油气无机成因学说在中国的发展历程

2018-02-10 01:37李玉琪
关键词:生烃无机勘探

李玉琪 张 旋 惠 荣

(西安石油大学 石油史研究所,陕西 西安 710065)

0 引 言

油气无机成因学说最早是由化学元素周期表的发现者、俄国化学家德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫在1876年提出的。门捷列夫根据天文学中的证据推论地核中存在大量碳化铁,碳化铁与水能够在高温高压条件下生成类似于石油的碳氢化合物,进而提出了石油“碳化铁生烃假说”,并以实验证明这一假说可以成立。[1]13-14在门捷列夫之后,索柯洛夫于1889年提出了“宇宙说”,他认为石油是地球在火球状态时吸收的原始大气中的碳氢化合物冷凝而成,并且随着进一步冷却从裂隙运移到地壳中。[2]116半个世纪后,前苏联的库德梁采夫于1949年提出了“岩浆说”,认为石油是基性岩浆在冷却过程中C、H元素在高温高压条件下合成的碳氢化合物。[2]116这三种学说是目前油气无机成因学说中的主要观点,其中“碳化铁生烃说”和“岩浆说”都属于地球内部成因假说,“宇宙说”则属于地球外部成因假说。

油气无机成因学说在俄国经过长期的发展,被越来越多的人所接受,俄罗斯中央地球物理研究院总地质师阿赫梅特·齐穆尔基耶夫在他的文章中直言:“石油沉积运移假说是20世纪人类最大的科学谬误。”*《从地球内部的油气地质区域划分到盆地模拟的技术——幻想是不正确的》,阿赫梅特·齐穆尔基耶夫著,西安幔源油气勘探开发研究有限公司内部资料。

我国对油气无机成因学说的关注始于20世纪50年代,其发展历程大体上可分为三个阶段:20世纪50~60年代,对无机成油理论的初步引介;20世纪70年代末,无机成油理论在我国重新提起;20世纪90年代至今,形成独立的多元生烃理论并走向实践验证。

1 20世纪50~60年代:我国对“油气无机成因”学说的引介

我国对石油无机成因理论的引介始于20世纪50年代。1952年《科学通报》第9期上刊载了俄国学者密洛诺夫的《石油成因问题和它的解决途径》一文,这是目前在国内刊物上能够找到的最早阐述石油无机成因理论的文章。

新中国成立后,苏联专家支援我国地质学教育体系的建立,曾在北京地质学院任教的苏联专家梁布兴教授将库德梁采夫的无机成油理论引进到了中国,我国后来的许多石油地质学家都曾听过梁布兴的课。据后来成为无机成油学说重要代表人物的长安大学张之一教授回忆[3]89,他最早就是在课堂上听到梁布兴介绍石油无机成因论的。1958年,科学出版社出版了库德梁采夫等人的论文集《反对石油有机起源假说》,这是我国出版最早的有关油气无机成因理论的专著,该书对我国持油气无机成因学说的学者影响很大,不仅使当时相关地质院校的师生通过这本书了解到了有关石油无机成因说的基本理论,而且直到今天,谈无机成因说的学者仍必谈库德梁采夫。

但是当时不论是在国际上还是国内,有机生油说都是占主流地位的学说。在国际上,俄国的古勃金、美国的莱复生等知名的石油地质学家都持“油气是有机生成”的观点。在国内,我国石油部部长助理康世恩在去苏联考察后向毛泽东主席汇报了油气生成的两种观点,在毛主席问其赞成哪种观点的时候,他说他赞成有机生油。[4]38康世恩是石油部当时负责技术的主要领导,影响力仅次于余秋里部长,后来又长期分管石油口,他的观点对中国石油工业的影响十分巨大。当时的实际工作中,大多数的石油地质工作者认同并使用“有机成油理论”来解释遇到的问题。在这种大环境下,油气的无机成因说在我国只是当作一种国外的学说加以介绍,并没有得到实际运用。

2 20世纪70~80年代:“油气无机成因”学说在我国被再次提起

在引进无机成油理论20多年后,日本学者安藤直行的《石油和同位素——关于石油成因的同位素解释》一文,提出同位素与石油的关系,该书虽仍坚持石油的起源来自生物的有机质,但也提出了无机说对有机说的几点质疑,并指出同位素方向有可能是石油成因争论的新的突破点。[5]22此后无机成油理论在我国又被重新提起。

20世纪70年代末到80年代,在一些地学杂志上逐渐出现我国学者自己撰写的石油无机成油理论的相关论文。但这一时期最为明显的特点就是基本上是概念的引介和阐述,少有独立深入的研究。

