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科学家

海相碳酸盐岩油气理论研究与勘探的拓荒者

发布者:        发表时间:2010-12-07 17:57:25        浏览次数: 6162

——记1980级本科毕业生、中国工程院院士马永生校友


 

2007年2月27日,在北京人民大会堂举行的2006年度国家科学技术奖励大会上,一位年轻而挺拔的年轻科学家接受了胡锦涛总书记的颁发的2006年国家科技进步一等奖(排名第1),他就是我校的杰出校友马永生。

马永生,1961年出生于内蒙古,中国工程院院士,我国杰出的地质勘探家。1984年毕业于中国地质大学(原武汉地质学院)地质系;1987年于中国地质大学研究生院获理学硕士学位。1990年中国地质科学院沉积学专业学习,并获博士学位。曾任中石化南方分公司常务副经理兼总地质师,现任中石化油田勘探开发事业部副主任,"川气东送"工程指挥部副指挥。马永生校友面对一系列世界级难题,继承地大"艰苦朴素求真务实"的精神,秉承"科学严谨、求是创新"的态度,大胆探索,带领他的科研团队秉承"科学严谨、求是创新"的态度,大胆探索,奋力拚搏,取得了海相碳酸盐岩油气勘探理论与勘探技术多项创新性成果。他提出了深层超深层碳酸盐岩优质储层的发育机理与预测模式,阐述了复杂构造区油气复合控藏的新认识;他提出了构造岩性油气藏勘探的新思路,成功指导了普光等地区深层、超深层海相碳酸盐岩的勘探实践,发现了迄今为止我国最大的海相碳酸盐岩整装气田--普光气田,已探明天然气地质储量4051亿立方米。以普光气田为资源基础的国家重大工程-"川气东送"工程,设计年输气量120亿立方米,该项工程全面投产后将大大改善长江沿线六省两市的能源结构,社会和经济效益巨大。年轻的马永生院士为我国油气勘探事业作出了卓越贡献。马永生还曾获省部级一等奖4项,2006年获何梁何利科学与技术成就奖和李四光地质科学奖,享受国务院特殊津贴,以第一作者发表论文50余篇,出版专著5部。

求学  与地质专业结缘

马永生出生在内蒙古大草原的一个贫困家庭,命运多舛,十三岁便失去了母亲,十五岁时又失去了父亲,虽为少年、却身为长兄的他要承担起照顾三个弟弟妹妹的责任,他肩上的担子和求学过程中的艰难可想而知。但苦难少年,磨炼坚强意志。马永生在逆境中坚守信念和追求,从小就养成了不向命运低头、不向困难屈服的坚强性格。"后来不论是求学还是工作,都从少年时代的这一段痛苦经历中受益,那是书本上学不到的人生感悟啊!"马永生深有感触地说。

上世纪八十年代之初,他以优异成绩考取了武汉地质学院地质系。在学校"艰苦朴素、求真务实"校训的熏陶下,获得了厚实的地质学基础,受到了精细的系统化训练,更得到了老一辈地质学家严谨治学的教育。该校地质系涌现出过许多优秀人才,老一辈地学大师,有言传,有身教,他们潜移默化地将良好的风气和传统传给学生,代代相传,形成了地质系产生优秀人才的土壤。繁忙充实的大学阶段,对于马永生来说,是一个积累知识、培养能力、砺练身心的重要阶段,真正开始了"地质人生"的起点。马永生学习勤奋,成绩优良,后来他又连续完成了在武汉地质学院北京研究生部和中国地质科学院硕士和博士研究生阶段的学习,并获得理学博士学位。马永生说"我是凭借政府提供的助学金,一口气从本科读到了博士,母校的老师和同学们给了我很多的帮助和支持。"正因为1980年至1990年连续10年的地质学专业理论学习和野外实践训练,为马永生日后的油气勘探工作奠定了扎实的基础。

实践  从西部油气勘探起步

1990年夏天,充满着年轻人的热情和为祖国献石油的理想,马永生博士走进了中国石油勘探开发科学研究院的大门,成为一名石油人。马永生有幸直接进入到胡见义院士领衔的项目组,"我不但完成了鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩沉积学和储层非均质性研究,为当时新发现的靖边气田的规模预测提供了基础依据,更重要的是得到了石油勘探界前辈的直接指导,受益非浅"。项目结束后,以戴金星院士为代表的一批专家建议他:"作为目前国内石油界少有的几个博士之一,你的理论知识非常扎实,如能到油田企业工作一段时间,对个人成长和事业的发展大有益处。",马永生尊从了老一辈的教诲,取得了妻子的支持,告别只有3岁的女儿,1992年5月30日,他愉快地前往新疆参加塔里木石油会战。远离家人三年半的艰苦锻炼,使马永生在各方面逐渐成熟起来,他虚心向一线的技术人员学习,弥补自己实践经验的不足。由于工作出色,很快他就担任了塔里木石油会战指挥部地质研究中心综合研究室主任,在解决实际生产问题的同时,他和一起会战的同事们主动思考和研讨一些深层次的技术问题,为塔里木盆地重大基础地质问题的解决开拓了思路。

