为国“争气”

蔡巧玉　卫婷婷

“上天难，入地更难”——即便是被誉为“万能科学家”的钱伟长先生，在昔日面对我国油田勘探与开采难题的时候，也曾发出这样的喟叹。毫无疑问，石油天然气是重要的战略资源，关系到国民经济和社会发展，关系到国家安全，是一个国家自立自强的“底气”。但油气偏偏又藏在看不见摸不着的地下，地质勘探只能像老中医号脉那样“雾里探花”“隔空点穴”。更为复杂的是，油气勘探的实际地质情况复杂多样，每一次勘探都面临着不同的地质条件，勘探人员只能在前人发现的普遍规律指引下，不断于创新中找到实用的技术与方法，在摸索中前进，在前进中总结，在总结后再出发。

回想当初，西方发达国家一度宣称中国“贫油”“贫气”，没有良好的油气资源。这一论断几乎封死了新中国走工业化道路强国富民的希望。但是老一辈的中国石油人偏偏不信这个邪，他们破冰前行，通过不断的勘查、研究，相继发现了大庆、胜利、辽河等大油田，使我国甩掉了贫油国的“帽子”。此后，一代又一代的石油人前仆后继、接续奋进、不断创新、挑战极限，为中国油气勘探在传统“禁区”的一个又一个重大发现提供了理论依据，也为新层系、新领域的油气勘探提供了坚实的技术支撑。

56岁的李剑在30年前从前辈手中接过“为国加油”“为国争气”的接力棒。在天然气勘探开采行业沉浸钻研这些，他围绕天然气勘探中面临的关键问题开展持续科研攻关，一步一个脚印，将自己的情感、理想与追求，全部倾注到油气科研中，在天然气战略规划、区域天然气勘探、天然气成藏地质理论、天然气实验技术等方面取得了一系列重大成果。

三十年弹指一挥，李剑从普通技术员做到中国石油勘探开发研究院首席技术专家，从一名毛头小伙成为行业翘楚。“一辈子只为干好一件事”，在追求经济效益和快节奏生活的今天，这句话似乎有些“不合时宜”，然而也正因如此，用实际行动践行着这句话全部内涵的李剑才更加展现出他对于科研的严谨、对于事业的忠诚，以及作为一名科学家为国为民的崇高风骨。

天然气事业的排头兵

——表面看是打一口气井，实际上却是考验一个国家的经济实力、基础工业实力和整个科技的综合发展水平。

化学是一门包罗万象的大学科，世间万事万物几乎都会与它产生千丝万缕的联系。化学可以是帮助作物生长的化肥和杀虫剂，化学也可以是拯救人类生命的合成药物，化学可以是日常生活中最常见的塑料制品，化学还可以是推动国家航空航天发展的制备燃料……

1985年，痴迷于化学的李剑在填报高考志愿时，甚至把所有志愿都填了和化学相关的院系，表现出志在必得的决心，最终被河北师范大学提前录取。进入化学系后，一个全新的世界展开在他面前。在学校里，李剑起早贪黑，拼命吸取着化学学科的精华，打下扎实的理论基础。4年后，他成功地考取了中国石油勘探开发研究院的硕士研究生，开启了化学和地质相结合的矿产普查专业生涯。

天然气作为优质、高效、清洁的能源，能带给人类清洁的环境和高品质的生活，在世界各国得到普遍重视和优先利用。“天然气从哪里来的，又是如何形成的，它们存在于哪一处地层环境中？搞明白它们的形成机理和成藏的富集规律，从已知往未知推断，就可以去寻找到这些宝藏了。”李剑用最通俗的语言解释着他所从事的事业。化学是一把开启自然奥秘的钥匙，油气地球化学就是应用化学原理和分析方法，研究地质体中有机质富集及生成石油和天然气的一门应用基础学科。这是一门立足于实验分析和地质实践的交叉学科，也是油气田勘探开发最基础的工作，其研究成果直接影响着油气分布认识、布井安排、钻井目的层选择等一系列关键问题。

从事石油天然气勘探开发的科技工作者们都明白实验室的重要性，可以毫不夸张地说，迅速而精确的实验数据可以为油气勘探开发重大决策提供极为重要的基础数据。反之，“垃圾数据”只能得出垃圾的结果，甚至延误勘探开发的进程。