1978年,中国科学院海洋研究院的栾作峰发表文章,认为分散的有机质无法聚集成油气藏,且有机说无法解释石油的运移问题,指出石油是由深部的含C、H、O等元素的气体沿断裂带向上运移,在遇到盖层阻挡时聚集形成的。[6]8之后,黄瑞华也举出了火山岩油气藏的实例,指出了宇宙中的其它无生命星球上甲烷烃的存在,阐述了油气和热液矿床的共生现象,并进一步说明用岩石催化也可形成碳氢化合物。[7]67-69

中国科学院兰州地质研究所的王先彬研究员是国内最早正面阐述天然气的非生物成因和地球深部来源的学者,是无机油气研究的先驱者之一。1982年9月,王先彬通过对四川威远气田震旦纪天然气化学组成特征的研究,指出该气藏的气体来源既不是该地区较年轻的其它沉积岩层,也不是远距离运移,而很有可能是通过深大断裂运移上来的深部天然气,提出可以将无机成因与有机成因相结合的观点。[8]1069-10711987年3月,王先彬又提出从现代地球物理学、地质学、地球化学、地震学等多个学科综合入手,来探索非生物成因天然气,将有可能更好地还原出石油天然气形成的地质历史过程。[9]14-15此后至今30多年间,他一直坚持无机成因气的研究,陆续与郭占谦等人合作发表了《论非生物成因天然气》《论天然气形成机制与相关地球科学问题》《中国松辽盆地商业天然气的非生物成因烷烃气体》等文章。

石油部石油勘探开发研究院的张恺1984年6月发表文章,介绍了国际上关于非生物成因天然气的研究现状,归纳出关于深层气假说的几项研究进展,并指出我国东部地区、西南部的青藏高原、云贵高原以及四川地区不但蕴藏着生物成因的天然气,还应保存着巨大的非生物成因天然气资源。[10]81-82张恺是比较早的“二元成因论者”,在引介国际上的非生物成因天然气研究后,20世纪90年代又陆续发文探讨油气壳-幔深部成因、油气成因二元论与勘探新准则,致力于以“油气成因二元论”来推进我国油气勘探事业的发展。

1987年10月,地质矿产部西南石油地质局的符晓在《石油实验地质》上发表文章,不仅通过大量油气田的勘探开发资料为石油无机说提供了支持,更提出了以此为基础的四川盆地西部的找油气方向探讨,明确提出以石油无机成因说为指导来找寻油气。[11]211-216在其本人的勘探实践中,符晓将无机烃源作为一个重要的因素加以考虑,在设计川西新场气田新851井时,明确提出“地壳深部无机烃源”为三种烃源之一。[12]97符晓提出建议并实施的井位有十多口,日产量最低的川孝104井为4×104m3,最高的新856井为60×104m3。符晓根据自己的勘探实践总结出的经验与杜乐天的理论原则(参见下文)基本一致;他还修改了基于有机论的传统“源控论”,提出“立体源控”的模式,指出“在生油坳陷(凹陷)内及其周缘(包括陡坡和缓坡),纵向上,在生油层系以下和上覆的全部非生油层系内,只要具有适合的聚集、保存条件,就可以找到油气田(藏)”[13]96。这种“立体源控模式”已与俄罗斯无机成油论的克鲁泡特金定律*克鲁泡特金定律:如果烃类(石油天然气)出现在地壳的某个位置(含油气区),那么它们会贯穿和集中在整个基底到剖面上层的整个地层剖面。克鲁泡特金是俄罗斯无机成油论的代表人物之一。相差无几。

3 20世纪90年代至今:我国学者通过独立探索,将有机生烃和无机生烃学说结合起来,形成多元生烃理论

20世纪90年代,我国支持并认同无机成油论的学者越来越多,无机成油论者不再单纯地引进国外的概念,而是有了独立的研究成果,并建立起经过自己独立思考和研究的理论体系。

