趙曉明：給深海油氣田做“CT”

搞地質(zhì)研究可不是跑幾次野外、做點(diǎn)室內測試、發(fā)幾篇論文就行了。深水沉積學(xué)與油氣地質(zhì)研究，最終是要保障國家能源安全的，我們要有家國情懷和擔當意識。

——趙曉明  西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授

“利用我們自主研發(fā)的深海沉積儲層構型表征技術(shù)，可以給深海油氣田做‘CT’，‘看’到海底油氣藏的‘骨骼’和‘脈絡(luò )’，找到石油、天然氣、可燃冰等油氣資源的‘藏身’之地……”5月12日西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授趙曉明向所在學(xué)院學(xué)生介紹深海油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)。

深海擁有豐富的石油、天然氣資源，是當前和未來(lái)全球能源開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域。要實(shí)現深海油氣田的高效開(kāi)發(fā)，就得克服深海鉆井少、井距大、井網(wǎng)稀、沉積體外部形態(tài)和內部結構多變等難題，進(jìn)行油氣儲層的高精度預測。

為解決這些難題，趙曉明帶領(lǐng)團隊在國際上率先提出了深海油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)關(guān)鍵理論及技術(shù)體系。他帶領(lǐng)團隊不僅完善了深海水道沉積理論體系，還首創(chuàng )了可用于探測深海水道儲層構型的表征技術(shù)，實(shí)現了深海油氣儲層的精準預測，填補了我國在這一領(lǐng)域的技術(shù)空白。

近期，趙曉明獲得中國地質(zhì)學(xué)會(huì )第十八屆青年地質(zhì)科技獎——銀錘獎。

跑起來(lái)，做“辟新路”的科研

“我的家鄉有座小山，小時(shí)候我就特別喜歡到山上收集各種紋路的石頭，把它們當作寶貝一樣拿回家逐一品玩、琢磨。”喜歡親近自然的趙曉明，在高考后填報志愿時(shí)選了資源勘查工程專(zhuān)業(yè)。

“大一實(shí)習時(shí)，我去了峨眉山。此后，我多次跟隨老師參與野外考察，逐漸確定了要走地質(zhì)科研這條路。”他回憶道。

2009年，趙曉明讀博期間，恰逢我國第一個(gè)開(kāi)發(fā)的海外權益深海油氣田即將投產(chǎn)，亟須深海沉積構型方面的理論和技術(shù)，但相關(guān)研究彼時(shí)在國內尚屬空白。

“當時(shí)，相關(guān)技術(shù)一直被國外石油企業(yè)壟斷，公開(kāi)的文獻資料大多‘缺頭少尾’，無(wú)法指導實(shí)踐。”趙曉明回憶道。

研究迫在眉睫，趙曉明在恩師中國石油大學(xué)（北京）教授吳勝和的指導下，決心要為祖國深海能源開(kāi)發(fā)“辟出新路子”——從無(wú)到有構建出我國自己的深海沉積構型理論體系。

那段時(shí)間，趙曉明不分晝夜地收集梳理全球深海沉積構型方面的公開(kāi)文獻，綜合地質(zhì)、地球物理、油藏工程、數理統計等多學(xué)科知識，從理論到技術(shù)，一點(diǎn)點(diǎn)向著(zhù)目標前進(jìn)。

功夫不負有心人。

幾年后，趙曉明在國際上率先提出了針對開(kāi)發(fā)區域沉積構型的系列模式及其配套預測技術(shù)，并將其成功地應用到我國第一個(gè)開(kāi)發(fā)的海外權益深海油氣田工程上，為該深海油氣田投產(chǎn)提供了核心地質(zhì)理論和技術(shù)支撐。

沉下去，做接地氣的科研

博士畢業(yè)后，趙曉明回到母校——西南石油大學(xué)任教。

“我們要走出書(shū)齋，俯下身子，做接地氣的科學(xué)研究。”這是趙曉明對學(xué)生和研究團隊常說(shuō)的話(huà)。

甘肅省甘南藏族自治州有著(zhù)典型的深海沉積地層，為深入了解沉積特征，趙曉明幾乎每年都帶團隊成員到該地進(jìn)行野外考察，過(guò)上幾個(gè)月面朝黃土背朝天的“挖坑”探巖生活。

