——记中国石油勘探开发研究院油气地球物理研究所副所长杨志芳

杨 戈  蔡巧玉  吕腾波

　　几年前，中国石油勘探开发研究院（以下简称“勘探院”）油气地球物理研究所（以下简称“地物所”）副所长杨志芳，成为中石油集团拍摄的一组纪录片的女主角。那组纪录片的主题叫作《倒班》，记录的是石油一线女员工日夜加班倒班的真实工作日常。

　　在地物所，柔弱的杨志芳是出了名的“女汉子”，工作起来拼命、严谨，心无旁骛，勇往直前。在她看来，油气事业的发展，不仅要依靠先进的理论和技术，更要依靠人的意志和责任心。20余年的科研时光，8000多个奋斗的日日夜夜，每年实验时间超过千时，年均分析数据上万组，处理解释地震数据上万平方千米。这一连串数字成为她科研路上闪亮的“勋章”。

　　而这8000多个日日夜夜，也伴随着我国地震岩石物理技术从跟跑到超越的发展历程。从一穷二白的实验条件到地球物理重点实验室的平地而起，从手工计算到大数据建模，从储层与流体的定性预测到定量预测。“要说不辛苦那是假的，但为国家找油找气，始终是我们石油物探人最大的责任和使命。我们不但要做为国找油找气的主心骨，更要做好高水平科技自立自强的排头兵。”杨志芳的话掷地有声。

　　油气资源关系到一个国家能源安全和经济发展活力，是保障一个国家强盛发展的“底气”。我国960多万平方千米的陆地疆土下蕴藏着丰富的油气资源，但是因为地质构造复杂，油气勘探成了一大难题。山地、沙漠、戈壁、滩海、黄土塬……地上地下的复杂条件对勘探和工程提出了极高要求。将地下的不可知变成可知、可控直至可利用，为我国油气事业突破一道道“封锁线”，破解这一个又一个“地下密码”，正是以杨志芳为代表的勘探工作者的职业使命。

　　“身为一名地球物理科技工作者，如果能用我们科研的手段，为油田钻井降低风险、找到更多优质储量，我觉得这比得多少个奖项都更值得高兴和自豪。”杨志芳如是说。

点燃岩石物理的星火

　　杨志芳与石油的缘分，肇始于年少时的生活熏陶。她从小就生活在胜利油田基地，是“闻着石油味儿长大的”。“家里亲戚们都从事石油领域的工作，茶余饭后聊的也都是和找油找气相关的话题。虽然小时候还没有明确的职业规划，但现在回想起来，耳濡目染之下，这颗种子其实早已在我心里埋下了。”杨志芳笑着回忆。

　　高考时，年仅16岁的杨志芳学业优秀，可以有很多选择，但她心中那股对石油事业的向往，促使她毅然报考了中国石油大学（华东）的物探专业。

　　“根据地震数据信息，就能判断某个区域有没有油气，存量是多少，在哪个地点打井能把油取出来。这是多么神奇的一件事！”开学第一课，就让杨志芳深切感受到了“我为祖国献石油”的使命感和责任感。在此后的4年时间里，杨志芳开始全面接触关于石油的相关知识，地震勘探原理、弹性波动力学、数字信号处理、油层物理学……数理基础扎实的她，面对全新且烦琐的专业领域，起早贪黑，如饥似渴地汲取着知识的养分。大学期间，她跟着师长们出野外，跑现场，在习得扎实的理论基础和专业功底之余，理论结合实践，这让杨志芳在此后的工作中受益终生。

　　本科毕业后，杨志芳凭借优异的成绩考入了勘探院研究生部，继续深造地球探测与信息技术专业。在这里，她接触了更前沿的科研理念和技术，逐渐明确了自己的研究方向。地球物理勘探，这一被誉为“给地球做CT”的技术，在油气发现领域发挥着至关重要的作用。杨志芳深知，这将是一条充满艰辛的道路，但她没有丝毫退缩，而是满怀热情地投入研究工作中。