“我对实验室充满了感情。最开始做硕士论文就是在这里，毕业后也留在了这里。从一名技术员到副主任，再到实验室主任，这里有我的青春岁月。”李剑是全所上下公认的“拼命三郎”，似乎没有什么困难能够阻挡住他向上攀登高峰的脚步。他不仅把油气地球化学的科研当作一种工作，而且视为自己生活的一部分。多年里，他始终密切关注国家能源形势，面向油气资源国家发展战略，紧密围绕先后多个“五年规划”，在国家及公司重大能源发展战略的制定中发挥了重要作用，成为国家及中石油集团天然气勘探的“超强大脑”和走在天然气勘探最前端的排头兵。

“我们的决策可不是拍拍脑袋就能形成的，需要正确地推理，还需要反复地实验，同时还必须得经历实际勘探的检验。”李剑解释道。天然气是来自大自然的馈赠。它的形成经历了亿万年，由不计其数的生物，经过复杂漫长的过程转化而来，却只有10%左右能最终成藏，它既可以与石油相伴成藏，又可以独立成藏，并常常躲藏在人迹罕至的地区，勘探开发极其不易。石油人上山下海，爬冰臥雪，穿林海走戈壁，不断研发应用新技术，要经过多年的时光才能觅得踪迹，开采出来为人所用。

据李剑介绍，和石油相比，天然气分子小，在深层储层较差的环境下仍然能够运聚成藏，气藏埋深远可以大于油藏埋深。已发现的气藏埋深在地下500米到8000米皆有分布。气藏埋深较大、地层压力大、地温高，且气层厚度仅几米至几十米，气层准确识别难度较大。精确锁定目标、发现和开发气田涉及地质、地球物理、钻井、压裂改造、水平井、试油、开采、地面、集输等各个环节的高新技术。

天然气勘探从野外踏勘开始至钻井实施，是一项周期长、风险大的系统工程。在勘探阶段一般需要解决多个方面的问题，如储集层的岩石性质、时代、埋深、厚度、岩相、构造起伏状况、储盖组合、储盖能力及组合类型、流体地球化学特征等。通过一系列评价井，估算评价远景资源量和区带资源量，实现有利含气区带优选。钻井从用地审批到环评、钻前、完井、测试、录井、试油各项工程，环环相扣。即便在如此复杂的程序和高投入情况下，钻井仍然不一定能够成功。一个大气田的发现要历经多年努力。埋藏较深的气田，勘探历程更长，风险更大。科技攻关就为天然气勘探提供理论指引，从而降低勘探风险，提高勘探成功率。

这些年来，李剑和他的同事们不畏严寒，不怕酷暑，上高原，闯沙漠，足迹遍布塔里木、四川、鄂尔多斯、柴达木、渤海湾等国内重点含油气地区，通过野外地质考察和技术攻关，攻克了多项理论和技术难题，为多个大气田的发现和重点勘探领域的突破作出了贡献。

“随着我国天然气勘探开发不断深入，一些比较容易找的、浅的、大型的构造气藏已基本被发现，勘探难度也越来越大。部分盆地钻井深度已超过8000米，地面、地下条件日趋复杂，以戈壁、沙漠、山地为主，工程作业难度不断增加。”李剑意识到，随着勘探开发的深入，复杂资源占比逐渐加大，常规技术方法难以有效动用。

事实摆在眼前，随着国内油气需求日益增加和勘探程度不断提高，油气勘探由中浅层向深层、由常规向非常规拓展已成为必然。传统油气地质认识在新领域勘探应用中面临诸多挑战，亟须发展针对深层和非常规的新理论和新技术。以油气源为核心的油气地球化学应用基础研究和实验技术研发，是实现油气地质理论创新和勘探发现的重要手段。

“埋藏更深，压力更大，工艺技术更为复杂，我们勘探的理论和技术也必须更新换代，能否攻克这些难题，关系到能否在复杂地质条件下找到高效规模气田，关系到整个气田能否开发利用。”摆在李剑和他团队面前的是一系列崭新课题，更是一次超越自我的挑战！

面对困难和挑战，要采取有效对策突破认识盲区、技术盲区、资料盲区。李剑明白，理论进步和技术创新是打破瓶颈的关键。“我们的工作就是这样一个不断摸索不断创新的过程，往往这个过程也最磨炼人的意志！”李剑感叹道，“前期通过勘测采集资料，通过大量的方案数据对比，然后建立资料处理解释模型，再进行复杂的计算机模拟，有的还要做一些实验室模拟，最后找出一种最优的方法。国家交给我们的任务，我们必须圆满完成！”

必须圆满完成！李剑掷地有声的话语道出了他和勘探院同事身上所担负的重任。无论是资源的、成藏的、规律的、目标评价的问题，还是钻探的问题;无论是储层致密的问题，还是埋深大的问题，所有问题在创新者面前都必须迎刃而解。