中核工业铀矿地质研究院的杜乐天研究员是较早支持油气无机成因理论的学者之一,他五十年代留学苏联莫斯科大学地球化学系,深受柯尔任斯基交代学派的影响,同时,他还是中国最早接触地球排气学说的学者,并将其引介到中国。当时,国外学者对地球自深部向外持续排出的气体成分已经取得重要的发现,认为有C、H、O、N、S等元素,经过独立的实证研究,杜乐天发现碱土族元素Li、Na、K、Rb、Cs特别是Na、K两种元素,也是地球排气的重要成分,这是他对地球排气学说的独特贡献。他厘清了地球排气中各种成分及其作用,将地球排出的气体成分概括为HACONS(A指碱土族元素),并独创“幔汁”这一中文术语来指称之。他认为油气是由“幔汁”从地球深部带来的,幔汁是地球构造运动的内动因,在地壳中各种矿物的成矿过程中都发挥着重要作用,油气只是其所成矿物中的一种。*笔者2013年11月至2015年12月期间对杜乐天研究员进行过多次访谈,其中一部分内容发表在《休闲读品》杂志上,一部分未发表,此段文字基于这些访谈内容而成。1988年,杜乐天在《大地构造与成矿学》上发表文章,指出“幔汁中的C—H系统才是油气的主要来源”[14]92。从90年代开始,杜乐天陆续发表了《幔汁(HACONS)假说》《地幔流体研究的某些新进展》等数十篇涉及地幔流体与石油成因的论文,系统阐述其学说。他领衔研究的国家自然科学基金首批重点项目《地幔流体与软流层(体)地球化学》,有多家单位的24名学者参与,该项目进行了充分的野外地质观察和实验室研究,为“幔汁学说”提供了坚实的科学证据,该项目研究报告于1996年由地质出版社公开出版。杜乐天一直坚持在这一方向的持续探索,思想不断发展,2015年,他和张景廉、欧光习联名在《地质论评》第五期发表论文,指出石油也是一种热液矿藏,有机碳干酪根可以生烃,但需要来自深部的热和氢,而这些能量和物质,正来源于幔汁。[15]1007-1019此文将有机无机两种生烃模式融合起来,形成了更符合地质实际的多元融合生烃理论。2017年6月杜乐天出版新作,不仅再次系统讲述了他的幔汁学说,而且全面系统地阐述了他所独创的碱交代作用原理、氢的地球化学原理、氧的地球化学原理,并在此基础上指出,当代地球科学的各个组成部分岩石学、矿物学、大地构造学等需要一场全新的革命。[16]1-21现今,“幔汁学说”已经成为研究油气成因尤其是“幔源油气”的理论基石。

中国石油勘探开发研究院西北分院的张景廉研究员是立场鲜明、行动执着的石油无机成因论拥护者。1997年他先后发表了《Pb、Sr、Nd同位素体系在石油定年与成因示踪研究中的应用》《塔里木盆地干酪根、沥青的Pb同位素特征及其原油幔源非生物成因》等文章,通过Pb、Sr、Nd同位素证明了沥青与干酪根不同源[17]66,[18]84,为石油无机成因提供了证据,并阐述了地幔流体与费—托合成反应[19]93,认为石油的无机成因理论不再只是门捷列夫时代的假说,而是拥有充分依据的科学理论。张景廉对油气铅锶钕同位素的实验在世界上也是首次。2001年他出版了我国第一部系统讨论石油无机成因学说的专著,书中系统批判了有机成因论的主要理论基点,如Connan的时间—温度补偿原理等[20]3-9,正面阐述了油气无机成因的基本原理[20]213-231。直到今天,张景廉仍致力于石油成因的研究,2014年出版了《二论石油的无机成因》,并正在进行《三论石油的无机成因》的撰写工作。需要特别加以说明的是,尽管张景廉对有机生油论的一些基本观点做了透彻的批判,但他并不否定有机碳可以生油,他是多元生烃论者,认为有机无机都可以生烃,只是要有各自的生烃条件。

成都理工大学(原成都地质学院)教授、地质学家罗志立也是较早接受油气无机成因的学者,他在工作中发现我国东部盆地中多有地幔上隆和火山岩活动形成的裂谷盆地,认为“可能有深部无机成因油气加入”[21]202。罗志立早期曾发表文章《中国陆相生油二元论》,1991年结集在《地裂运动与中国油气分布》一书中出版,1997年又撰写《再论“中国陆相生油二元论”》,呼吁“在当前有机论者一统天下的局面,也希望对无机论者留有活动的空间”[22]6。2004年罗志立在研究塔里木—扬子古大陆重建时发现大规模的玄武岩能够通过地裂运动从中、下地壳喷到地面,进而提出峨眉地裂活动可以为无机成因油气提供上逸通道。[23]124-127

在20世纪80年代国际上就承认了无机天然气的存在,我国天然气地质专家包茨在其1988年出版的《天然气地质学》一书中,介绍了大量有关深源气的资料,明确指出“深源无机成因的甲烷的存在是无可置疑的”[24]57。美国西部逆掩断裂带所发现的天然气藏中就存在无机成因气;非洲扎伊尔和卢旺达共和国交界处的基伍湖中含大量天然气,因其3He浓度被认定为深源气。[24]5