　　2002年硕士毕业后，杨志芳正式留在了地物所工作，此后便开启了自己在地震岩石物理与流体定量预测技术领域的科研征程。“那时的石油行业，地震预测主要以叠后地震数据为主，目标是预测地下油气的大致位置，在精度上还有很大的差距。”石油深埋地下，有油没油，勘探人员主要还是靠有限的资料和深度取样来判断。打一口井，少则上千万、多则几千万，甚至上亿元的投入。“数据稍有偏差，瞄的点错了，井位差了50米、100米，构造就变了，油气藏可能就不存在了。如果找得不准，钻头下去没见到油，那损失就太大了。”杨志芳说，找准油气位置、掌握油气储量对油气勘探工作至关重要，这个过程要求执行者必须具备专业的功底和极高的科研素养。

　　初生牛犊不怕虎的杨志芳不惧挑战，她铆足了干劲，在全新领域开始了科技攀登之路。她是个善于学习的有心人，平时，身边每一位同事的优点，她都会通过观察加以汲取。“他们都是我身边潜在的‘师傅’。”每当遇到困惑，杨志芳都能主动做到不懂就问。地物所是个科研氛围很浓并且友爱互助的集体，大家对于这个年轻人的虚心请教也都积极回应，尽力帮助她早日走上科研的正轨。

　　对于地物所，杨志芳从心底产生了一种归属感。在研究团队中，她见识到真正的顶级石油科技工作者的能力、眼界和责任担当，她也在和前辈师长的不断交流中快速提高着对科研工作的认知。“石油勘探是在对已知资料分析总结规律基础上用于再实践的一门科学，也是一项在实践中不断摸索前进的事业。作为保障国家能源安全的主力军，我们必须有破冰前行、不断创新、挑战极限的信念和斗志。”前辈的教导声声句句敲在她的心坎上。

　　杨志芳留所工作参与的第一个重要项目，是“复杂碳酸盐岩储层的叠后地震资料解释”。所谓地震勘探，就是采用人工方法激发地震波，地震波在向地下传播的过程中，遇到不同的地层可以发生反射并且传回地表。接收装置在地表采集到地震信号，然后由计算机处理这些信号并且进行成像。面对海量数据和屏幕上起伏的波形，这位刚刚从象牙塔里走出来的年轻姑娘第一次感受到理论与实践之间的鸿沟。但这并没有让杨志芳退缩，反而激发出她的斗志。图书馆和资料室成了她的战场，她废寝忘食地研读国内外有关地震勘探的文献和最新研究动态，自学石油地质学、沉积学等知识，一遍遍翻查地震剖面，希望能从中找到“蛛丝马迹”，探索到新概念、新原理和新技术方面的突破。

　　对很多新人而言，这是一项枯燥且烦琐的工作，杨志芳却十分享受其中的乐趣。对每一个细节、每一项数据，她都精益求精，力争使每一张图表都能清晰、准确地表达丰富的内涵。粗粗细细、密密麻麻，各种颜色标记着油气勘探的构造分区、地层界线、等值线，以及各种储量等纷杂的信息，这些在外行人看来头疼的图表，对于杨志芳而言，则是穿过厚厚的地层，找到埋藏于地下几千米的油气宝藏的重大线索。当时用于地震解释的Landmark、GeoFrame、Stratmagic等主流软件也被她用得炉火纯青，“软件就是工具，当时的软件基本都是单一功能，Unix系统根据不同的需要在不同的软件中切换。当时我就在想，如果能有一款Windows的综合软件，就会为地球物理工作者提供巨大的便利”，这也为iPreSeis软件的开发埋下了种子。

　　两年时间内，杨志芳出色地完成了“肯基亚克盐下碳酸盐岩储层预测及含油性预测”和“华北裂缝性砾岩储层预测”等项目，在2005年，即参加工作后的第三年，她的研究成果获得了北京市科技进步奖二等奖。在大量工作及生产项目的历练下，年轻的杨志芳快速成长，从一名懵懂的新人成为研究所的科研骨干，并且开始身担重任。

