油气历史成因与当采技术漫谈

李华东，叶 恺

(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏无锡 214126)

近200年来，油气工业发展实现了多次重大理论技术创新或跨越。从找油气圈闭到找油气储集体[1］、油气矿床，海相、陆相、海陆相油气藏兼顾探查，二次、三次采油及水平井分段压裂技术等的发展……，诸如此类使被发现油气藏的深度、分布区域和可采储量在不断突破“禁”区，推动着找油气的领域连续翻新，拓宽了人们对石油地质理论研究的思维空间，促进了石油工业当采技术的不断创新，也使得人们对油气到底来自何方，间歇性地在石油地质界反复提问、发酵。基于此，笔者漫谈油气成因[2］与当采技术，供有兴趣的学者参考，以期人们以另一只眼欣赏眼花缭乱的油气成因学说，开拓油气勘探工作新的领域。

1 油气资源评价系统与油气历史成因说

目前，国内外可见的石油地质学方面的资料对油气生成的理论认识基本一致，大多数专家学者认为，沉积有机质在还原环境下埋藏到一定深度后，在温度、时间、细菌、催化剂等条件的作用下，经过生物化学、热催化、热裂解、高温变质等阶段，陆续转化为石油天然气。由此而形成了各种油气资源评价方法和系统、理论和技术路径。通常开展油气资源分布规律研究包含以下内容:地层沉积构造演化、流体特征及其所处温度场及地压场变化、生—储—盖—运—聚—保—散的模拟及模型建立等，将这些内容通过参数选择、方法研究、结论及风险分析等相互勾连则构成了油气资源评价系统结构[3－5］。

可以看出，现代油气生成理论的取向是试图以现有技术或技术突破，从结构上还原油气藏形成过程，解剖油气藏，开发油气藏。每当自然科学取得某项技术上的突破，总能在增储上产中找到其发挥作用的节点和理论猜想的深入点。这些现象或称“事实”的发现，符合以还原论为基础的实证科学。当人们在不断突破找油气领域，不断获取超想象的(或称超理论的)可采储量而高兴之余，又总是有学者质疑这些油气真的可以用现代油气生成理论中的沉积有机质来自圆其说吗?油气无机成因说[6］、事件油气源岩[7］、油气历史成因说等等，总是过几年就会有学者把这些概念从故纸堆里捣腾出来见见阳光。

油气历史成因说者惮于物质结构认识的无止境，转向“有所不为，以用为主”。在极限思考之余，人力所及的尽头，停下脚步，以整体论为基础，从功能上把握各种油气成因的可能性，“敦促”从事油气商业开采的政治家、企业家、科学家们用油气历史成因说来指导勘探，摒弃油气资源枯竭论，以期换取人们摒弃利用新技术不惜破坏人类生存环境、疯狂开采化石资源并以此为荣的思维方法。

油气历史成因说者把元素、星系、地球、生物及油气起源演化史联系起来讨论，认为宇宙间自从有了碳、氢元素后，油气就开始形成并演化到现在，亦即油气的形成可以追溯到天文时期，延续到地质时期乃至人文时期;认为油气先驱物在生命形成之前就已存在，它伴随从元素到无机物到星系的演化，也伴随从无机物到简单有机物的演化，同样也伴随从简单有机物至生命的演化;油气历史成因说旨在强调油气先驱物随着星系、地球和生物形成及演化而循环，旨在把早期说、晚期说、有机说、无机说等各种生油说划分成该学说中油气生成的各个途径，旨在告诫人们不要怀疑大自然的鬼斧神工，碳氢元素生成后，大自然总有办法将其形成烃类物质。据此，笔者勾勒了一幅油气历史成因说与油气资源评价系统结构图(图1)，戏说或展望一下油气工业中涉及到的当采技术[7－9］。

2 当采技术的结构属性与功能属性

图1 油气历史成因说与油气资源评价系统结构Fig.1 Hydrocarbon historical origin theory and evaluation system for hydrocarbon resource

一个多世纪以来，石油地质领域由以下技术构成，成盆成烃成藏地质认识与实验模拟技术指路—地球物理勘探理论和相应技术先行—钻探、测井及岩层改造方法和技术验证。为了讨论方便，笔者把这类目前采用的指路技术、先行技术和验证技术统称当采技术，“当采”二字的意思可以用下面的例子来作进一步解释。众所周知，人类开采矿藏，是按效能(效率、效益、效果、环境或社会对技术反人类固有特性的承受能力)分层次开采的，由表及里，由浅至深。在每一个不同的时期，总有众人共同使用的开采技术，成本相应低，效益相应高，笔者把这一技术称之为当采技术。当向“深”一层次开采遇到难题，并且人们沿新的思路重新研究而不奏效时，有可能将难题搁置许久，不再发明新技术。当长期不能向深一层次掘进时，人们有可能回到早已采过的层次，进行回采，回采用的老技术称之为回采技术。表面上看，技术的产生和深化对自然界和物质的研究是中性的，但实际效果是其有意无意的拒绝考虑人和自然的关系问题、道德问题。现实世界告诉人们，技术在其日益发展中带给我们物质上的舒服和丰富，却污染了自然，加剧了竞争、掠夺和战争，并有可能使之远离道德和精神文明。人工核爆炸、克隆技术、食品添加剂、三次采油和水平井分段压裂技术的无限制使用，人类生存的环境以及地质结构无可恢复的损伤，时常在提醒有良知的政府和科学家们。

