|
由中國地球物理學(xué)會流體地球?qū)I(yè)委員會主辦的流體地球科學(xué)與巨型成礦帶及重大自然災(zāi)害學(xué)術(shù)研討會日前在北京召開。會上，來自大慶油田勘探開發(fā)研究院崔永強(qiáng)博士的《用幔源油氣理論指導(dǎo)石油工業(yè)》報告引起與會者熱烈反響，再次引發(fā)理論界對石油成因是無機(jī)還是有機(jī)的深入探討和關(guān)注。 石油有機(jī)成因和無機(jī)成因之爭不僅僅是理論之爭，還涉及到國家石油戰(zhàn)略和石油安全。 有機(jī)成因理論被質(zhì)疑 “石油有機(jī)成因的3個主要理論依據(jù)已經(jīng)動搖，即石油具有生物分子特有的旋光性，石油具有生物分子特有的生物標(biāo)記化合物，99%的石油發(fā)現(xiàn)于富含有機(jī)質(zhì)的沉積盆地。因為在地幔巖捕虜體和隕石中萃取的有機(jī)分子同樣發(fā)現(xiàn)了旋光性和生物標(biāo)記物，這說明所謂的生物標(biāo)記物及有機(jī)分子的旋光性并非生物所特有?！贝抻缽?qiáng)開門見山地說，而99%的石油發(fā)現(xiàn)于沉積盆地，是因為發(fā)現(xiàn)石油的沉積盆地對應(yīng)巨厚的上地幔軟流層隆起，且軟流層隆起幅度越高，上覆盆地含油性越好；上地幔軟流層隆起幅度低或不隆起，其上覆沉積盆地則是貧油盆地。上地幔軟流層隆起幅度與盆地含油性呈正相關(guān)關(guān)系，說明決定盆地油氣豐度的根本原因是地幔流體而非沉積層中的有機(jī)質(zhì)。 崔永強(qiáng)還表示，石油有機(jī)說最具代表性的是干酪根熱降解生油模型，需要將干酪根加熱到200~250℃以上。這在沉積盆地的沉積層中是難以實現(xiàn)的，大慶油田的所謂生油層溫度只有60℃，有的盆地更低。而且，干酪根熱降解模型是一個吸熱模型，而這又不符合熱力學(xué)第二定律。因為熱力學(xué)第二定律要求自然發(fā)生的過程必須是放熱的、熵增的，但干酪根本身作為異常復(fù)雜的高分子團(tuán)，通過吸熱形成高度有序的烴類、石墨，是個熵減的過程。此外，干酪根熱降解模型把干酪根描述為分散有機(jī)質(zhì)，它在沉積層中是高度分散的，它形成的烴類也是高度分散的，而我們在油氣藏中看到油氣是高度集中的，由地層中高度分散的有機(jī)質(zhì)到高度集中的油氣藏，這個過程仍然是一個熵減的過程。一個自然發(fā)生的過程同時具備吸熱和熵減兩個特征，這是不符合熱力學(xué)第二定律的。 崔永強(qiáng)認(rèn)為，有機(jī)成因理論試圖用漫長的地質(zhì)時間來補(bǔ)償干酪根降解模型中化學(xué)反應(yīng)溫度的不足，從而提出了時間—溫度補(bǔ)償原理，但這是無法實現(xiàn)的。因為發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的前提是必須在活化溫度以上。對一個尚未開始的化學(xué)反應(yīng)，根本不存在化學(xué)反應(yīng)時間長短的問題。 “傳統(tǒng)理論中關(guān)于油氣二次運(yùn)移的上生下儲之說，要求低密度油氣向下運(yùn)移到高密度的水中，同樣違背物理學(xué)的基本常識。”崔永強(qiáng)說。 在他看來，有機(jī)成油論其實起源于對地球表層，最多是上地殼淺表的觀察，是從動植物可以提煉油脂這樣一種直觀經(jīng)驗出發(fā)，對上地殼沉積巖層中有機(jī)物的演化做出的主觀推測。這種推測與大地構(gòu)造的形成過程沒有建立聯(lián)系，與地球本身的天體物理形成過程也沒有建立聯(lián)系。也就是說，有機(jī)成油理論只能在一個極小的理論設(shè)定范圍內(nèi)，獲得邏輯上的自洽性，一旦越出這個范圍，在整個基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)和地球化學(xué)的統(tǒng)一知識框架內(nèi)，有機(jī)成油論不僅無法獲得支持，反而會因自相矛盾、漏洞百出，而陷于邏輯上不能成立的境地。 無機(jī)成因理論已系統(tǒng)化 那石油無機(jī)成因又是什么理論？崔永強(qiáng)說，無機(jī)成因，也可稱為幔源油氣理論，因為離開地幔烴堿流體，無機(jī)成因便無從談起。