1995年底,组织上安排他回到中国石油勘探开发研究院,担任南方海相碳酸盐岩研究室主任,在周堃、徐志川等老一辈专家的指导下,开始了中国南方海相油气的研究与探索,从此与中国南方海相碳酸盐岩油气勘探结下不解之缘。

突破  发现中国最大海相天然气田

1998年,中石油和中石化两大石油公司重组。马永生被调到成立不久的中国石化油田勘探开发管理部工作。由于马永生勤于思考,勇于创新,善于把科学研究同勘探实践相结合,并且已在海相碳酸盐岩油气勘探领域有一定的造旨。因此在1999年5月,组织上任命马永生担任中石化新成立的南方海相油气勘探项目经理部的负责人,并授权他从各相关油田选调20多位技术骨干和管理专家组成经理部,全面负责中石化南方探区十余个省区海相油气地质研究与勘探工作。为了贴近现场,马永生再次离开妻女,带领新组建的勘探团队远赴云南,开始了长达九个年头的南方油气勘探生涯。

说起中国南方海相油气勘探,国家先后组织过"六五"、"七五"、"八五"科技攻关,原石油部、地矿部等很多部门都进行过大量的研究和勘探工作,取得了一系列重要的认识和研究成果,同时在四川盆地及周缘地区发现了一大批中小型油气田,但是一直没有发现大型或特大型油气田,探明的油气储量连四川本省的需求都无法满足,限于当时的理论和技术水平,得出的许多结论尚有不全面或不正确之处。国外一些主要石油公司在对南方各探区进行系统的油气评价后,认为中国南方无规模性油气形成的可能,放弃了在南方投资的意愿。面对这种情况,年轻的马永生和他的团队深知肩上的压力,他虚心向前辈们请教,冷静、客观的面队来自各方面的压力,从基础入手开展研究和探索工作,尊重前人但不迷信前人,他们在对南方探区石油地质条件和技术适应性重新评价的基础上,进行了选区评价排队,提出了中石化南方探区勘探上三个层次的战略部署新方案,将四川盆地及周缘地区的勘探放在首位。

2000年,马永生及其团队进一步加强对四川盆地区域地质条件及已发现气田的分析和总结。"我们在认真思考,前人发现的一系列气田有一些共同点:一是探明储量规模都不大,二是目的层埋藏相对较浅,三是以构造气藏为主。在这样一个富气盆地中,应该发育有世界级的大型和特大型的气田。但要发现世界级气田这一目标,首先需要勘探思路的大解放,其次需要理论和技术的创新与集成,另外必须还要扎扎实实的基础研究成果作支撑。"这是当时他在一次研讨会上的发言。也就是在那次会上,他提出了向四川盆地深层、超深层海相领域进军和探索构造-岩性油气藏的勘探思路。

马永生将突破的首选目标锁定在川东北普光地区和通南坝地区。现实的情况是前人在普光地区1116平方千米范围内,已钻各类探井21口,所有构造高部位都已打井,但未发现气田。到2000年,普光地区勘探工作已停滞了长达10年之久。通过对构造演化、烃源岩发育及油气充注历史等分析研究,马永生认为位于现今构造低部位的普光构造岩性圈闭,存在天然气富集成藏的可能。

这是一条布满荆棘的道路,马永生迎难而上,独辟蹊径,他带领着经理部的技术人员,以忘我的工作热情和高度的责任感夜以继日地工作着。马永生说:"搞勘探需要有献身精神,需要付出比一般的工作更大的精力"。

2001年8月,马永生带领他的科研团队在细致工作的基础上提出了普光气田的发现井--普光1井部署方案,但该井在论证过程中遇到了很多的质疑和阻力,他连续三次向中石化专家组作汇报,得益于他们扎实的理论和技术成果,最终得到了专家和总部的认可。同年11月普光1井开钻,经过长达一年半时间的精心组织和管理,艰难度过了一个又一个不知疲倦、高速运转的日子,他们终于在2003年5月打到了深达5700米的设计目的层,并发现了巨厚的优质储层。当测试点火成功的那一刻,马永生和战友们抱头痛哭,多年的心血和努力终于换来了勘探的成功。随后,马永生提出了普光气田整体部署方案,共部署并组织实施探井29口,勘探成功率高达93%,引起国内外震动。