中国科学院院士戴金星提出了无机成因天然气和有机成因天然气的鉴别标准,这一标准已为业界所公认,此后中国油气地质学界普遍承认了无机成因天然气的存在。戴金星在研究煤成气的过程中发现其中既含有有机烃烷气也含有无机烃烷气,并通过对各油田五千多个样品的对比研究,提出了鉴别有机气和无机气、煤成气和油成气的4类21个指标。[25]12-18此后戴金星又相继发表《中国含油气盆地的无机成因气及其气藏》《非生物成因天然气(藏)的构造成因类型及其地球化学特征》《无机成因二氧化碳气的类型分布和成藏控制条件》《无机成因油气论和无机成因的气田(藏)概略》等多篇论文和《中国东部无机成因气及其气藏形成条件》一书,论述无机成因天然气的特征和成藏条件。

这一时期,中国国内的学者在无机可以生成天然气方面已基本达成共识。1994年中国科学院兰州地质研究所出版专著,其中专门列出“非生物成因天然气”一章,指出“最近数十年来,用生油(气)层理论(即有机生烃论)的观点去解释油气的成因遇到种种困难。在地幔中存在大量的烃类,并沿深大断裂运移到地壳上部,已获得了大量无可置疑的地球化学证据。”[26]331

大庆石油管理局勘探开发研究院原副总地质师郭占谦对油气成因持多元论主张,认为既存在有机油气也存在无机油气。郭占谦与王先彬合作,以大庆油田为基地做气源分析研究。1994年他们合作发表文章,分析了松辽盆地内的地质结构,认为其裂谷成因为深部幔源油气运移提供了通道;而通过甲烷碳同位素的组成特征比较,认为该地区天然气中较高的氦组分的同位素组成特征来源于地幔氦组分。[27]303-309郭占谦与王先彬合作发表石油无机成因理论相关论文共7篇,他本人独立或与人合作发表相关论文共计20多篇,为无机成油理论提供了许多有力的证据。

中国石油天然气集团公司东方地球物理勘探公司的李庆忠院士也认为不应固守有机生油理论。他在2003年发表文章,列举有机生油论目前存在的20多个矛盾之处,指出无机生油的可能,并提出应该用温度替代时间实验来证明有机物到底能否生油。[28]76-83这篇文章引起了无机成油论者与有机成油论者的一场学术争论,黄第藩、梁狄刚、王兰生等持有机成油论的学者与无机成油论者进行了直接的论战。2005年李庆忠再次指出,石油地质界不应固步自封,而应给无机生油论以空间,扩大找油的可能。[29]16

中国科学院院士肖序常、金之钧、滕吉文、刘嘉麒与中国工程院院士康玉柱等也都撰文表示接受无机成油理论。肖序常院士发现中东以及美国、加拿大的油气区均分布在蛇绿岩带附近,而在此前对蛇绿岩的研究中已经发现岩石在“蛇纹石化”为蛇绿岩的过程中可以产生烷类(也就是无机成油理论中经常提及的“费—托合成效应”),故而转向研究蛇绿岩与油气的关系,以期能对我国找油有所帮助。[30]163-164金之钧院士主要研究油气成藏机理及资源评价,认为盆地中的油气本就生成于有机和无机共存的环境中,两者对其形成均有影响,而深部流体活动更在其中发挥着极其重要的作用。[31]滕吉文院士指出地球第一深度空间(<5 000米)的一次性化石能源已日渐紧缺,油气勘探应转向第二深度空间(5 000~10 000米),这一深度按照传统的干酪根生烃理论限定的生烃门限已很难存在油气,而美国、德国、俄罗斯的超深钻都已经揭示出这一深度存在油气的事实。滕院士认为无机成因气的存在已经得到学界公认,而根据各国无机成油论者的研究,无机成油在理论和事实上也都是可能的,进而提出有机和无机混合油气成因论,按照这一基础理论可大大扩展油气生储空间,在这个前提下结合地球物理深部探测技术对第二深度空间进行油气勘探,将会为我国油、气能源勘探与开发打开一个崭新的局面。[32]2799-2813刘嘉麒院士是火山研究专家,他认为火山作用不仅能够促进有机生烃也可催化无机生烃,并且对油气的运、储、盖均有贡献,火山岩油气藏应该成为寻找油气的又一方向。[33]1-4康玉柱院士曾经在柴达木盆地进行油气地质工作,他参与布置的沙参2井当时是我国最深的一口高产油气井,在5 391.8米深获高产油流。根据有机成油理论中的干酪根热解模型,到了4 000米以下应该只存在天然气,而实际上地下6 000米都有油气存在。结合自己的工作经验,康院士认为“无机生油理论中的深层‘幔源油气’拥有巨大的资源潜力,应予以重视”[34]。

独创大陆层控构造理论的地质学家李扬鉴在接受了无机生烃理论的同时进一步指出,油气主要是从与中下地壳有沟通的深断裂运移上来的,因此,标志地幔来源的玄武岩和深断裂可以作为重要的找油指标。[35]169-174李扬鉴的这一见解与肖序常院士的观点有异曲同工之处。