這個理論從現(xiàn)象的歸納和對有機(jī)成因的質(zhì)疑發(fā)展到今天，已經(jīng)能夠在巖石、流體、構(gòu)造3個方面從理論上進(jìn)行推演。 幔源油氣的基礎(chǔ)理論包括烴堿流體地球化學(xué)理論和大陸層控構(gòu)造理論。烴堿流體地球化學(xué)理論指出，地幔是石油、天然氣的根源，烴和堿是地幔流體兩大組成部分，有烴必有堿、有堿必有烴。這個理論讓我們從地幔巖石、地殼巖石，直至沉積層和油氣藏這個完整的路徑中看到烴類運(yùn)移和演化的蹤跡。這個理論中的石油與礦床學(xué)中的有機(jī)質(zhì)、金屬非金屬礦產(chǎn)伴生的烴是一個概念、一個來源。 大陸層控構(gòu)造理論則揭示了深部構(gòu)造與上地殼、沉積層構(gòu)造的必然聯(lián)系，為軟流層中的地幔流體突破剛性上地幔和下地殼，上涌進(jìn)入中地殼、上地殼和沉積層指明了構(gòu)造途徑。這就跳出了有機(jī)成因用泥巖和頁巖里說不清來源的烴來證明油氣藏中的烴這樣一個僅僅局限于沉積層的死循環(huán)，跳出了在干酪根生油假設(shè)下對儲層的石油和泥巖中的干酪根、有機(jī)質(zhì)地球化學(xué)特征沒完沒了的對比。 “烴堿流體地球化學(xué)理論和大陸層控構(gòu)造理論不僅解釋了地球內(nèi)動因及整個地殼變化，還解釋了地幔流體變動帶來的地殼巖石圈的變動過程，解釋了大陸上各層次構(gòu)造形成的原因，解釋了地表物質(zhì)水、空氣、基本生物的來源，解釋了地殼中的物質(zhì)巖石、礦物的來源和形成機(jī)制等。石油、天然氣的形成原因與分布規(guī)律只是這套整體理論體系中的一部分而已，在這個統(tǒng)一的理論體系內(nèi)部，每個分支理論在邏輯上是自洽的，至少油氣的無機(jī)成因論不僅回答了有機(jī)成油論無法解釋的問題，而且不存在任何內(nèi)在性的邏輯矛盾?！贝抻缽?qiáng)說。 據(jù)了解，我國已有一大批石油無機(jī)成因的研究學(xué)者，經(jīng)過多年的潛心研究，在各自領(lǐng)域取得了成果，包括大慶油田研究院原副總地質(zhì)師郭占謙教授、中國科學(xué)院蘭州地質(zhì)研究所所長王先彬。 我國著名地球物理學(xué)家李慶忠院士曾多次撰文，呼吁打破思想禁錮，重新審視生油理論。 中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院高級工程師張景廉等人通過對克拉瑪依油田烏爾禾瀝青脈，塔里木盆地志留系瀝青砂巖、寒武系、奧陶系干酪根，以及遼河油田原油古近系有機(jī)質(zhì)干酪根等的鉛、鍶、釹同位素及微量金屬元素的地球化學(xué)研究，獲得了一系列原油無機(jī)生成的重要證據(jù)。而這些石油無機(jī)成因的地球化學(xué)證據(jù)，目前還沒有國外報道，屬于我國原創(chuàng)性工作。 中國科學(xué)院戴金星院士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊?wèi)?yīng)用天然氣地球化學(xué)原理對中國東、西部天然氣藏進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并最終確認(rèn)中國東部二氧化碳?xì)獠厥堑蒯碓矗蛇|盆地徐家圍子斷陷深層火山巖中的烴類氣藏也是地幔來源。 針對有學(xué)者質(zhì)疑無機(jī)成因沒有油氣田的證據(jù)，崔永強(qiáng)表示：“事實上，在以往的勘探中，我們已經(jīng)在火山巖和變質(zhì)巖等基巖中發(fā)現(xiàn)了大量油氣藏，有機(jī)成因是用上生下儲模式解釋這些油氣來源的。其實，這些基巖位于沉積巖下部。沉積巖若是能夠形成油氣，在水浮力的作用下，只能向上運(yùn)移，不會向下滲透入基巖的。因此，基巖中發(fā)現(xiàn)的油氣資源應(yīng)是來自于地幔的?！?br> 據(jù)了解，國外已經(jīng)成功地應(yīng)用無機(jī)成油理論指導(dǎo)了石油勘探開發(fā)實踐。據(jù)俄羅斯方面的報導(dǎo)，世界上已經(jīng)有261個油田是在無機(jī)成油論指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)的。目前全球平均鉆井成功率只有45%，而前蘇聯(lián)科學(xué)家在無機(jī)成油論指導(dǎo)下的鉆井成功率則高達(dá)93%。 