在四川这个富气盆地内发现大型或特大型气田,是几代地质家的梦想。这个梦想终于实现了。普光气田是我国已发现最大的海相碳酸盐岩整装气田,也是我国第三大气田。如果说普光气田是星星之火一点都不为过,在之后的几年中,通过不断的努力和创新,马永生带领他的团队又相继取得通南坝、元坝等大型气田一系列重大突破,这些勘探成果带动了四川盆地天然气勘探的发展,对国内外其他相关领域油气勘探工作也具有重要的借鉴意义。功夫不负有心人,经过多年潜心研究和勘探,终于取得了丰硕成果。他奋斗的历程、成功的真谛又充分展示出学者的风采和人格的魅力。

贡献  川气东送工程顺利竣工投产

因普光气田的发现而立项建设的国家重大工程-"川气东送"工程,是"十一五"期间国家新建的又一条能源大动脉。它把川东北地区的天然气输送到长江三角洲地区,途经四川、重庆、湖北、安徽、江西、江苏、浙江、上海等六省两市。整个工程主要包括普光气田产能建设、普光天然气净化厂建设、川气东送管道建设三大部分,总投资627亿元人民币。马永生为"川气东送"工程的副指挥,在项目的前期论证和气田勘探方面做了大量工作。该工程以普光气田为主供气源,普光外围构造及通南巴、元坝等气田为上产和接替资源,预计到2010年底建成年产净化天然气120亿立方米的生产能力,同步建设普光到上海的川气东送管道及向达州、重庆、江西、南京、常州、苏州等地的供气专线、支线及相应储气设施。工程横跨东部、中部、西部八个省市,管道全长约2200公里,是我国天然气基干管网的重要组成部分。它的开工建设,标志着我国能源结构调整迈出了新的步伐。

2007年4月9日,国务院正式核准"川气东送"工程,并将其列入国家"十一五"重大工程。川气东送工程,成为与三峡工程、南水北调、西气东输、青藏铁路工程齐名的重大建设工程。2007年8月31日,川气东送工程建设大幕正式拉开。为了早日打通我国这条能源大动脉,来自中国石化16家企业的两万多名参建职工,从四面八方汇集到川东北崇山峻岭间,汇集到长输管道经过的鄂西山林、长江两岸。两年多来,建设者攻坚克难,加强组织协调,确保质量安全,巩固资源基础,合理安排使用,努力把工程蓝图变成了现实。2009年11月28日川气东送工程正式投产,极大地缓解了南方冬季天然气供应紧张的局面。

川气东送工程意义非凡,马永生认为它的重要性至少体现在三个方面:一是贯彻落实党中央"西部大开发"、"中部崛起"战略的重要举措,有利于促进区域协调发展。川气东送工程作为连接西部、中部和东部的能源桥梁和纽带,实现了供给与需求的衔接,可以将资源优势转化为现实的经济效益。二是有利于促进我国能源结构的调整优化,促进经济与环境的协调发展。通过这一工程,天然气在沿线地区能源消费结构中的比重将提高2个百分点,每年可替代燃煤约2000多万吨,减少二氧化碳排放上千万吨,减少二氧化硫排放24万吨,并减少氮氧化物的排放。三是有利于构建全国天然气骨干网络,加强与东部地区管网连接,有望实现多气源联网供气的格局,进一步保障全国天然气安全稳定供应。

创新  探索中国海相油气勘探之路

在充分吸收前人认识成果的基础上,马永生通过在中国南方海相油气勘探的长期实践,特别是普光特大型气田的发现,初步形成了海相碳酸盐岩油气勘探新的理论和认识:

一是突破了传统的"在构造高部位找油气"的勘探思路,通过大量的基础研究和模拟实验结果,提出在构造低部位也存在天然气富集成藏的可能,并根据这一认识,建立了"构造岩性复合控藏"模式,为普光地区构造低部位天然气勘探目标的选定奠定了理论基础。

二是突破了国外专家"在3500米以下存在孔隙消亡带"的认识,根据构造演化、沉积-成岩历史恢复和酸蚀模拟试验等方面的研究,建立了深层超深层碳酸盐岩优质储层发育的"三元控储"模式,预测普光地区5000-6000米深处生物礁滩地层中仍可能存在较高孔隙度和渗透率,并指出普光地区是深层碳酸盐岩优质储层发育的有利区,在纵向上大大拓展了勘探空间。