搭建科研创新的基石

　　随着我国加大油气勘探开发力度，地震解释技术正从定性向定量转变，地震定量解释已经开始成为新的热点。在能源领域，岩石物理作为地球物理数据与储层、流体、油气藏地质参数之间的重要桥梁，在勘探开发及工程领域发挥着关键作用，并推动地球物理定量解释理论、方法和技术的快速发展。面对我国众多复杂地质构造和多变地层的油田，地震技术及创新需求面临着诸多挑战，这都对石油科技工作者提出了新的要求，要不断在核心软件、装备及关键技术研发上取得突破，持续提高勘探精度和效率。

　　2007年对于杨志芳来说，是具有里程碑意义的一年。当时，国内地震岩石物理的研究基础还比较薄弱，相关实验设备和技术几乎处于空白状态。为了改变这一现状，勘探院决定筹建地震岩石物理实验室。在时任主任曹宏的带领下，团队毅然挑起了这副重担。

　　谈起实验室从设计到完工的整个经历，杨志芳感慨万千。这个过程充满了艰辛。从基础建设、设计图纸、订购设备到组装调试的每个环节都需要自己动手，大到发展规划，小到购买一张办公桌，每一个环节都需要团队成员亲力亲为。为了完成设备研制和加工，成员们自学了机械制图；为了找到合适的零部件，他们跑遍了周边大大小小的建材市场；为了制作合适的岩石样品，博士后甚至变成了车床和焊枪操作的熟练工；为了更好地理解力学知识，杨志芳在离开校园7年后，报考了清华大学航天航空学院力学系博士研究生，从高等动力学开始学起，5年的时间完成力学专业的学习和实践。“当你感觉坚持不下去时，其实再咬咬牙就挺过去了。”这是杨志芳经常挂在嘴边的一句话，既是为了激励携手同行的同事，更是对自己的勉励。一个又一个复杂的程序，日复一日地做测试，不能出分毫差错，一个小小的错误，很可能需要花费一个月甚至更长的时间校验纠正。

　　在团队的共同努力下，经过近5年的艰苦筹备，地震岩石物理重点实验室终于在2010年正式建成。随着实验室的建设和发展，杨志芳开始将更多的精力投入实验研究和基础研发的科研项目中。她明白，只有通过实际项目的锻炼，才能真正检验和提高自己的科研能力。

　　我国低孔渗、致密天然气资源分布广泛，但这些储层成岩复杂、孔隙结构多样、含气性变化快，地震预测难度非常大。当时的理论和技术难以满足生产需求，存在着理论模型适用性差、低频实验技术不成熟、复杂孔隙储层岩石物理特征不清等问题。面对这一系列世界级的难题，杨志芳和团队成员决心迎难而上，一一攻克。

　　团队联合休斯敦大学韩德华教授，共同研制出国内首套低频岩石物理实验设备，能够测量从1～3000Hz范围内的岩石物理参数，解决了高频实验数据不能直接用于地震勘探的难题。低频实验设备的成功研制，为复杂孔隙介质中地震波传播规律及能量衰减机理的研究提供了重要实验基础。以曹宏为首的团队将跨频段岩石物理实验、数字岩石物理与天然气地震检测结合起来，创新发展了复杂孔隙介质岩石物理理论模型，揭示了气层弹性参数随物性、含气性变化新规律，突破了以往“地震频带内纵波信息对含气性变化不敏感”的传统认知，为后续推动气藏地震检测向定量化方向发展和技术创新奠定了坚实基础。为了获取可靠的实验结果，杨志芳经常在实验室三四天不回家，只为获得第一手数据。