近4000米的高原上，氣候變幻莫測，趙曉明和團隊成員要爬上幾近懸空的陡峭巖壁，進(jìn)行巖層取樣和測量描述，這極大地挑戰著(zhù)他們的心理和體能極限。

但趙曉明卻鮮少提及野外考察的苦，只用一句“在高原區進(jìn)行地質(zhì)考察，缺氧但不缺精神”便匆匆帶過(guò)。

結合實(shí)地科學(xué)考察獲得的一手信息，趙曉明和團隊成員依托國家油氣重大專(zhuān)項、國家自然科學(xué)基金、企業(yè)重大攻關(guān)項目等，逐步完成了對全球65處深海沉積野外露頭信息的系統梳理，對西非、南美、中國南海等深海區數萬(wàn)平方公里的地震數據進(jìn)行解譯，并對全球數百口深水鉆井數據和開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)數據進(jìn)行了深度分析……

這些數據幫助趙曉明打通了技術(shù)研發(fā)的“最后一公里”。經(jīng)過(guò)深度數據分析，他帶領(lǐng)團隊首創(chuàng )地質(zhì)模式驅動(dòng)的深海水道儲層構型表征技術(shù)，研發(fā)出全球首個(gè)基于三維地震信息的海底水道數據庫系統，最大限度降低了深海油氣藏表征結果的不確定性。

“關(guān)鍵技術(shù)牢牢掌握在自己手里，才能應對得了挑戰。”利用自己研發(fā)的技術(shù)，趙曉明及其團隊攻克了一個(gè)又一個(gè)難題。

2018年，我國位于剛果盆地的一處深海權益油田開(kāi)發(fā)在即，可彼時(shí)儲層構型預測仍然無(wú)結果。趙曉明團隊主動(dòng)“揭榜”，與國外知名石油公司的地質(zhì)團隊“同臺比武”，所建構型模型與實(shí)鉆儲層厚度吻合率高達93.6%，模型精度遠超國外團隊。

立起來(lái)，做有擔當的科研

“我們的技術(shù)不光能預測，還能找到深海油氣田的‘病灶’。”趙曉明說(shuō)。

2019年，我國在西非海外一處投產(chǎn)不到一年的深海采油井突然大量出水，合作方的外國專(zhuān)家對此百思不解。趙曉明團隊“臨危受命”，對該采油井進(jìn)行“問(wèn)診”，用自主研發(fā)的表征技術(shù)，成功找到了出水原因，給出了相應解決辦法。

如今，趙曉明和團隊已經(jīng)對數十口深海油氣井進(jìn)行結構優(yōu)化及作業(yè)指導，他們研發(fā)的相關(guān)技術(shù)僅在我國位于西非的一處采油區，就創(chuàng )造了近20億元的經(jīng)濟效益，為當地提供了重要的地質(zhì)技術(shù)支撐。

相比成績(jì)，趙曉明更難忘的是一件舊事。

2014年，趙曉明團隊負責的一項南美海外權益區塊的儲層構型研究進(jìn)入驗收階段，其中一位負責驗收的主評審專(zhuān)家是一名德國地質(zhì)學(xué)家。他對趙曉明提交報告的每個(gè)結論都“刨根問(wèn)底”，經(jīng)過(guò)幾個(gè)回合的研討，專(zhuān)家對趙曉明團隊的成果給予了這樣的評價(jià)：“無(wú)可挑剔，中國科研團隊在深海油氣藏沉積構型分析方面的研究屬于世界一流水平，值得我們學(xué)習。”

“搞地質(zhì)研究可不是跑幾次野外、做點(diǎn)室內測試、發(fā)幾篇論文就行了。深水沉積學(xué)與油氣地質(zhì)研究，最終是要保障國家能源安全的，我們要有家國情懷和擔當意識。”趙曉明說(shuō)。

如今，已步入不惑之年的趙曉明，對科研有了更深的認識。他所帶的研究生中，近98%扎根能源勘探開(kāi)發(fā)一線(xiàn)，為祖國深海油氣開(kāi)發(fā)貢獻力量。

眼下，趙曉明正帶領(lǐng)團隊成員進(jìn)行兩項研究：其一是結合人工智能技術(shù)，建立深海水道地質(zhì)知識庫，開(kāi)拓具有中國特色的深海沉積學(xué)數字化、智能化發(fā)展之路；其二是建立深海沉積儲層連續性—連通性理論及評價(jià)技術(shù)，力爭實(shí)現深海油氣田的高效開(kāi)發(fā)。