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四十载铸测井利器 书写能源报国宏志(上)——访中国工程院院士、油气地球物理测井专家李宁

作者:闫建文 | 作者单位:

编者按当深地探测与能源安全上升为国家战略,地球物理测井作为油气勘探开发的“眼睛”与“标尺”,正承担着前所未有的历史使命。从打破国外技术垄断,到实现大型工业软件全栈国产化替代;从复杂储层评价理论突破,到完成世界首次万米深井测井作业,中国测井事业在一代代科学家接续奋斗中,实现了从跟跑到并跑、再到部分领跑的历史性跨越。

中国工程院院士、我国首位地球物理测井学博士李宁教授,正是这场跨越征程中的领军人物。他深耕测井领域四十余载,秉持“学科大发展,方有大作为”的理念,带领团队攻克一系列“卡脖子”关键核心技术,研制出我国首套自主可控大型测井工业软件CIFLog,并推动其完成信创版升级,为国家能源安全与科技自立自强筑起坚实屏障。

2026年3月—4月,围绕学术成长、科研创新、学科建设、产业突破与科学家精神传承等主题,本刊特约记者、中国石油勘探开发研究院石油精神(石油科学家精神)研究中心首席研究员闫建文博士,对李宁院士进行了深度采访,全面呈现李宁院士与中国测井事业同呼吸、共命运的奋斗历程,展示他坚守初心、矢志科研、能源报国的人生答卷。

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黄土高原走来的测井人:在时代浪潮中踏上科研征途

从插队知青到石油学子命运与国家需求紧密相连

记 者 李院士您好!非常感谢您接受专访。您从黄土高原插队知青,到恢复高考后的首届大学生,再成为我国首位测井学博士。能否回顾一下,您是如何一步步走上石油测井这条科研道路的?

李 宁 我青年时代在甘肃环县环城公社十八里大队插队,正是那时匮乏的物质条件和异常艰苦的劳动生活环境,锻炼了我吃苦耐劳、脚踏实地的品格。

1977年,国家恢复高考,这是改变人生命运的重大机遇,绝不能放过这个机会,一定要牢牢地抓住。我怀着对知识的渴望、对国家建设的热忱,在每天繁重的田间劳动之后坚持看书学习,最终以全县第一的成绩考入华东石油学院(现中国石油大学〔华东〕)。当时,国家石油工业急需大批专业人才,我们这代大学生的命运,从入学第一天起就与国家能源战略紧紧地捆绑在一起。可以说,我抓住了高考的机会,抓住了继续深造的机会,感谢那个时代党中央的伟大决策。

进入大学后,我系统学习石油地质、地球物理等基础理论课程,逐渐对地球物理测井这一“地下天眼”技术产生浓厚兴趣。测井就像是给地球做CT,通过电磁波、声波、核物理等手段穿透地层,精准识别油气资源。但当时这一领域国内几乎是一片空白,完全依赖进口技术与装备,核心技术被国外长期垄断,进口设备昂贵、软件应用受限,数据安全难以得到有效保障。一种强烈的使命感在我心中萌发:一定要掌握属于中国人自己的测井技术,让国家油气勘探不再受制于人。

师承大家:在老一辈科学家精神滋养中成长

记 者 在您的学术成长道路上,导师翁文波和谭廷栋等老一辈科学家对您影响深远。他们给予了您怎样的指导与精神感召?

李 宁 我是幸运的,一生遇到了许多学术引路人和精神榜样。中国测井事业的奠基人群体,是我永远敬仰的科学前辈。

我的博士导师翁文波先生,是我国测井事业的开拓者。他治学严谨、淡泊名利,一生心系石油事业,把全部心血都倾注在地质与测井研究中。1994年10月20日,在老师的病房留下了一张珍贵照片:翁先生吊着输液管,仍坚持指导科研、处理数据,病床旁堆满了资料和计算机。他生命的最后时刻,依然坚守在科研岗位上。这种“生命不息、奋斗不止”的境界,成为我一生的精神坐标。