中国地质调查局发展研究中心的袁学诚研究员和长安大学地球科学与国土资源学院的张之一教授一直在坚持向国内介绍国外的无机成油理论进展,并期望能将国外的成功范例应用到国内。张之一是前文提到过的前苏联专家梁布兴执教过的最早接触到无机成油理论的学生中的一员,20世纪60年代在成都地质学院教授石油地质学时,张之一发现有机生油理论在解释油田成因时有解释不通的地方,此后逐渐接受无机成油理论,并坚持发表文章,向国内介绍俄国的无机成油研究成果。[3]89袁学诚是地球物理专家,近些年开始关注生油理论,从物理勘探的角度指出了我国从深部构造探索来寻找无机油气的前景,并通过依靠现代无机成油理论在第聂伯—顿涅茨盆地北肩成功找到油气的范例,指出秦岭大别深处和东部上升的软流圈可能是我国各盆地油气的主要来源。[36]843-853,[37]1117-1121

原新疆油田勘探部主任林隆栋曾是石油有机成因论的信奉者,对克拉玛依油田的发展做出过突出贡献,有丰富的石油勘探经验,退休后,他通过理论研究与反思,逐渐转而接受油气无机成因理论,认为以无机成油论来总结自己的勘探经验反而更符合科学逻辑。林隆栋依据自己多年的勘探经验,认为准噶尔盆地已经有了很好的基础,可以成为验证无机成油理论的实验特区,只要把工作量不够的地方补上,采用新的找油模式,一定可以再打一次石油工业的翻身仗。[38]86-87林隆栋的学术转向意味着无机成油理论正在由理论探讨走向勘探实践。

大庆油田勘探开发研究院的崔永强是中青年学者中最坚定的无机成油理论的支持者,对有机成油理论持批判态度,大力引进国外无机成油理论研究成果,并致力于推进以无机成油理论来指导油田的勘探开发实践。崔永强依托大庆油田徐家围子无机气的发现,对来自地幔的非生物成因天然气做了大量研究,发表了《松辽盆地无机成因烃类气藏的幔源贡献》等数十篇论文,并期望能够形成以无机成油理论指导勘探的实施方案。

2014年10月,中国科学技术大学出版社出版了以中青年学者、中石油勘探开发研究院的陶士振教授为第一作者的《无机成因天然气》一书,中国科技大学的刘德良教授等二十多名学者参加撰写,该书是国内第一部系统研究无机成因天然气的学术专著,突出了无机成因天然气产生的物理化学条件,重点阐述无机成因天然气成藏地质构造的体系结构和成藏地质构造的动力学以及成藏构造的地球物理和地球化学。戴金星院士评价该书“对未来无机天然气资源的勘探、开发和利用具有一定的指导意义。”[39]序

遥感地质专家陈荫祥、石油地质专家陈沪生等人也均接受了油气无机成因理论,曾撰文指出无机成因油气是有科学依据的,应该予以承认并作为前景区域或战略后备领域。[40]84-98,[41]1-4

除了专业的学者,民间的部分科研力量也在努力推进无机成油理论在我国的发展,其中两位代表人物是非地质专家曾雄飞和农民出身的石军柱。曾雄飞是炸药和爆炸力学专家,在职期间的主要科技研究都与国防建设有关,退休后开始按自己的兴趣做研究,提出了新原子论和宏观物质波理论。曾雄飞认为地球是太阳系“爆炸”形成的,油气田则是地球形成时的产物,其形成年代早于生物有机质出现的年代,提出无机生油理论应从星球视角进行研究。[42]52-54在其著作《新原子论及其应用研究——油气成矿爆炸地质动力学理论》一书中,曾雄飞详细论述了这一原理。农民出身的石军柱自1987年开始研究油气无机成因理论,于2006年在油气成藏机理与资源评价国际学术研讨会上发表文章《古盆地蒸发沉淀有机酸盐生油气机理》,并于次年在全国有机地球化学学术会议上发表文章《有机酸盐高温、高压生油气模拟实验》,力求以实验来证实油气的无机成因。这两次会议上除了石军柱再无其他人提出有关油气无机成因的观点,但有不少人对此感兴趣,与石军柱进行了讨论。*2017年11月23日笔者与石军柱的电话交流记录。因种种原因,石军柱的诸多文章均是会议收录,未在其它期刊上发表过。

