本报记者 王琳琳 通讯员 蔡生娟

初见他,是一副学院派的样子:黑框眼镜,清瘦温和,略显腼腆的笑容,举手投足间都透着敬业与执著。
这是一位始终都对石油物探方法研究痴爱的专家。
毕业于同济大学的他,拼搏奋斗了30年,成就令人叹服:在薄储层地震预测、衰减信息气藏识别和储层孔隙结构表征等领域做出重要理论和方法创新,为油气地球物理勘探方法的发展贡献着自己的力量。他就是中国石油勘探开发研究院油气地球物理研究所的地震解释企业技术专家——李红兵。
当记者问起他,是什么支撑他和地层打了30年交道依然执著不放弃,他笑着说:别无其他,搞科研就要敢啃硬骨头,敢闯无人区。
同济学霸:走进石油门
走进石油门那一刻,对李红兵而言是逐梦的起点,更是一生的誓言。30余年的学习和工作生涯中,他一直以解决实际问题为第一要务,坚持从数据和理论出发,以公式和程序为手段,为油气地球物理勘探贡献着新方法和新技术。
本科就读于上海同济大学勘查地球物理专业的李红兵专业成绩优异,是一名公认的学霸。在本科毕业设计导师马在田院士的影响下,李红兵认识到地球物理方法需要与地质知识相结合,才能在资源勘探领域发挥其真正的价值。那时,祖国亟待发展油气勘探事业,他决定将油气地震勘探作为自己的研究方向,本科毕业后前往中国石油勘探开发研究院继续攻读硕士研究生,他只想用自己所学的专业知识解决生产中的实际问题。
硕士毕业后,他婉拒了同济大学回校任教的邀请,毅然留在勘探院,踏上地球物理新技术新方法的研究之路。令他没想到的是,这一程一走就是30年。其间,他凭借敏锐的洞察力,及时抓住问题的症结,提出了N多创新性解决方法,研发出多项先进的理论成果。他用优异的成绩告诉自己:当初的选择没有错。
薄储层预测:敢啃硬骨头
要啃就啃最硬的骨头。
受限于地震资料纵向分辨率不高,薄储层预测一直被认为是一块难啃的“硬骨头”。面对薄储层预测这个世界级难题,李红兵没有回避,他说:“薄储层中蕴藏的油气资源非常丰富,是我国东部油气勘探的主战场,这块阵地一定要攻下来。”薄储层预测是一个系统工程,它涉及到地震资料处理中的速度谱分析和反褶积,以及解释中的地震反演等诸多环节。30年来,针对这些环节,李红兵和他的团队在尝试了各种方法,但仍未得到满意结果的情况下,但他依旧锲而不舍地探索着薄储层预测这一难题。
“大学课本上提到过实对称矩阵的特征值与矩阵元素的符号无关,这一特性能否用来提高速度分析的分辨率呢?”这一想法一出现在脑海中,李红兵立马着手开展调研,详细阅读了大量相关书籍和文献。经过半年的不懈努力,李红兵提出了新的速度谱计算公式,显著提高了速度谱的分辨率,使薄层速度拾取成为可能,为实现薄储层预测创造了条件。
此后的很多年里,他一直关注着薄储层预测技术的发展,期刊上新近发表的相关论文成了他的必读项。经过多年思索和积累,2017年,李红兵主动请缨承担集团公司薄储层攻关课题,带领课题组用3年时间自主研发了高分辨稀疏反演新方法,为无井条件下薄储层地震预测探索了新途径。该方法利用压缩感知迭代硬阈值算法(IHT)和高频线性增强方法实现了地震反射系数稀疏反演和相对波阻抗反演,明显拓宽了地震信号的频带,大幅提高了薄层预测精度。
“我们研发的新技术已经在新疆玛湖、四川广安和长庆苏里格等油田工区初步取得了了应用效果,这些地区地震信号的主频和带宽提高了近一倍,能够成功预测米级薄储层。”谈到自己提出的方法技术在薄储层空间展布方面取得的成果,他的喜悦之情溢于言表,他说:“能够得到油田的认可,为井位部署提供的技术支持就是对我们研发人员最大的肯定。”
小波衰减气藏识别:“把冷板凳坐热”
21世纪初是AVO技术称霸气藏识别的年代。与热火朝天的AVO气藏识别方法相比,利用地震资料的衰减信息来识别气藏显得十分冷门且不受重视。面对他人的质疑与不屑一顾,李红兵和他所在的团队没有选择放弃。他怀着把冷板凳坐热的信念,立志在小波衰减气藏识别领域摸出一条路来。