张庚骥先生是享誉国际的电法测井专家,我国测井高等教育奠基人之一。他撰写的《电法测井》上下册,是国内测井专业最经典、最有影响力的电法测井教材,目前依然是该领域的天花板。张先生一生担任过的最高职务是学校的教研室主任,他潜心学问、不求闻达,用深厚的数学物理功底构建起完整的电法测井理论体系,真正做到了“有自强之志,无自满之心”。他提出的“张氏几何因子”,使他享誉国际测井界。

王曰才先生首开中国测井专业课程,为我国测井人才培养奠定根基;谭廷栋先生撰写我国首部《测井学》专著,搭建起测井学科完整框架;刘永年先生研制首套国产测井装备,打破国外装备垄断……这五位前辈都是中国测井的奠基之人,功不可没。他们身上“干惊天动地事、做隐姓埋名人”的家国情怀、严谨求实的治学态度、甘为人梯的育人精神,深刻塑造了我的学术品格与人生追求。

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正是在老一辈科学家的言传身教下,我坚定了科研报国的信念,立志要把中国测井事业推向世界前沿,不负前辈嘱托,不负国家期望。

攻坚克难:在挑战中迈出学术创新第一步

记 者 您在学术成长初期遇到过哪些困难?又是如何突破瓶颈、实现理论创新的?

李 宁 20世纪80年代,我国测井技术整体落后国际先进水平20年以上。“复杂油气藏饱和度计算”一直是世界性难题,传统理论均建立在砂岩地层“分层均匀”的假设之上,无法适应我国普遍发育的非均质碳酸盐岩、火山岩等复杂油气储层。在实际勘探中,传统模型计算误差大、适用性差,严重制约油气资源评价与开发。

面对这一核心瓶颈问题,我沉下心来,系统梳理近半个世纪中外文献,逐字研读每一篇经典论文,发现传统模型的根本缺陷在于,受历史原因限制,当时基于层状均质砂泥岩提出的假设过于简单理想化了,不适应后来在更复杂地层条件下的油气勘探评价。针对复杂的非均质地层,传统方法从根源上就存在偏差。我大胆推翻固有框架,提出“随机复杂介质岩石体积模型”,不再强行假定地层均匀,而是将岩石切分为随机薄片单元,通过积分方法推导出饱和度方程的一般形式,国际上数十年间出现的各个经典公式,都是一般形式在给定条件下的特例。

这项研究成为我博士论文的核心成果,在答辩会上获得以王曰才教授为首的评审委员会高度评价,被认为是“近年来国内外测井领域最具建树的独创性工作”。这一理论突破不仅为我国复杂储层评价奠定了基础,更在之后40余年的油气勘探中不断得到验证,展现出强大的科学生命力。

从插队知青到测井博士,从黄土高原到科研殿堂,我的每一步成长都离不开时代的滋养与前辈的指引。这段经历让我深刻体会到:个人理想只有融入国家事业,才能绽放最耀眼的光芒;科研创新只有扎根国家需求,才能拥有持久的生命力。

四十载坚守创新:在核心技术领域实现从0到1突破

瞄准国家急需:确立科研方向与战略定位

记 者 在四十余年科研生涯中,您始终聚焦测井领域关键核心技术攻关。您是如何把握科研方向、选择研究课题的?

李 宁 科研工作者必须回答三个问题:国家需要什么?行业短板是什么?世界前沿在哪里?我的所有研究,都紧紧围绕国家能源安全战略与油气勘探开发重大需求展开。

地球物理测井是石油勘探的“最后一脚射门”:地质学家指明方向,钻井工程师打通油流通道,测井工程师精准定位、发现油气。没有先进的测井技术,就无法高效勘探开发地下油气资源,能源安全就失去重要支撑。20世纪90年代以来,我国油气勘探逐步向深地、深海、非常规领域迈进,地层条件更复杂、作业环境更恶劣,对测井技术提出前所未有的严苛要求。

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我始终坚持四个创新准则,这也是我对科学家创新精神的核心理解:潜心埋首学科研究领域,把基础做扎实,不做空中楼阁式的研究;置身站在学科领军高度,把握全局方向,不局限于局部细节;敏锐洞察学科发展机遇,抢占战略先机,紧跟国家战略需求;指引修正学科前进方向,引领行业发展,不盲目跟跑国外技术。