从认识物质结构角度看，由于结构的无限可分性，技术应当有无限空间可去延伸;从技术的功能性含义来看，任何一些技术都具备可替代性，对延伸技术的研究可能会让科技工作者进入死胡同，替代技术的研究更能符合科技工作者人性的自然发展。但是，当人力和财力可无限取得时，人们对技术延伸的渴求总是受到尊崇。这是因为，政治家往往以充分发挥科技工作者人的主观能动性为己任、企业家不愿沉没对现有技术的开发成本、科技工作者沉浸于技术延伸研究中一个堡垒一个堡垒攻克的喜悦，于是，技术延伸研究者往往被冠以“正宗”，技术替代研究者则常常被斥为“异端”。

新技术革命中的信息、生物、新材料、新能源、空间及海洋技术的无所不能，又点燃了技术发明和使用者的良知，也促成了石油工业中当采与回采技术的轮番登场。技术仅是一种工具，人们怎样利用技术自卫或改造自然，享受技术给人带来的幸福或灾难，完全取决于使用技术的人而不是工具——技术本身。“一些商业化开采化石资源的技术革新可能在现阶段污染环境，那就让我们去开拓新的其他技术吧”的美好“愿望”，在我国油气勘探史上是可以找到例证的。

几千年前，人类借助简单机械技术，利用油气的自然流出(自喷)特性获取油气，改善自然环境，造福人类。自19世纪末开始，中国大地上可以总结出“洋油”—中国贫油论、陆相生油论—原油自给、“实现我国石油工业二次创业”—净进口、改革开放—先污染后治理、科学发展观—蓝海战略等等的概念(说法)提出阶段。在不同的阶段，政治家、军事家、企业家、环境保护者等人群都曾焦虑，但焦虑的原因大相径庭，解决焦虑的途径和愿望也各具特色。伴随着清王朝灭亡、蒋家王朝退至台湾、社会主义改造—建设—改革开放—科学发展观等历史事件，我国油气勘探组织从无到有，尤其在1950年代从西北转向西南，又从玉门、西南转向东北，发现了大庆油田;1960—1970年代东部大发现，胜利、大港、苏北相继捷报频传;1980—1990年代，东部硬稳定—西部大发展，塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、海域相继突破;20世纪末—本世纪初，国内国外2种资源2个市场齐头并进。市场经济告诉人们，灵感已不是推动科学研究和技术发明的最有效的推动力，商业化才是当今最有效的推动力。任何一项发明技术的用途总是存在的，但是如果没有适当的投资，该技术就得不到开发而被束之高阁。加之，除利润的无限贪婪性外，人的一生是短暂的，发明技术的人总是希望在有生之年看到其发明技术的价值，发现技术价值最快的方法就是商业化，随商业化成功而来的效益是技术的价值的最好诠注[3，5］。

在人们热衷于提高勘探成功率和油气采收率时，当采技术无限制向前发展，技术对环境的污染不是其主要的制约因素。绿色低碳战略的实施，科学发展的要求，人们开始转向储量转化率、储量替代率的提高和桶油发现成本的降低，技术对环境的污染又会成为主要的制约因素了，当采技术就不能无节制开发和发展下去了。有专家测算，随着替代能源(如风能、核能、氢能、太阳能)和节能措施等的发现以及运行成本的不断降低，20年后油气能源将不再是主要能源。笔者对此不以为然，认为油气能源仍将是不可替代的主要能源。

3 几点认识

展望石油勘探的当采技术，油气能源的获得应仍然是效能最佳的。1)随着量子计算及机器人的商业化，地球结构认识的不断突破使寻找油气藏从或然性逐步走向必然，钻井技术也将取得重大进展而钻穿上地壳寻找油气的成本在大大降低;2)随着量子调控干预分子原子的运动规律成为可能，油气成因的认识将从猜测走向公理，为勘探服务;3)基因组测序速度的加快，使微生物工程找油技术有可能成为未来最低廉的直接找油技术;4)量子计算所具有的并行处理数据极快能力，也将地球物理技术直接找油的成本大大降低;5)随着双束(电子束、离子束)显微镜从材料、生物行业转向并在石油界使用的普及，纳米级三维重构将把烃源岩、储集岩、盖层的解剖带入了另外一个世界，油气尤如人类的探囊之物;6)宇宙大尺度物理规律的突破，商业化开采地处星系油气资源模式的深入研究可以让宇宙飞船轻易获得银河系里的油气能源;7)海洋技术及物质深层次结构认识的突破，海底天然气水合物(可燃冰)的工业化开采已为时不远[3，10－11］。

[1]邹才能.非常规油气地质[M］.北京:地质出版社，2011.

[2]李华东.油气历史成因假说[J］.石油实验地质，2004，26(4):404－408.

[3]何建明.部长与国家[M］.2版.北京:新世界出版社，2010.

[4]刘德良，沈修志，陈江峰，等.地球与类地行星构造地质学[M］.2版.合肥:中国科学技术大学出版社，2009.

[5]陈伟，刘大锰，许露露.应用地理信息系统进行油气资源综合评价[J］.大庆石油地质与开发，2011，30(6):57－61.

[6]张景廉.论石油的无机成因[M］.北京:石油工业出版社，2001.

[7]李华东.事件油气源岩[J］.石油实验地质，1992，14(4):372－379.

[8]李华东.超深部油气藏的储存空间[J］.石油知识，2004(3):6－7.

[9]单俊峰，庞雄奇，刘兴周.成藏太古宇潜山内幕深层勘探潜力评价方法[J］.特种油气藏，2011，18(3):12－15.

[10]金庆焕，张文学，杨木壮，等.天然气水合物资源概论[M］.北京:科学出版社，2006.

[11]孟庆强，朱东亚，解启来，等.塔中和巴楚地区深部流体活动控制因素及有利区预测[J］.石油实验地质，2011，33(6):597－601.