油氣是有機生成還是無機生成?“死亡線”被擊穿了就向深層進軍?

油氣是有機生成還是無機生成?“死亡線”被擊穿了就向深層進軍?

石油和天然氣(簡稱油氣)已經成為我國特別重要的能源。油氣是怎樣生成的?主流理論認為是有機成因。另外還有無機成因理論。


油氣是有機生成還是無機生成?“死亡線”被擊穿了就向深層進軍?


圖1 石油

有機成因理論認為:海洋和湖泊中的動、植物包括水生的浮游生物(魚類、藻類)和各種微生物(有孔蟲、介形蟲)等的遺體中富含脂肪、蛋白質、碳水化合物的有機物質部分被埋藏在封閉的沉積岩中,在一定的深度、溫度等適宜條件下,經歷了生物化學、熱催化、熱裂解、高溫變質等階段,“去氧加氫、富集碳”,就陸續轉化為石油和天然氣。而這些封閉的沉積岩就是生油巖,即沉積岩中的碳酸鹽巖和泥岩、頁岩、砂質泥岩、泥質粉砂岩。比較成熟的理論有乾酪根熱降解油、低熟油、煤成油。

主要證據是:1、世界上已發現的油氣田99%以上都分佈在海相和湖泊相的沉積岩中;2、石油具有生命有機物質所特有的旋光性;3、石油中存在生物標誌化合物;4、在實驗室中利用生物的脂肪、蛋白質、碳水化合物可以獲得烴類物質;5、石油成分的複雜性。

有機成因理論也成功地指導了油氣勘探,發現了越來越多的油氣。但也發現了一些用有機成因理論無法解釋的現象,如在火山噴出的氣體和熔岩流中含有油氣。另外,也可以在實驗室中用碳和氫的化合物合成油氣。據此,有人提出無機成因理論。

無機成因理論認為:油氣是在地殼深處高溫、高壓下,由無機碳和氫經過化學作用而形成的。

平心而論,有機成因理論深得人心,很有用處。但土衛六上的甲烷顯然不是有機成因的。隕石裡的醇類、氨基酸也不應該是有機成因的。為什麼地球上的油氣就應該是有機成因的?同樣是海洋和湖泊,為什麼油氣生成能力相差懸殊?

最近,中國石油輪深1井在8000米以深的寒武系發現油氣,擊穿了油氣“死亡線”。

油氣“死亡線”是油氣有機成因理論的推論,即溫度超過120攝氏度後,液態石油就會分解為天然氣,也就是說,4000米是液態石油的“死亡線”;天然氣的“死亡線”是8000米,再深,天然氣就都分解為甲烷了。所以說輪深1井油氣的發現擊穿了油氣“死亡線”。

照我說,輪深1井油氣的發現不僅擊穿了油氣“死亡線”,也宣告了油氣有機成因理論危機的到來。

土衛六上的甲烷和隕石裡的醇類、氨基酸的存在,給我們提供了另一個思路,油氣很可能是無機成因的。我的看法是:恆星能夠製造出大量有機物,然後撒向整個恆星系。地球就是太陽系裡一個有機物豐富的行星。地球上的甲烷和其它氣體在地幔裡分離,在地殼深處聚集,沿斷裂向上運移,在大型圈閉裡富集,在高溫高壓下脫氫、聚合,成為成分複雜的天然氣甚至液態石油。


油氣是有機生成還是無機生成?“死亡線”被擊穿了就向深層進軍?


圖2 土衛六北極

根據量變引起質變的原理,巨量甲烷可以生成液態石油。而大多數液態石油運移到淺層是有可能的,但深處特別是所謂死亡線以深不存在液態石油的觀點是不對的。油氣有機成因理論闡述的熱降解原理可能只適合地球后期的生物生油,而並不符合全部的油氣成因。

圈閉是地層遮擋形成的大型空間。溶洞是最好的儲集層;沉積層是最多的較好的儲集層。不管哪一種巖性,只要是在水下沉積的就是較好的油氣儲集層,因為它們是邊沉積,邊儲集,得天獨厚。


油氣是有機生成還是無機生成?“死亡線”被擊穿了就向深層進軍?


圖3 油氣圈閉

油氣運移是油氣再次聚集或者逸散的主要方式,也是加快油氣聚合的一個途徑。一部分油氣運移到地表,一路散失並繼續散失輕質組分,變成重油、瀝青甚至煤炭。那些生物標誌化合物在這個過程中進入油氣,也未可知。那些動植物化石也可能是這樣進入油氣的。兩者的共同特徵是微量。微量的成分怎麼能決定物質的來源呢?不是它們形成了油氣,而是油氣包容了它們。


油氣是有機生成還是無機生成?“死亡線”被擊穿了就向深層進軍?


圖4 天然瀝青


油氣是有機生成還是無機生成?“死亡線”被擊穿了就向深層進軍?


圖5 煤炭

總之,老太陽製造了甲烷甚至還有其它像醇類、氨基酸一樣的有機物、原始生命物質。老太陽爆炸後,這些物質隨同大量的固體物質被撒向整個太陽系。這些物質和其它物質一起形成行星、衛星、小行星、隕石。地球是其中之一。幸運的是,地球位置好,有液態水,運移上來的油氣被沉積層有效地封存,並且能夠繼續聚合,形成各種組分的重油、瀝青直至煤炭。甚至,某些組分還會在水裡與另外一些物質如氧、氮、磷旋聚成DNA。也許,生命源於油氣。

當然,我並不否認油氣的有機成因理論。生命出現後,地球上的生物體也應該能夠形成油氣,因為生命體來源於油氣,又形成油氣是天經地義的。

這種新理論對油氣勘探有什麼指導性呢?首先是要勇於向深層、超深層進軍,前進一步天地寬,地殼厚著那。其次要勇於向大斷裂帶附近的曾經的沉降地區的深層、超深層進軍,哪怕現在已經不是盆地。再就是要勇於向已知的油氣區、煤炭區、頁岩區附近的深層、超深層進軍,那裡具有油氣生、移、儲、採的天時、地利、人和。


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