说到就要做到。李剑持续不断的研究成果在天然气勘探实践中发挥了重要的作用。他先后负责或参与完成了“八五”到“十三五”国家重大科技专项天然气项目、国家“973”计划、中国科学院先导项目、中石油重大专项、中石油重大科技项目等科研项目50多项，建立了有机质全过程生气模式及天然气多成因鉴别体系，发展了天然气生成与鉴别理论;建立了致密砂岩、古老碳酸盐岩、火山岩、基岩等大气田的成藏机理和富集规律;解决了深层-超深层天然气实验技术的世界难题，推动了天然气勘探开发的快速增长;研究成果指导了中秋1井、轮探1井、吐东2井、长深40井、隆探2井等风险井获重大突破以及苏里格气田、安岳特大型气田、中秋大气田等的战略发现和评价勘探。研究成果获国家自然科学奖二等奖1项，部级奖十多项，地质学会“十大科技进展”2项。

一辈子只为做好一件事

——人生没有白走的路，每一步都作数。

我们通常会把石油和天然气统称为油气资源，但是世界上已探明的天然气储量中，实际上约有90%都是不与石油伴生的，而是以纯气藏或凝析气藏的形式出现，形成含气带或含气区。李剑介绍，这说明天然气地质与石油地质虽然有某些共同性，也有密切的联系，但天然气有它自身发生、发展、形成矿藏的地质规律。

由于过去产量规模小，天然气常常作为原油的副产品来进行资源评价，并没有单独地梳理针对天然气资源的评价方法。但是随着我国天然气产业的发展，有必要对天然气独立进行分析。面对迫切形势，进入千禧年之后，中石油将这一重任交到李剑和他的同事们手里，由他们负责牵头建立起一套独立的天然气资源评价方法与参数体系。

“这在当年是非常困难的一件事。”李剑解释道，“因为原来资源评价方法都是用石油的。石油这一块已经做了几十年，国内外都有比较成熟的内容，但是天然气的话，国外也没有单独来做过，等于我们从一张白纸绘起，每一个参数、每一条标准、每一种方法，都得需要我们自己动手去建立。”

天下无难事，只要肯登攀。在困难面前，李剑没有退缩。在他的内心深处，站在时代的前沿和高点，紧抓国家所需，为国家解决实际问题，是他对自己的毕生要求。所以，即便挡在他眼前的，是一座天然气勘探开发的“珠穆朗玛峰”，他也要风雪兼程，勇往直前。

李剑和同事们从零开始，在广泛调研国内外资源评价方法的基础上，白手起家，搭建起适合我国天然气地质特点的盆地和区带评价的方法体系、参数体系和标准。对于天然气资源评价的关键参数，如有机碳下限值、产气率、烃源岩排烃效率、运聚系数、区带评价参数、可采系数、经济系数等进行了一番系统研究，建立起天然气资源評价的关键参数评价模型。用了整整6年时间，李剑团队完成了天然气资源的评价方法与参数体系的确定，并且将这一标准推广到全国，让全国各个油田都按照这个标准图版来进行评价，实现了天然气资源评价从无到有的划时代跨越。

打铁要趁热！在基于整理和总结天然气评价方法的基础上，李剑还完成了一件在当时看来无足轻重，但是于今日而言却异常重要的事情，即建立天然气稀有气体的定量检测技术和测试标准。比如作为国家稀缺资源的氦气，它一般与油气伴生，并作为天然气中的一种组分而存在，具有重要的工业价值，应用于诸如航空航天、国防军工、医疗设备、半导体、光纤等众多关键领域。但是当时中国的氦气资源匮乏，主要从国外进口，对外依存度达到95%以上。这一数据令李剑触目惊心，如果说完全依赖于国外，对我国的经济生产和国防力量发展是非常不利的，在目前国际风云变化中很容易被别人“卡脖子”。

针对氦资源的重要性及其评价方法的缺失，李剑带领团队力求寻找富氦气田，对氦气的形成机理和富集条件，做了持续而深入的研究，建立了适用于天然气中氦的资源评价方法，普查了中石油大气田氦含量，预测并发现了多个高含氦的大气田，为中国战略资源提供了保障。

“矿产资源方面，在国家需要的时候，我们责无旁贷要承担起身上的责任！”多年的坚持得到了认可，让李剑觉得此前付出了多少的辛劳都是值得的，同时，也让他不由自主想起了那样一句话——“人生没有白走的路，每一步都作数。”