正是在这一理念指引下,我带领团队先后在复杂储层评价理论、高端测井装备研制、大型工业软件开发、万米深井测井技术、信创国产化替代等领域实现一系列重大突破,每一项成果都紧扣国家急需,每一次攻关都瞄准行业短板。

十七年磨一剑:打造自主可控CIFLog测井工业软件

记 者 CIFLog大型测井工业软件是您团队最具标志性的成果,被誉为我国油气勘探的“国之重器”。能否详细介绍它的研发历程、技术突破与重大意义?

李 宁 “芯片是大脑,软件是灵魂”。长期以来,测井软件一直是制约我国油气勘探的核心瓶颈。国外软件长期垄断市场,不仅价格昂贵、技术封闭,更存在严重信息安全隐患。油气勘探数据事关国家核心利益,一旦遭遇不测,我国油气勘探开发将面临全面瘫痪,能源安全防线将不攻自破。

依托国家油气重大专项,我牵头组建研发团队,下定决心研制中国人自己的大型测井工业软件。这是一场没有硝烟的攻坚战,我们面临三大挑战:一是核心算法完全空白,没有成熟经验可借鉴;二是系统架构从零搭建,需要覆盖全业务流程;三是工程化应用难度极大,要适配各类复杂地层与作业场景。

2011年5月6号,一个非常值得纪念的日子,在钓鱼台国宾馆,时任中国石油科技管理部总经理、中国工程院院士袁士义向国内外隆重发布了中国石油新一代测井软件。CIFLog1.0版本补齐短板,打破封锁,将高端成像处理能力提升至国际同类商业软件的先进水平;2.0版本具备强大处理能力,实现了对国外进口软件的全面替代,它的核心是深度梯次探测和方位定向识别技术;3.0版本全面覆盖单井、多井、水平井测井处理解释的全流程,钻井地质导向是其最大亮点;4.0版本,2024年12月4号在大庆上线,实现了云端测井资料处理解释。这套软件,我们拥有完全自主知识产权,包含80余个应用模块、超过300万行核心代码,覆盖单井精细解释、多井综合评价、水平井处理解释和储层动态分析等全业务流程,整体达到国际先进水平。

团队以十年磨一剑的定力,历经17年持续攻关,无数次推倒重来、无数个日夜攻坚,成功研制出我国石油勘探领域第一款大型测井工业处理软件CIFLog。CIFLog的成功,彻底打破了国外软件长达半个世纪的垄断,实现了我国测井软件从0到1的历史性突破。目前,软件已在中国石油国内外43个作业区实现90%以上覆盖,年处理2万余井次,并规模化应用于中国海油、中国石化、延长石油。已成为国内装机量最大、处理井数最多、核心技术完全自主的测井工业软件,为我国油气勘探开发提供了坚实的软件支撑。

信创化全面升级:筑牢国家能源信息安全屏障

记 者 最近,您带领团队完成CIFLog信创版研发,实现全栈国产化适配。这一突破背后有哪些技术攻坚?对国家战略有怎样的意义?

李 宁 随着国际科技竞争日趋激烈,信息技术应用创新(信创)已成为保障国家产业安全的战略基石。油气勘探数据事关国家核心利益,测井软件必须实现从底层数据管理到上层工业应用的全面自主可控,才能真正守住安全底线。我们瞄准这一国家战略需求,对CIFLog进行全面信创化升级,成功推出CIFLog4.5信创版,实现四大里程碑式突破。

一是构建全栈国产运行环境,全面建成以海光、飞腾、鲲鹏CPU,麒麟操作系统和达梦数据库为核心的测井工业软件国产信创生态体系,彻底摆脱对国外软硬件的依赖。

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二是突破跨平台编译瓶颈,创新应用交叉编译工具链与条件编译技术,打通底层指令集壁垒,实现核心算法与业务逻辑在x86与ARM64两大主流架构高效迁移与稳定运行,兼容性与稳定性达到行业领先。