4 勘探实践和学术活动

迄今为止,在中国尚未有明确地以无机生烃论指导的油气勘探实践(符晓在川西的勘探实践所打的官方旗号仍是有机论,只是在他后来发表的文献中,能推测出无机论对他起了实际作用),但在勘探活动中发现的一些案例,已经获得了公认的无机成因天然气的证据,如大庆徐家围子气田、江苏黄桥二氧化碳气田与东营凹陷平方王油田古近系天然气及威远震旦系天然气藏。大庆徐家围子断陷地区昌德、汪家屯等多个气田根据同位素数值等判定存在无机烃类气体,且推断其来源为地球深部[43]524-525;江苏黄桥气田根据其产出气体组成与同位素数据判定为深部幔源无机成因气体[44]190;东营凹陷平方王油田古近系天然气同样依据样品中的CO2含量及氦同位素比值确定其主要为幔源成因气[39]10;我国四川威远震旦系气藏因气藏年龄与地层年龄的巨大差异而被认为可能来自地球深部[39]10。这些气田或者气藏均不是在油气无机成因理论有意识的指导下发现的,但是它们的发现却给油气无机成因理论提供了有利的证据,其研究也为以后无机成因油气田的发现提供了一个好的前提。

油气无机成因理论在勘探上的第一次实践尝试是杜乐天提出的“庙岛深钻计划”,拟通过在庙岛群岛区域打深钻开发深部油气资源。[45]15-162005年6月国家发改委主持召开了“《渤海庙岛群岛深部中地壳天然气深钻开发》项目论证会”,听取了杜乐天的报告,会议结束后中石油登记了该区域的矿权,但并没有进行实际的工作。2007年中石化在青岛召开了“中石化无机成因天然气学术研讨会”,会上讨论了怎样在庙岛实施深钻方案,但也未能付诸实践。关于庙岛计划,杜乐天的团队也进行了地表勘察以及电法、土壤测气等工作,并于2010年形成了一份书面报告《庙岛群岛及燕山北缘地幔流体和深部油气调查2009年度工作总结》*内部工作报告,未公开发表。。由于多方面的原因,这一计划最终还是夭折了。杜乐天还推动建立了中国地球物理学会流体地球科学分会,该会自1998年成立到2016年期间共开过五次年会,每次年会都有学者宣读无机成油论观点的论文,是国内无机论者的重要交流平台。

除此之外,2005年10月18—20日,以“非生物(无机)油气的形成和资源前景”为主题召开了香山科学会议第265次学术讨论会,中国科学院、中国石油、中国石化、中国海油、国土资源部等单位及部分高校的专家学者参会,讨论了我国非生物油气的地质基础理论问题和资源前景。[46]143-144

国内相关地学科技期刊为无机成油论学者发表研究成果提供了平台,《中国科学》《地质论评》《地球物理学报》《中国地质》《石油勘探与开发》等核心期刊都有无机成油论观点的论文发表。特别突出的是《新疆石油地质》,十多年间持续刊发石油无机成因论者的文章,当时的主编夏明生20世纪50年代就读于西北大学地质系,从那时起就了解到库德梁采夫的无机成油论观点,他精通俄语,参加过俄语地质学词典的编写,由于他本人倾向接受无机成油论,所以该刊刊发了较多的国内无机成油论者的论文以及翻译的俄罗斯无机成油论译文,任俞女士是主要的译者。[47]153-155《中国石化报》的资深记者陈伟立对杜乐天等持无机论观点的学者的研究活动十分关注,多次做过报道。

油气无机成因理论的发展引起了西安石油大学石油史研究所的关注。该研究所于2011年起开始对这一理论在我国的发展进行系统的研究,对多位学者进行了口述史访谈,以此为基础与《休闲读品》杂志社合作出版了6期相关专辑。2015年该所研究人员赴俄罗斯,与俄油气无机成因理论的研究者进行交流,带回并组织翻译整理了部分“地球排气作用会议”与“纪念库德梁采夫会议”的相关论文,后又邀请俄罗斯学者访华。此后还前往大庆油田、冀东油田、新疆油田等多个油田,与油田相关人员就油气无机成因理论在勘探实践中如何应用进行了探讨。

东方地球物理勘探公司的原副总工程师裘慰庭曾留学俄国古勃金石油大学,退休后仍对俄罗斯的石油地质科学和物探技术的发展保持跟踪研究,西安石油大学石油史研究所与俄罗斯油气无机成因理论的研究者的交流也靠其促成。裘慰庭本人也已接受了油气无机成因理论,并在探索以无机成因理论来指导油气勘探的物探技术方法。近十余年,裘慰庭一直在进行俄罗斯油气无机成因理论研究成果的翻译工作,翻译了大量文献,但仅作内部资料和业内交流,尚未公开出版发行。

5 结 语

从20世纪50年代起,无机成油论在中国经历了初步引介、重新提起、独立研究三个阶段,从学术思想的角度来看,已蔚为大观,越来越多的学者接受了这方面的理论,并将其推向深入,目前已经取得了以下三方面显著的进展。