“一辈子只为做好一件事。”多年来，李剑的每一个创新、每一次进步始终都围绕着天然气勘探和开发利用的实际需求展开，不断积累，不断深入，从未偏离。

天然气成分复杂、无色无形。在通过管道进入千家万户之前，必须进入净化厂经过脱水脱硫等处理过程，才能安全使用。其中，汞作为有害物质，不仅具有剧毒性而且具有腐蚀性，会对环境、人体健康和安全生产带来巨大潜在危害，甚至造成人员中毒、管道泄漏等重大安全事故。因此高含汞气田必须进行脱汞，保障天然气的安全生产和绿色利用。

李剑带领团队在“无理论、无技术、无经验”的前提下从零开始，研究了天然气中汞的毒性及腐蚀性，天然气脱汞的原理及方法，重点分析了含汞天然气处理中汞污染控制对策及措施，从源头设计出天然气汞检测技术、天然气脱汞技术、含汞气田水脱汞技术、含汞气田污泥脱汞技术等系列研究课题，经过15年的努力，解决了一系列难题，在国内首次建立了一整套高含汞气田脱汞技术及汞污染控制技术，整体技术达到国际领先水平，对含汞氣田的安全、合理开发具有重要意义，对防治天然气汞污染具有指导作用。

从塔里木、鄂尔多斯到北京、上海，从天府之国到渤海之滨、从管线到用户，从理论、工艺流程到装置，李剑的研究成果得到了广泛的推广应用。中石油累计建造脱汞塔45座，年处理含汞天然气处理量约300亿方，减少汞排放约30吨，消除了用气居民潜在的汞危害，践行了公司绿色环保的理念。研究成果当之无愧地在2020年度的中石油集团公司科技进步奖评选中荣获一等奖。

薪火相传的团队

——用脚步丈量青春，用时间沉淀梦想。

我国是世界最大的能源消费国，确保能源安全是关系国计民生全局性、战略性的问题。作为较为清洁的化石能源，天然气被认为是我国能源结构调整的主要增长点和低碳转型的主力军。尤其是在“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”两大目标的约束下，我国能源结构清洁低碳转型的步伐势将加快，天然气在其中的桥梁作用也将进一步得到体现。

在国民经济需求与能源发展战略的驱动下，天然气进入跨越式发展机遇期，迫切需要落实更多的天然气储量和产量。但同时，我国油气工业已进入常规-非常规并举阶段，复杂气藏的占比越来越高，发现优质大气田越来越难，这对勘探开发领域提出了更多的创新需求。李剑渴望接受高难度的挑战，同时也能做到冷静分析局面。在他看来，想要取得科研成果的突破，毫无疑问，人才队伍的培养和科研文化的建立是重中之重。

习近平总书记曾经说过：“谁拥有了一流创新人才、拥有了一流科学家，谁就能在科技创新中占据优势。”李剑自然懂得团队的力量和人才梯队建设的重要性。事实上，30多年时间扎根在勘探院这片沃土上，他不仅只从事天然气的科学研究，也担负起人才的培养重任。

在李剑心中，他与学生的关系不仅是师生，还是朋友，更是未来路上让中国油气资源研究领域领跑世界的战友。他十分看重科学的传承，一流的学科之所以成为一流，往往需要几代人的接续奋斗和积淀。

“如果当年没有我的几位老师的严格教诲和对我无微不至的关怀与帮助，也就没有我后来的发展。”念及师恩，李剑非常动情。“我的硕士生导师黄汝昌先生，一生治学兢兢业业，即便在生命的最后一刻，忍着胰腺癌的病痛，还在辅导学生;我的博士生导师李明诚，当年被打成‘右派，48岁才开始搞研究，但他没有怨天尤人，始终开朗豁达，最终成为油气运移领域的权威专家;我参加工作之后，做了两次博士后研究，跟随戴金星、汪集旸院士两位导师做课题，戴老师今年已经86岁了，依然和我们一样上下班，甚至全年只休大年初一那一天，还时常督促我的工作。”

李剑觉得这种传承不只是知识的积累，更是一种科研报国的情怀和矢志油气的信念！正是因为前辈们的影响和带动，才使得他的科研一直坚定向前，一直在不断攀登一个又一个高峰。恩师的德行如同一面镜子，照亮李剑前进的道路，让他懂得言传身教的重要，决心将这份沉甸甸的责任和使命承前启后，传承下去。