中國科學(xué)院肖序常院士也指出，在世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的大油氣田中，實際上有2/3是無機(jī)成因的。烏克蘭頓涅茨油田、越南白虎油田、松遼盆地徐家圍子深層氣田等，都有確鑿的具體材料表明，在基巖中發(fā)現(xiàn)了足夠商業(yè)產(chǎn)量的油氣藏，這些油氣只能是來自幔源的。 而在實驗室化學(xué)方面，早在19世紀(jì)60年代，在實驗室內(nèi)就證明了無機(jī)物可以生成石油之類的碳?xì)浠衔?。法國化學(xué)家別爾特羅1866年完成了這方面的試驗?，F(xiàn)在被無機(jī)成油論者廣泛引用的費—托反應(yīng)，其原理是由費舍爾于1921年提出的，后來與托布羅什在實驗室中完成。按這一原理，1935年在德國出現(xiàn)了世界上第一個“人造石油”工廠，年產(chǎn)量2.5萬噸。 專家盼無機(jī)成因理論獲高層支持 然而，盡管有一批中國科學(xué)家從各個角度證明了石油無機(jī)成因論的可成立性，并指出了以該理論指導(dǎo)我國石油天然氣勘探開發(fā)的前景，但這些學(xué)說似乎還沒有被從事油氣勘探開發(fā)實踐的主流學(xué)術(shù)界所接受，更沒有被石油開發(fā)決策者所重視。 崔永強(qiáng)介紹說，前蘇聯(lián)經(jīng)過幾十年的研究，最終提出石油生成無機(jī)論，這個理論確保了前蘇聯(lián)和俄羅斯石油天然氣出口大國的地位，石油收入全球第二。所以，我國首先要積極引進(jìn)和吸收俄羅斯的無機(jī)生油理論成果。 專家指出，石油行業(yè)是資源和技術(shù)高度密集的產(chǎn)業(yè)，如果沒有高層決策者的決斷和支持，如果沒有主流學(xué)術(shù)界的配合，要想使其在實踐中發(fā)揮效力是根本不可能的。同時，中國尚未從根本上接受石油無機(jī)成因說的原因有觀念上的，也有體制上的，還有具體個人因素的，不一而論。 “這是一項大型的、長期的科學(xué)研究，沒有一家獨立的石油無機(jī)成因研究機(jī)構(gòu)，是不可想象的。”崔永強(qiáng)表示，“我已經(jīng)向中石油領(lǐng)導(dǎo)建議設(shè)立中石油幔源油氣研究中心，設(shè)置中石油幔源油氣重大專項予以支持，用體制和制度來保障無機(jī)成因理論的繼承和發(fā)展，我國第一代著名的石油地質(zhì)學(xué)家李德生院士對此非常支持。” 崔永強(qiáng)認(rèn)為，幔源油氣理論將給予全人類對油氣資源的充分供給，世界石油產(chǎn)量也從來沒有減少過，而一波又一波基于有機(jī)成因的石油枯竭論，不過充當(dāng)了國際油價節(jié)節(jié)攀升的推手而已。 崔永強(qiáng)也坦陳：“要讓石油企業(yè)最終承認(rèn)石油無機(jī)成因而放棄石油有機(jī)成因，還要走過一段漫長而艱辛的道路。但是，幔源油氣理論已經(jīng)取得重大科學(xué)進(jìn)展這一事實，和它對中國石油工業(yè)發(fā)展的重要意義是不容忽視的。既然石油地質(zhì)學(xué)包括有機(jī)成因和無機(jī)成因，如果我們只搞有機(jī)成因不搞無機(jī)成因，中國石油地質(zhì)學(xué)就只有半壁江山，中國石油工業(yè)就只有半壁江山。所以，無論是國家層面，還是企業(yè)層面，設(shè)置無機(jī)成因的獨立研究機(jī)構(gòu)應(yīng)該是理所當(dāng)然的事情?！?br> “創(chuàng)新發(fā)展中國石油地質(zhì)學(xué)，是國家石油安全的迫切要求。石油地質(zhì)學(xué)來自實踐又高于實踐，大力開展科學(xué)實驗，及時消化吸收各學(xué)科發(fā)展的最新成果，是石油地質(zhì)學(xué)走向科學(xué)的必由之路。只有堅持學(xué)術(shù)民主，才是石油地質(zhì)學(xué)發(fā)展的康莊大道。只要充分認(rèn)識到石油理論是國家石油戰(zhàn)略的組成部分，充分認(rèn)識到科學(xué)民主對科學(xué)繁榮的重要性，充分把握國家利益高于一切的原則，就一定能夠把中國石油地質(zhì)學(xué)創(chuàng)新發(fā)展落到實處。”最后，崔永強(qiáng)這樣說道。
|
|
|