(1)中国学者经过独立的研究思考,已经形成了融有机生烃论和无机生烃论于一体的多元生烃理论,系统解释了各种生烃类型的机制和原理,并进一步建立起与之对应的成藏模式。多元生烃理论在清除了有机生烃论中一些明显难以成立的观点后,保留了其合理的部分,并以无机论的幔汁学说为有机生烃理论提供了热源和部分氢源,弥补了传统有机生烃论的不足。

(2)勘探实践已证明无机成因天然气的存在,如前文所述的大庆徐家围子深气、江苏黄桥二氧化碳气田等,随着勘探不断深入,相关案例愈来愈多。

(3)越来越多从事实际勘探的工作者开始接受多元生烃理论,并正在探索与勘探实践相结合的路径。还有民间资本成立了幔源油气勘探开发研究有限公司,尝试以幔源油气理论为指导,拓展油气勘探的空间。

当然,目前油气无机成因理论在中国还处于比较弱小的地位,无机论者包容了有机论,有机论者尚未包容无机论,主流的学术话语特别是勘探界的实际勘探作业流程中,还没有无机论理论的地位。无机论要挑战占统治地位多年的有机论,如果没有足够的知识和经验积累,就不会有挑战传统权威的自信和能力,所以,主张无机论的学者普遍年龄偏大,都在七、八十岁以上。同时,由于这一学说尚处于非主流地位,所以,跟进的中青年学者相对偏少,这在一定程度上,影响着无机成因论的发展。

但是,我们认为油气的无机成因学说特别是它在中国的最新形态——多元生烃学说具有强大的生命力和广阔的发展空间。一方面,这一学说的理论逻辑严密,具有完整的自洽性,实验证据和实际地质观察证据也越来越多,足以支持其在科学上的成立;另一方面,我国面临的严峻的油气形势要求油气勘探界必须想出新办法以找到更多的油气。2016年,我国油气进口总量已经超过60%,存在严重的能源安全隐患,随着国家对环保的重视,铁腕治霾,大量煤锅炉被关停,对天然气的需求直线上升,对勘探的要求越来越迫切。这种强大的实际需求已经使勘探钻井的深度越来越深,2000年,深度5000多米的东海科学井被列入国家“九五”重大科学工程,当时号称“亚洲第一深井”,但现在,很多油田的生产井都超过了5000米,有的已经超过了7000米,越往深部,传统有机成油论的解释能力就越弱,无机成油论的解释能力就越强。油气需求是推动无机成油理论发展的最大动力。

特别说明:笔者及同事从2010年开始关注无机成油论的问题,七年多的时间内,采访了国内外数十位专家学者,我们访问过的郭占谦先生于2014年11月24日离世,杜乐天先生于2017年9月29日离世,谨以此文表达对他们的崇高敬意和深切怀念。

[1] 邵丽英.门捷列夫的石油无机成因学说及其现代影响[J].西安石油大学学报(社会科学版),2015(6).

[2] 柳广弟.石油地质学[M].北京:石油工业出版社,2009.

[3] 李寻,商昭,童言,等.张之一采访录:从苏联专家那里开始接触无机成油论[J].休闲读品,2013(4).

[4] 《百年石油》编写组.百年石油[M].北京:石油工业出版社,2009.

[5] [日]安藤直行.石油和同位素——关于石油成因的同位素解释[J].地质地球化学,1974.

[6] 栾作峰.石油无机成因的初步探讨[J].海洋科学,1978(4).

[7] 黄瑞华.石油无机成因说的新进展[J].石油实验地质,1981(3).

[8] 王先彬.地球深部来源的天然气[J].科学通报,1982(17).

[9] 王先彬.非生物成因天然气探索[J].地球科学信息,1987(3).

[10] 张恺.关于非生物成因天然气研究的新进展[J].石油勘探与开发,1984(3).

[11] 符晓.探索无机成因油气藏的地质条件兼论四川盆地西部找油气方向[J].石油实验地质,1987(3).

[12] 符晓.四川盆地陆相天然气勘探开发理论与实践[M].北京:科学出版社,2017.

[13] 符晓,舒文培,易荣龙,等.四川盆地西部天然气资源与勘探开发[M].武汉:中国地质大学出版社,2001.

[14] 杜乐天.幔汁——H-A-C-O-N-S流体[J].大地构造与成矿学,1988(1).

[15] 杜乐天.石油天然气藏幔汁加氢和碱交代成因的再认识[J].地质论评,2015(5).

[16] 杜乐天.新地球科学原理导论[M].兰州:兰州大学出版社,2017.