普光气田的发现及相关的勘探理论和技术成果,得到了国家和科技界的高度认可。"海相深层碳酸盐岩天然气成藏机理、勘探技术与普光大气田的发现"被评为2006年度国家科技进步一等奖,马永生为第一贡献者。普光气田的发现被两院院士评为2006年十大科技进展之一。

2007年马永生获得"何梁何利科学与技术成就奖"和"李四光地质科学奖"。"在接受何梁何利奖科学与技术成就奖获奖通知书时,需要我签字保证三年内不离开中国,我说我一辈子都不会离开祖国,我没有任何理由不爱国,没有国家和组织的培养就没有我的今天!"马永生说。

美国GEO EXPro杂志用题为《改进了我们对深层海相油气藏的认识》的封面文章,介绍了马永生及其团队在海相深层天然气勘探理论和技术方面取得的新认识和进展。普光气田的发现被国际权威杂志称为"Outstanding Work",并将相关理论技术及实践作为特约稿件刊载。

责任  为保障中国能源安全而努力

新中国石油工业诞生已逾60年,发展历程极其艰难,是在"中国贫油论"的阴影笼罩之下和中国石油工业"一穷二白"的基础之上,以李四光、孙健初为主要代表的第一代地质科学家不畏艰难困苦,开始了中国石油工业的第一次创业之路。新中国成立后,创造了许多令世界瞩目的奇迹,在过去的60年中,中国累计生产石油50多亿吨,这在世界上也是罕见的。但由于中国经济的长期高速发展,对能源和资源的需求日益增大。从1993年开始,我国再次成为石油净进口国家,油气已成为国家经济建设持续发展的瓶颈。2001年8月17日,刘光鼎院士给温家宝同志写了一份关于中国油气资源第二次创业的建议,提出中国油气勘探的出路在于前新生代海相盆地的第二次创业。

如何保障我国油气资源的有效供给,面临的挑战是十分严峻的。我国是一个油气地质条件非常复杂的国家,在资源禀赋不尽理想的条件下,油气地质理论的创新和先进勘探技术方法的应用就显得十分重要。中国海相油气资源的勘探历史并不算长,但勘探领域广阔,勘探潜力巨大,只要通过一代又一代石油人的艰苦努力,矢志创新,不懈奋斗,中国油气勘探的第二次创业就一定会取得成功。

马永生院士常常告诫自己:地质学家永远不能放弃野外地质现象的实地考察和资料收集工作,因为大自然是获得地球科学新认识的源泉,是获得科学结论的基础。"我当选院士后更强烈地感受到了一种信任与责任,一种压力和动力。面对国家和人民以及科技界的更高期望,我要继承和发扬老一辈石油地质学家的优良传统,坚持在油气勘探一线踏踏实实地工作,严格要求自己,恪守科学伦理和道德准则,承担起更多的社会责任。我还年轻,正处于科学研究和勘探工作的黄金季节。我要继续做好本职工作,不断攀登科技高峰,带领团队取得更大的油气发现成果,为保障我国油气资源安全做出更多的贡献。"马永生如是说。

他是脚踏实地的学者、油气勘探科研生产一线的探索者和实践者--经过近二十年的艰难探索,他在海相碳酸盐岩理论研究和油气勘探实践方面取得了一系列重大成果。与他的名字紧密联系在一起的海相深层碳酸盐岩天然气成藏机理、普光等大型气田的发现和川气东送工程,加快了四川盆地及周缘地区天然气勘探开发的步伐,促进了我国海相碳酸盐岩油气勘探事业的发展,同时丰富和完善了油气勘探理论。

在2009年中国工程院院士候选人答辩会上,面对中国工程院能源与矿业工程学部80多位院士,马永生真诚地说:"我的所有成果,是在前辈及同行专家们工作的基础上取得的,是与我的团队共同努力的结果,也是组织关怀、支持的结果,与在座的许多院士细心的指导与帮助分不开。"

马永生一直秉承"低调做人,踏实做事"的原则,反复强调"前辈的提携和指导"和"团队的协作和努力"。对于此次当选为中国工程院院士,马永生表现得谦虚而淡然,他一如既往地在继续着他深爱的科学研究和油气勘探管理工作,以期为国家找到更多的油气资源。

有人说,最有意义的人生莫过于不断创新的人生。不管获得多少荣誉,不管身份怎么变化,马永生只有一个没有变,就是把名利看得很淡,把事业看得很重。他表示会一如既往地将勘探工作融入生活,踏实苦干,奋力拚搏,开拓创新,义不容辞地担当起油气勘探的重任。

(胡宁  程伟整理)