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三是建成国产化测井云平台,实现国产中间件与达梦数据库全面适配,构建国产化测井大数据云平台,实现海量数据统一管理、云端协同作业、远程智能解释,奠定安全可靠的测井数智化解决方案。

四是实现系统全链条深度优化,实施JVM参数深度调优,精准调度处理器、内存与线程资源,大幅提升运行效率,实现CIFLog与国产操作系统的最优匹配。

目前,CIFLog信创版已通过全行业认证,成为国内首个成熟可交付的大型测井工业软件信创解决方案,从根本上化解了国外同类软件断供风险。CIFLog信创版本已率先在23所大学规模安装部署,为行业核心软件的国产化替代积累了极为宝贵的可借鉴、可复制的成功经验。同时,为国家油气信息安全筑起坚实屏障,为2027年央企信息系统全面国产化奠定坚实基础。

挺进万米深地:完成世界首次“反向探月”工程

记 者 您提出“反向探月”工程理念,带领团队实现世界首次万米深井渗透率测井。这一突破有怎样的科技价值与战略意义?

李 宁 “上天有路,入地无门”。人类登月已逾半个世纪,但万米深地钻探依然是世界级挑战。地球平均半径6371千米,如果把地球比作鸡蛋,到目前为止,人类最深钻井仅12262米,连“鸡蛋壳”都没有打破。万米测井面临高温、高压和狭小空间三大世界级难题:井底温度可达200—300℃,压力超过1500个大气压,仪器空间半径仅几厘米,部分技术难度超过了太空探测。

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我们将万米测井形象地称为“反向探月”工程,这是深地探测领域的战略制高点,也是测井学科的终极挑战之一。2025年1月,我们团队采用自主研制装备,成功完成世界首次万米深井渗透率测井作业,一举实现反向探月工程中最具价值的核心突破。这一成果被新华社、光明日报、科技日报等权威媒体报道,标志着中国测井技术跻身世界顶尖水平。

储层孔隙度、油气饱和度和地层渗透率是油气勘探开发的三大关键核心参数。从1927年测井诞生至今,孔隙度和饱和度两大测井系列已实现工业化应用,而井下连续深度渗透率测量理论及装备却一直未能取得突破。渗透率决定储层油气动用难度和动用程度,直接影响油气可采储量评价和开发方案制定,是油气勘探开发中“卡脖子”的关键参数。

早在20世纪80年代,我就发现了纵波、横波和斯通利波首波相位之间的变化规律,坚信中国学者一定能给出计算渗透率的有效公式。几十年来,我们在基础理论、实验技术、评价方法、处理软件和测量装备研制等方面持续攻关,逐步建立起一套定量计算裂缝渗透率和基质渗透率的完整方法,为渗透率测井技术形成奠定坚实理论和实验基础。

2024年,可进行连续深度测量的渗透率测井原型机研发成功,不仅测量信号清晰,而且耐高温高压、结构简单、冗余性好,有效破解了制约渗透率测井的关键核心问题,一举占领了测井学科的制高点。2025年1月11日,我们应用这套世界首套渗透率测井原型机,在国产CPLog-iWAS地面系统和13000米超长电缆加156kN强动力电缆拖橇组合协同下,从万米井下首次成功采集并实时输出了连续深度的、反映万米地下储层渗透性的岩石基质和裂缝两条渗透率曲线。

这场持续了45年、跨越从理论原创到工程验证的全链条技术创新,填补了地球物理测井自1927年诞生以来的技术空白,终于迈出了从0到1的关键一步。完成从0到1突破只是开头,接下来从1到100的产业化任务还十分艰巨。我们必须抓紧时间在更多井中试验,应对各类更复杂情况,尽快确定适用范围及边界条件,不断改进仪器设计,并着手建造大型模块化定量刻度装置。可以预见,渗透率测井必将对复杂油气藏勘探开发产生深远影响,为我国深地油气资源高效开发提供全新技术支撑。

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2026年, 第4期
刊出日期:2026.4
单月刊,1984年创刊
主管单位:中国石油天然气集团有限公司
主办单位:中国石油企业协会 中国石油企业协会海洋石油分会
国际标准刊号:ISSN 1672-4267
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