一代又一代人薪火相传，用青春和热血向世界证明了中国油气资源的发展成就。繁霜尽是心头血，当年的老一辈们有的退休，有的作古。如今，56岁的李剑带着新一代的年轻人，为了挑战更高的目标，正付出百分之二百的努力。

李剑时常告诫团队里的年轻人，油气勘探开发周期长，需要有“放长线”的耐心，同时想象力还要丰富，“你没有宽广的想象能力，很难做好地质工作，因为一口井要打到地下几千米，有很多未知的因素，有很多不确定的东西，我们无法把下面看得清清楚楚，这就使得我们一定要有站得住的理论基础”。

要想在所谓的“禁区”里取得突破，必须敢于从以往的认识中走出来，勇于突破已有的“定论”，从勘探理论和地质认识上有所创新。李剑认定创新是破解油气勘探困局、走向更大发展必须依靠的“钥匙”。他想尽方法提高科研人员理论技术的更新与储备，给年轻人压担子、扶梯子、搭台子，帮助年轻人提升解决实际问题的能力，建成了一支专心致志搞科研、一心一意谋发展的人才队伍。

找油找气，除了超强大脑，还需要一颗勇敢的心，要不惧挫折，坚持不懈，不能说有困难了就止步不前。这是李剑30年间在不断失败与成功的交错中得出的一条真理，他说：“年轻同志需要在艰苦环境下磨炼，会让人终身受益。”

这是因为出野外勘探经常面对异常恶劣的环境，甚至是绝境。“我们经常到了一个地方，前不着村后不着店的，你得想办法把工作完成好的同时，还要安全地把队伍带回去，这其实是很难的。”李剑禁不住感慨。有时候驻地离取样现场的气井有200公里之遥，越野车在绵延起伏的沙丘中要颠簸穿行四五个小时才能到达。沙漠里往往没有路，要靠前人路过的车辙辨认方向，但往往一阵大风刮过，路径就被风沙埋住了。车子陷进沙里抛锚更是家常便饭，“有一次在柴达木盆地，上午十点钟车子陷入了沙坑，那里杳无人烟，也没有手机信号，我们只得冒险靠双脚往外走，走到晚上六点钟才遇到一辆车获得救援”。类似从死亡线上捡回来一条命的经历不止一次两次，但行事低调的李剑并没有过多对外提及，故而这些惊心动魄的冒险往事几乎鲜为人知。

回顾过往，石油天然气工业的发展史，就是一部油气勘探与开发的振兴史，而一批又一批的石油科技工作者完成的每一次技术跨越，都带来了油气储量及产量的快速增长。时序交替中，永恒不变的是产业报国、奉献能源的初心;历史坐标上，始终清晰的是勇挑重担、家国天下的情怀。

越是艰难，越是攀登。未来更长的日子里，在“为国争气”的道路上，还会有各种各样的困苦、危险和绊脚石横亘于斯，但是它们阻止不了李剑和他的团队前进的坚定步伐。他坚信，理论创新永无止境，科学探索没有句号。熟悉李剑的人都知道，敏于行而讷于言的他一旦下定了决心做一件事，十匹马也拉不回来。“我就是这么一个人，只要认准了目标，就去努力，要做一件事就一定做成功！”李剑的语气里充满坚定。

（责编：杨思玄）

专家简介

李剑，中国石油勘探开发研究院首席技术专家，博士生导师，中国石油天然气集团公司高级技术专家，享受国家特殊津贴，新世纪百千万人才工程国家人选，国家有突出贡献中青年专家，全国优秀科技工作者，国土资源部、发改委授予新一轮全国油气资源评价工作先进个人。担任中国石油天然气集团公司天然气成藏与开发重点实验室主任和学术委员，中国石油氦气技术研发中心副主任和技术委员会委员，《天然气地球科学》副主编。长期从事天然气地球化学、天然气成藏和天然气资源评价工作及氦气、汞富集规律与资源评价工作，先后负责或参加完成了“八五”到“十三五”国家重大科技专项天然气项目、国家“973”项目、中科院先导项目、中石油重大专项、中石油重大科技项目等科研项目50多项。目前是中石油“十四五”前瞻性基础性重大项目“大气田（区）成藏规律与勘探关键技术研究”项目长，国家重点研发项目“富氦天然气成藏机制及氦资源分布预测技术”的课题长。曾先后获国家自然科学奖二等奖1项，部级奖一等奖10项、二等奖16项，地质学会“十大科技进展”2项，孙越崎和黄汲清优秀青年地质科技奖各1项。发表文章300多篇，出版专（译）著20部，获授权发明专利23项。