如果说石油被誉为“工业的血液”，那么天然气就是氧气，它们都是“工业的食粮”，是最为重要的能源。当今时代，能源安全关系到国家的经济发展、社会稳定，以及国家安全，作为世界最大的能源消费国，能源安全问题已经成为制约我国高质量发展的一大瓶颈。如何有效保障国家能源安全、有力保障国家经济社会发展，现已成为我国能源发展的首要问题。
作为我国最早的石油科研机构之一，中国石油勘探开发研究院汇聚了国内顶尖的油气科研人员，他们为了祖国的能源事业勇于探索、不断创新。他们是国家能源供保的“压舱石”和“顶梁柱”，致力国家油气安全坚如磐石，董大忠教授就是其中出色的一员。
2022年董大忠教授贵州考察
自1983年进入中国石油勘探开发研究院以来，董大忠从事常规、非常规油气地质理论研究与勘探实践已经40余年，他为我国能源事业殚精竭虑，在自己热爱的油气勘探领域中燃烧着青春年华。近10年来，他以黑色页岩为重点，在非常规油气领域开展了一系列开创性科研工作，并取得了显著的成果，推动了页岩气勘探开发的突破与快速发展，实现了我国页岩气储量产量快速增长，保障了我国能源安全。
心有热爱 结缘油气勘探
1983年，董大忠毕业于西南石油大学，带着梦想进入中国石油勘探开发研究院从事油气勘探工作。作为我国油气勘探开发辉煌历程的参与者和见证者，董大忠在我国油气勘探大发展时期，引领了我国油气勘探从构造油气藏向页岩油气藏的拓展，从常规油气向非常规油气的突破。
20世纪80年代，北美掀起了一场轰轰烈烈的页岩气革命，美国成功实现页岩气的规模化商业开发，不仅国内天然气全面自给自足，甚至成为今天的天然气出口大国，为全球能源行业供需格局、开采方式、技术创新等带来全方位的重大变革，深刻改变了21世纪全球能源供应格局与地缘政治。
什么是页岩气?页岩是一种沉积岩，而页岩气是一种从地下富有机质的页岩层段中开采出来的天然气，作为一种非常规天然气，它存储在烃源岩—黑色页岩中，具有高含量、强颗粒状、多孔性状和低渗透性等特征。要开发页岩气关键技术是水平井和改造技术，通过水平钻井进入黑色页岩甜点储层并通过先进压裂技术使天然气流出，提高开采率其难度较大。
从研以来，董大忠始终面向国家能源需求，密切关注油气发展前沿。2005年，他带领其团队率先涉足页岩气这个油气勘探的全新领域，完成了页岩气早期综合地质评价和有利区优选。鉴于我国地质条件复杂，黑色页岩有机质含量低，时代老，构造演化频繁，页岩气发展之初，质疑声不断，他们不畏权威，借鉴美国经验，以我国南方地区为目标，以四川盆地及周边古生界海相黑色页岩为重点，小心求证，大胆探索，落实了我国富有机质页岩主要时代与地区，探索了中国黑色页岩储层实验分析方法，发现我国海相黑色页岩储层发育丰富有机质纳米孔隙，初步形成了中国页岩气形成与富集地质理论，建立了页岩气资源评价技术体系、页岩气有利区/层段与核心区优选标准，估算了中国陆上页岩气资源潜力，提出南方古生界海相页岩是中国页岩气最有利领域，优选出威远、长宁-昭通、富顺-永川等一批有利区带。董大忠主导设计、组织钻探了四川盆地“长芯1井”是我国第一口页岩气地质评价井。该井于2008年建成，为一口150余米全井取芯井，具有重大意义，不仅确定了五峰组—龙马溪组页岩气主力产层，也为我国页岩油气地质理论的建立与勘探开发起到了重要推动作用，更是直接促进了四川盆地及中国页岩气勘探的突破与发展。
2021年陕南考察
董大忠在组织的关怀和支持下，不断学习、成长，研究成果得到很多科研前辈和业内专家的肯定。由此，董大忠有幸先后担任了中国石油集团公司非常规油气重点实验室主任、国家能源页岩气研发(实验)中心副主任、学术委员会委员。此后，董大忠带领研究团队围绕四川盆地南部的威远、大寨-太阳页岩气田，开展实验基础测试技术、页岩气开发基础理论与技术攻关，通过多轮精细构造地质建模、优质页岩储层评价、页岩气甜点区预测等研究，编制了威远、大寨-太阳页岩气规模开发方案，为川南页岩气产量大突破奠定了坚实的理论和先进的技术基础。
从非常规油气的新人、门外汉，成长为非常规油气领域的骨干、领军人，不仅仅是鲜花和荣誉，更多的是艰辛与磨砺，这些都使董大忠及团队成员受益匪浅，也成为他科研路上的一道道风景线。
创新突破 寻找“甜点”页岩气
2002年，美国地质学家Shurr和Ridgley提出了一个名词——“甜点”(Sweet spot)，意思是非常规浅层生物气成因天然气盆地中含气或产气最好的地理区域。随后这一概念被广泛应用于非常规油气资源评价中。所谓的页岩气“甜点”，就是指页岩气富集且易于开发的区域，能“多吃好吃”的才是甜点。