　　2008年在四川龙岗气田的勘探中，团队基于岩石物理模板的含气饱和度定量预测技术首次成功实现工业化应用。龙岗气田是一个深层碳酸盐岩储层，深度达到6000多米，且地质条件复杂。当时，实验数据还非常少，项目不仅技术难度大，而且时间紧迫，给团队带来了前所未有的挑战。“我们每天晚上都是两三点才睡觉，办公室和实验室的灯总是亮到很晚。”回忆起那段日子，杨志芳仍记忆犹新。他们不仅要处理大量的地震数据，还要进行岩石物理理论建模。在短短3个月的时间里，他们手工解释了700多个正演模型，从模型里面把数据一个个地手动拾取出来，再与地震数据进行对比标定。根据地震数据、理论模拟认识，团队率先实现了龙岗1、2井区400多平方千米三维地震资料含气饱和度工业化预测。他们与油田组成联合攻关团队，边论证边钻探，科研与生产滚动并进，根据预测结果及时调整部署，避免了6口井落空，为油田节约了6亿多元的成本。

　　基于岩石物理模板的含气饱和度定量预测技术的成功应用，不仅为油气勘探开发提供了有力的技术支持，更为我国地震岩石物理技术的发展树立了新的里程碑。此后，这一技术在国内多个盆地得到广泛应用，实施钻井逾百口，预测成功率整体超过85%，为储量探明和节约钻探成本作出了突出贡献。

　　物探是油气勘探的排头兵，离不开高端软件。长期以来，国产软件核心算法匮乏，技术链条短缺，地震处理解释应用严重依赖于国外软件，而国外软件往往又与中国油气现状“水土不服”，存在技术不适应问题和核心技术“卡脖子”风险。物探工程软件专业性强、研发难度大，国际上一款大型软件一般需要数十年持续不断地投入。地物所的软件研发团队，自2007年以来，在国家“973”、重大专项和重点研发等20余项课题资助下持续攻关，在真地表全深度速度建模、定量化储层预测方面取得原创性突破，2016年12月20日，团队自主研发的复杂储层成像与定量预测软件iPreSeis正式发布，以真地表全深度整体速度建模与成像和地震岩石物理储层定量预测为核心的物探“黑科技”特色技术体系进军商业软件市场。这颗面向中国复杂油气勘探的“中国芯”引来了国内同行的广泛关注，软件发布以后，《中国科技报》、《中国石油报》、《人民日报》（海外版）和搜狐网、百度网等相继报道，在国内外油气地球物理界产生极大轰动，直接促使了国外地震储层预测软件在国内销售价格大跳水。而iPreSeis软件中的亮点之一就是杨志芳带领团队研发的地震岩石物理建模软件模块，其功能是目前所有综合性软件平台中欠缺的，这一模块也成为日后软件销售中的一大特色。

传承中国石油人的精神

　　油气发展之路异常艰辛，杨志芳早已习以为常，这种复杂和困难在她的眼中恰恰正是物探的潜力和魅力所在。用她的话说，目标越难，就越要沉下心钻进去；任务越艰巨，干起活来就越有意义。

　　当今世界百年未有之大变局加速演进，在2021年秋天，习近平总书记对全体石油人作出了“能源的饭碗必须端在自己手里”的殷切嘱托。“要想实现这一目标，需要不断发现新储量、新阵地。这对我们搞勘探的人来说，是义不容辞的责任。”杨志芳表示。也是在同一年，杨志芳完成了一次角色的转换，她被任命为地物所的副所长，日常的工作重点也有了偏移。“过去做科研天天泡在实验室，现在要思考更多统筹、协调和管理的工作。”

　　杨志芳的行政工作日渐多了起来，但是在具体的科研业务上，她依然是身先士卒，要求团队做到的，自己必须做到前头。“白天事务性工作比较多，到了下午5点之后，是属于我的科研时间，晚上加班是家常便饭。”只要有一点时间，就要挤出来做科研——这是杨志芳对自己的要求。她常说，勘探院是人才扎堆的地方，如果你的知识水平或者业务能力得不到认可，说话就没有底气。杨志芳无论在什么样的工作岗位上，始终坚持自己负责的项目自己干，从项目立项论证、开题报告到验收报告，汇报多媒体的每一张片子都是自己创作，每一个多媒体也都成为范本，刚刚验收的集团公司“十四五”的项目，杨志芳负责的课题无论是开题还是验收，都以第一名的成绩排在项目首位。