“岩石物理实验表明含气储层往往表现出显著的衰减特征,而当时的衰减只应用于地震处理的反Q滤波中来提高分辨率。”李红兵坚信:除了地震波走时、振幅和频率属性外,地震资料中包含的衰减属性也能提供对气藏识别非常有用的信息。
他于2002年加入了赵文智院长主持的国家973项目团队。在这个项目中,他将自己的研究方向聚焦在“气藏衰减识别”,并开始不断地尝试利用衰减信息进行气藏识别。而由于当时没有成型技术方法以借鉴,衰减气藏识别研究进展缓慢,甚至有人建议放弃研究。
“衰减就像埋藏在地震资料中的黄金,当时我们只是还没有找到合适的掘金术。”李红兵认为:衰减信息应该对气层很敏感,只要找到合适的表征属性,就一定能够在气藏检测中发挥作用。“小波变换相对于传统的傅里叶变换而言,具有更高的时频分辨率,能不能把小波变换的这种优良基因引入到地震波衰减传播方程中?”他整日苦思冥想,决定从素有“数学显微镜”之称的小波变换上寻找突破口。
确定研究方案后,李红兵花了近两年的时间,翻遍了图书馆内与小波变换相关的书和文献资料。经过大量的理论公式推导和编程试算,他创造性地建立了小波尺度域能量衰减方程,并提出了一种新的小波衰减属性。该理论方法有力验证了衰减信息对气藏更为敏感的推断,并在实际生产应用中取得良好效果。这一理论成果得到刘光鼎院士和马在田院士的赞赏和肯定,被评为973项目的原创性成果之一,并于2005年获得世界石油最佳勘探技术奖提名。
现今,利用衰减信息进行气藏检测已成为油气地球物理勘探领域的热门方向,李红兵是小波衰减研究领域当之无愧的奠基人。
孔隙结构表征:突破技术无人区
若不是拥有敢为人先、舍我其谁的勇气,又有谁敢冒险涉足荒凉的无人区呢?在没有文献可参考,没有方法可借鉴,也没有软件可利用的情况下,李红兵带领他的团队从最基本的原理和最基础的算法出发,一步步在孔隙储层表征这一技术无人区内探索前行。
“孔隙结构对碳酸盐岩储层的产能影响很大,现阶段人们只能利用测井或录井资料进行井周孔隙结构表征,无法获知其空间展布规律。而地震数据的横向分辨率高且蕴含丰富的储层信息,我们能不能直接利用地震数据来进行孔隙结构表征?”在主持国家863课题和集团公司基础研究课题的过程中,他逐渐将目光转向碳酸盐岩储层孔隙结构地震预测这一技术“无人区”。
万事开头难。“你们地震连储层的孔隙度都预测不准,竟然还想预测孔隙结构?”在课题的开题论证会上,就有专家当面质疑。而他坚持认为:地震数据中是含有孔隙结构信息的,正是人们在进行储层预测时采用的岩石物理模型太过简单,没有考虑孔隙结构的影响,才导致孔隙度预测不准。
找到了问题的症结后,李红兵立即从最基本的弹性力学方程出发,经过3个月的刻苦钻研,推导了近百页的公式手稿,最终创新性地提出了多重孔隙介质微分等效介质DEM解析模型,该解析模型被国内外学者广泛引用。同时,在新解析模型的基础上,李红兵大胆突破传统二维岩石物理模版的局限,发明了三维岩石物理模版,并编写了长达2万余行的程序代码,形成工业化软件模块。在承担阿姆河灰岩储层和四川磨溪白云岩储层预测研究任务过程中,李红兵利用三维岩石物理模版有效地解决了物性参数预测不准确的难题。
经过10余年的孜孜探索,李红兵及其研究团队系统地建立了复杂储层孔隙结构地震直接表征理论方法和技术,获授权国家发明专利6项,填补了利用地震数据预测储层孔隙结构的空白,显著提高碳酸盐岩储层预测和流体识别精度。他们撰写的论文“岩石的等效孔隙纵横比反演及应用”被评为2016年领跑者F5000—中国精品科技期刊顶尖学术论文奖。
30年艰苦卓绝,在业界颇有知名度的李红兵没有止步不前。在未来学术之路上,他把目光聚焦在烃类检测上,向着流体定量预测这一地震解释的巅峰不断攀登。
有人说,30年,他啃了地球物理勘探最硬的骨头,他闯了别人望而却步的无人区,站在潮头,他无怨无悔,这是他一生的选择,更是他坚守的信念。
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校对:刘 芳


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