追求。这些思想准备包括:(1)要甘于寂寞,有过清苦日子的准备。在科学研究走向成功的路上,大多数时间都没有鲜花和掌声,需要淡泊名利,潜心积累;(2)要有当失败者的勇气,不把成功作为唯一选项,只有不怕失败的人才有成功的最大概率;(3)要有积跬步以至千里的准备,耐得住挫折,坚持走完通向成功的最后一里路,不能半途而废;(4)要唯实求真,学术民主,在学术殿堂里,不唯上,只唯实,多看同行的长处,多向别人学习。

另外,几项基本素质要求包括:(1)要建立能支撑本专业发展的扎实的知识体系;(2)要善于思考,有捕捉未知的敏锐力;(3)要善于归纳和总结,同时又不懒于对关键科学问题的求证;(4)要具备较优秀的口才,能够清晰表述要表述的东西,并能被听者准确理解。

专家简介

赵文智:1958年8月生,博士、教授、博士生导师,中国工程院院士,中国石油勘探开发研究院原院长。石油地质与油气勘探专家,国家油气战略研究中心专家委员会主任、IGCP中国国家委员会委员。长期从事油气成藏理论和评价技术研究及勘探实践,是近年来我国油气勘探新领域突破的主要开拓者之一。在岩性地层油气藏、古老(高-过成熟)海相油气藏、侏罗系煤系油气藏、含油气系统与油气资源评价等专业领域有较高造诣。坚持以创新思维与理念指导油气地质理论的突破,积极倡导在勘探程度较低的领域和地区开展油气勘探,为推动在这些地区获得新发现和油气储量规模增长作出重要贡献。先后荣获国家科学技术进步奖一等奖1项,国家科学技术进步奖二等奖3项,省部级特等奖3项,省部级一等奖10项。荣获中国优秀青年科技创业奖、李四光地质科技研究者奖、何梁何利基金科学与技术创新奖、孙越崎能源大奖、中国石油集团公司“杰出科技工作者”称号等荣誉奖励。出版学术专著8部,发表科技论文230余篇。

记者:祝传海

特约通讯员:李永新  王坤  严增民

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