[17] 涂湘林,朱炳泉,张景廉,等.Pb,Sr,Nd同位素体系在石油定年与成因示踪研究中的应用[J].地球化学,1997(2).

[18] 张景廉,朱炳泉.塔里木盆地干酪根、沥青的Pb同位素特征及其原油幔源非生物成因[J].甘肃地质学报,1997(S1).

[19] 张景廉,吕锡敏,关银录,等.地壳的新的地球物理模型与石油的无机成因说[J].地球物理学进展,1997(4).

[20] 张景廉.论石油的无机成因[M].北京:石油工业出版社,2001.

[21] 李寻,商昭.碧海蓝天 忆石油地质人生——访著名石油构造学家罗志立先生[J].休闲读品,2015(2).

[22] 罗志立.再论“中国陆相生油二元论”[J].复式油气田,1997(4).

[23] 罗志立,张景廉,石兰亭.塔里木—扬子古大陆重建对无机成因油气的作用[J].岩性油气成藏,2008(4).

[24] 包茨.天然气地质学[M].北京:科学出版社,1988.

[25] 戴金星.各类天然气的鉴别[J].中国海上油气,1992(1).

[26] 徐永昌.天然气成因理论及应用[M].北京:科学出版社,1994.

[27] 郭占谦,王先彬.松辽盆地非生物成因气的探讨[J].中国科学,1994(3).

[28] 李庆忠.打破思想禁锢,重新审视生油理论——关于生油理论的争鸣[J].新疆石油地质,2003(1).

[29] 李庆忠.生油理论值得重新审视——答黄第藩、梁狄刚《关于油气勘探中石油生成的理论基础问题》[J].石油勘探与开发,2005(6).

[30] 李寻,简直,闻迟.蛇绿岩演化可能与油气藏的发生有一定关系——访肖序常院士[J].休闲读品,2013(4).

[31] 金之钧,胡文瑄,陶明信.深部流体活动及油气成藏效应[M].北京:科学出版社,2007.

[32] 滕吉文,阮小敏,张永谦,等.沉积盆地、结晶基底和油、气成因理念与第二深度空间勘探和开发[J].地球物理学报,2009(11).

[33] 刘嘉麒,孟凡超.火山作用与油气成藏[J].天然气工业,2009(8).

[34] 陈伟立.非有机的幔源油气 丰富的深部资源[N].中国石化报,2008-05-06.

[35] 李寻,闻迟.李扬鉴采访录:沿着玄武岩找油[J].《休闲读品》,2013(4).

[36] 袁学诚,李善芳.无机生油假说及其在中国的应用前景[J].中国地质,2012(6).

[37] 袁学诚.无机生油假说在第聂伯—顿涅茨盆地的应用及其对中国找寻油气的启示[J].中国地质,2012(5).

[38] 李寻,商昭.准噶尔盆地可以成为验证无机成油论的实验特区——访新疆油田原勘探部主任林隆栋先生[J].休闲读品,2014(3).

[39] 陶士振,刘德良,李振生,等.无机成因天然气[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2014.

[40] 陈荫祥.地球的圆涌构造与深源高能强爆热动力学[M].北京:中国大地出版社,2010.

[41] 陈沪生.积极开展无机成因油气领域的勘查——无机成因油气是油气资源战略后备领域[J].石油实验地质,1998(1).

[42] 曾雄飞.新原子论及其应用——油气成矿爆炸地质动力学理论[M].北京:国防工业出版社,2010.

[43] 杨玉峰,张秋,黄海平,等.松辽盆地徐家围子断陷无机成因天然气及其成藏模式[J].地学前缘,2000(4).

[44] 王武元.江苏泰兴黄桥二氧化碳气田的基本特征及开发利用前景[J].江苏地质,1997(3).

[45] 李寻.创世纪——论杜乐天先生的科学贡献[J].休闲读品,2015(1).

[46] 赵生才.拓展油气资源勘探新领域的前瞻性科学会议——香山科学会议第265次学术会议述评[J].天然气地球科学,2006(1).

[47] 李寻,常明,商昭.为无机成油论者提供发表平台——访《新疆石油地质》前主编夏明生先生[J].休闲读品,2014(3).

猜你喜欢
生烃无机勘探
油气勘探开发三年滚动计划编制的思考
无机渗透和促凝剂在石材防水中的应用
黄骅坳陷上古生界埋藏史研究及生烃有利区预测
湖北远安区块上奥陶系五峰组-下志留系龙马溪组页岩气成藏条件分析
勘探石油
加快无机原料药产品开发的必要性和途径
立秋
不断蓬勃发展 不断涌现新生长点的无机材料
--先进无机材料论坛例记(Ⅰ)
春晓油气田勘探开发的历史
有机心不如无机心