　　“千万不要把平台的能力视为自己的能力，离开平台，剩下的才是自己的。”多年的科研经历让杨志芳明白，一个人走得快，但只有一群人在一起才能走得远。把想法变为现实，将理论研究实现现场转化，需要一支协同合作的团队，携手在建设能源强国的道路上逢山开路，遇水搭桥，从不同的角度配合进行深入的工作。杨志芳感叹：“我很幸运，在这样一支团队里，每一天都充满了干劲！”在杨志芳看来，科研事业的发展离不开人才的培养和传承。“当年我作为一名刚毕业的研究生到勘探院，就是在老同志们手把手地传帮带之下迅速成长的。”她回忆起20多年前的情形，依旧感触良多，时光流转到今天，杨志芳对于自己团队里的年轻人的培养也是尽心尽力。新冠病毒感染疫情期间，杨志芳正在美国斯坦福大学做访问学者，她主持发起了“午间一小时”的学术活动，利用中午“盒饭”一个小时时间，通过视频的方式进行内容多样的交流。后续活动逐步发展为周期性的学术切磋，时间也由每天中午更改为每周五下午两个小时。活动已经坚持举办了50期，大家格外珍惜每一次学术切磋的机会，团队也以此拓宽思路，激发创新，增强凝聚力。杨志芳还利用自己担任中国地球物理学会岩石物理专业委员会秘书长、北京地球物理学会理事等身份，积极为团队年轻人争取机会，通过“青年托举”等方式推动年轻人成长。

　　杨志芳的科研路径，也是中国地震岩石物理技术发展的时代历程。从起步阶段的艰辛探索到发展阶段的快速崛起，再到成熟阶段的引领示范，在这个过程中，随着科研工作的深入开展，中国地震岩石物理技术不断取得新的突破，每一步也凝聚着杨志芳的心血与汗水。中国地震岩石物理技术从无到有、从弱到强的辉煌历程，杨志芳不仅仅是见证者，更是全程深度参与的开拓者和实现者。采访之初，杨志芳一再跟笔者强调：“我们现在取得的一点点进步都是站在前辈们的肩膀上，千万不要突出我个人，没有前辈们的托举和培养，年轻人也不会走得这么稳、这么快！”

　　“油气领域是一个大熔炉，奋斗者只有经过千锤百炼，才能实现更大的人生价值。”杨志芳说，物探技术领域的一个微小进步，可以解决油气田很大的现实问题。但这微小的进步需要她和她的同事们付出极多的时间和极大的精力。

　　和那些80、90后一代科学家一样，杨志芳的身上有着一种迫切感和使命感，尤其站在“双碳”目标的历史节点上，她把目光投向更远的未来。“当前地球物理勘探领域正处于技术迭代与产业升级的关键时期，面对‘两深一非一老一新’的挑战及国际技术的竞争，拥抱人工智能，择己所长，择世所需，我们要做的，是让地震波成为解读油气密码的万能钥匙。我们的工作就是这样一个不断突破、不断创新的过程。话说得再漂亮也没有用，实实在在推动油气增产才能赢得尊重！”

专家简介

　　杨志芳，博士，高级工程师，现任中国石油勘探院油气地球物理研究所副所长、中国石油地球物理重点实验室主任、中国地球物理学会岩石物理专业委员会秘书长，北京地球物理学会理事、中国石油学会石油物探专业委员会（SPG）委员、国际勘探地球物理学家学会（SEG）会员、欧洲地质学家与工程师协会（EAGE）会员。主要从事地震岩石物理与油气藏地震定量预测理论和方法研究。承担国家及省部级项目30余项。发表论文90余篇，申报发明专利68件，登记软件著作权14项，制定企业标准4项。获省部级科技进步奖一等奖2项、二等奖3项，省部级技术发明奖二等奖1项，中国石油十大科技进展1项。中国石油首批“青年科技英才”，第十八届中国青年女科学家奖候选人提名。