董大忠表示，要提高页岩气钻井的成功率，甜点准确预测是关键。页岩气“甜点”区有许多评价标准，例如页岩的总有机碳(TOC)含量、页岩的岩石脆性和含气量等，这些参数有助于判断某个页岩气勘探区域是否属于“甜点”区。原国土资源部2014年发布的《页岩气资源储量计算与评价技术规范》中的相关表征，把页岩含气量≥2.0立方米/t和TOC含量≥2.0%为主的层段作为页岩气富集层段，或称为页岩气有利(富集)段。针对我国南方五峰组-龙马溪组页岩层系，通常把含气量≥3.0 立方米/t和TOC含量≥3.0%为主的页岩层段作为页岩气甜点段。页岩气属于人工油气藏，需要利用水平井与多段水力压裂技术才能实现商业化开采。因此，页岩气甜点段不仅包括页岩层系内含气富集层段即地质甜点段，也包括易于水力压裂等工程改造的层段即工程甜点段。也就是说页岩气甜点段除了具有较高的含气量和TOC含量外，它们也富含脆性矿物(>60%)，且发育相对较高的孔隙度 (>3.0%)及纹层理缝等微裂缝。
虽然我国南方海相页岩地层页岩气资源丰富，但地质条件极其复杂，页岩高-过成熟，前期生产目标“甜点”形成机理不清，“甜点”段和“甜点”区分布规律不明确，缺乏有效识别方法与评价技术，针对这些重点理论技术难题问题，董大忠带领团队潜心4年攻关研究，完成了“高-过成熟海相页岩气“甜点”形成机理、识别评价技术与应用实践”项目。
该项成果以“创新理论认识、形成方法技术、制定工业标准、应用实践推广”为特征，创新了我国高-过成熟海相页岩气“甜点”理论认识，明确了关键评价参数，推动了南方页岩气开发产量突破200亿立方米，成为了我国页岩气储、产量的主体。其中在理论技术创新上提出了页岩层理控制优质储层发育的成因机理，发现了泥纹层和微裂缝是关键储集空间。确定了沉积控储、保存控藏、厚度控产为页岩气富集三大主控因素;提出了多地质事件沉积耦合和页岩气差异富集两大“页岩气甜点”成因理论认识，发现了硫化缺氧是富有机质页岩形成的关键因素，明确了高-过成熟海相页岩气“甜点”成因和差异富集机理，发展了传统石油地质学理论，丰富了页岩气勘探开发理论;系统建立了高-过成熟海相页岩气“甜点”识别和评价的关键技术体系。基于层序地层、化学地层和生物地层三结合的方法，建立多信息、高分辨率年代地层格架技术;米级-厘米级-纳米级全尺度储层精细描述与评价技术;建立页岩气优质层段识别与评价的“铁柱子”技术;单因素分析、多因素综合的页岩气“甜点”区预测评价编图技术;研发了黑色页岩纹层成因数值模拟软件系统，推动了细粒沉积及页岩纹层成因研究。不仅填补了我国页岩气勘探开发理论技术空白，更使我国成为继美国之后，第二个掌握页岩气“甜点”理论及核心技术的国家。
在实践应用上，该项成果为四川盆地川南地区页岩气田年产量突破100亿立方米开发方案的制定提供了有力支撑，促进了长宁、威远和昭通地区万亿立方米页岩气探明储量的发现，以及川南页岩气100亿立方米产能的快速建设，取得了十分显著的经济和社会效益。
董大忠团队的创新成果，在国家油气体制改革、页岩气产业发展等政策制定上发挥了重要支撑作用，在南方海相页岩气开发规划实施效果评估中发挥了重要作用，特别是在“十四五”现代能源体系规划中，对进一步引领中国页岩气快速发展具有重要意义。现如今，在“双碳”目标下，作为清洁低碳的能源，天然气是实现降碳减排的重要角色，而页岩气作为未来天然气增量的主力军，将大有作为。但是，我国寻找页岩气依旧面临着极大的挑战，如地质条件复杂、技术难度大、环保和安全风险较高等。为此，董大忠教授和我国千千万万的地质科学家们，始终怀着保障国家能源安全的责任感、使命感，在中国页岩气勘探和开采的战场上不畏艰难险阻，开拓创新、奋力拼搏。他们用凡人的身躯，做着不凡的事业，功在当代利在千秋，为我国的能源事业做出了不可磨灭的贡献。他们是最可爱的人，他们值得得到每一个中国人的敬仰和尊重。
迄今我国页岩气累计探明地质储量已近3万亿方、累计产量1160亿方，2023年页岩气年产量达到250亿方以上，占我国天然气总产量的11%。他将自己的人生岁月融入于能源事业的洪流之中，他会继续老骥伏枥、砥砺前行、创新探索，为我国发现更多更优质的页岩气藏，让中国在非常规油气舞台上闪耀光芒。(文/张霞)
2024年5月18日川南考察
