“中國(guó)海相碳酸鹽巖層系油氣資源豐富，具備形成大中型油氣田的物質(zhì)基礎(chǔ)。初步估算，這套層系的油氣資源量為359億噸。”中國(guó)石化股份有限公司副總地質(zhì)師、石油勘探開發(fā)研究院院長(zhǎng)金之鈞教授告訴記者：“目前，這套層系已探明的油氣儲(chǔ)量?jī)H占到總資源量的10%左右，未來發(fā)現(xiàn)油氣田的前景非?？捎^。”
中國(guó)海相碳酸鹽巖層系，熱演化程度高、厚度薄。上世紀(jì)初期，美國(guó)學(xué)者Fuller在美國(guó)AAPGBulletin雜志上發(fā)表《ExplorationinChina》（1919）和《OilProspectsinNortheasternChina》（1926）論文，論述了陜北和中國(guó)其他地區(qū)的油氣勘探。受此影響，在西方出現(xiàn)了中國(guó)貧油論。
“油氣勘探在任何一個(gè)地區(qū)實(shí)現(xiàn)突破，首先必須在理論上和勘探思路上有所突破。”金教授對(duì)記者說，中國(guó)海相碳酸鹽巖層系的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，和國(guó)內(nèi)陸相沉積盆地和國(guó)外海相沉積盆地都不同，必須在繼承陸相油氣地質(zhì)理論與國(guó)外海相油氣地質(zhì)理論的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建適用我國(guó)特點(diǎn)的海相碳酸鹽巖層系油氣地質(zhì)理論體系。
2010年第1期《前沿科學(xué)》刊發(fā)了金之鈞教授撰寫的《我國(guó)海相碳酸鹽巖層系石油地質(zhì)基本特征及含油氣遠(yuǎn)景》的學(xué)術(shù)論文，文中對(duì)中國(guó)海相碳酸鹽巖層系油氣分布規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)。他認(rèn)為，海相碳酸鹽巖層系將成為中國(guó)未來油氣資源很重要的一個(gè)組成部分。
保存是關(guān)鍵，找油找氣先找“蓋”
“我國(guó)海相地層的特殊性決定了保存條件是海相碳酸鹽巖層系形成大油氣田的關(guān)鍵”，金之鈞說。自2000年以來，金之鈞率領(lǐng)他的科研團(tuán)隊(duì)就將目標(biāo)鎖定在海相層系油氣保存條件的研究上。
“石油、天然氣與煤、鐵等固體礦產(chǎn)不同，它具有很大的流動(dòng)性，即使成藏，也會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)條件的變化而跑掉。”金之鈞指出，與國(guó)外含油盆地海相碳酸鹽巖相比，我國(guó)海相地層有兩大特征。一個(gè)是地層老。大致以地質(zhì)年代2億年為界，國(guó)內(nèi)海相層系主要形成于2億年以前（青藏地區(qū)除外），而國(guó)外含油氣盆地的碳酸鹽巖大多在2億年以來。另一個(gè)是構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈。我國(guó)處于印度板塊、西伯利亞板塊和太平洋板塊三大板塊的圍限處，地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定。不僅如此，我國(guó)地塊的面積也遠(yuǎn)小于北美地臺(tái)、東西伯利亞和西西伯利亞地臺(tái)，它的抗構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的能力就比較弱。因此，我國(guó)海相層系油氣成藏對(duì)保存條件的要求就非常苛刻。他說，“國(guó)外海相地層形成的時(shí)代晚，經(jīng)受的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)較弱，所以國(guó)外海相巖層油氣保存條件相對(duì)較好。”
保存條件很重要，但是哪些地方保存的條件好？面對(duì)這個(gè)問題，老一輩專家曾提出在“活動(dòng)區(qū)找穩(wěn)定區(qū)”的勘探思路，但是一直沒有取得大的突破。
“我們利用美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)對(duì)全世界油氣區(qū)帶進(jìn)行了宏觀統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律：大油氣田和成片的膏鹽巖分布是緊密共生的。”金之鈞進(jìn)一步解釋到，就評(píng)價(jià)單元而言，在全世界沉積蓋層中，膏鹽巖為蓋層的油氣田占油氣田總數(shù)的8%，但它控制了80%的油氣儲(chǔ)量。泥巖作為蓋層，個(gè)數(shù)很多，但它只控制了20%的儲(chǔ)量。“這就表明，膏鹽巖是最優(yōu)質(zhì)的蓋層。”
膏鹽巖具有塑性流動(dòng)的特性，在地下相當(dāng)于一個(gè)塑性體。在斷層運(yùn)動(dòng)中，它邊斷邊蠕合。另外，鹽顆粒晶體的晶間空隙比天然氣的分子還要小，膏鹽巖下的油氣分子也不易擴(kuò)散掉。“膏鹽巖就像個(gè)鍋蓋，把下面的石油天然氣蓋的死死的，找油氣就要先找這個(gè)‘鍋蓋’。”金之鈞說。
定源定蓋，探斜坡探樞紐帶
決定海相油氣資源的另一個(gè)關(guān)鍵因素是烴源巖，它是生成天然氣和石油的母質(zhì)。長(zhǎng)久以來，烴源巖的研究始終被放在頭等重要的位置。
“定洼探邊、定洼探隆”是陸相油氣盆地勘探的非常有價(jià)值的一條規(guī)律。在陸地湖盆，深水區(qū)有機(jī)質(zhì)豐富，烴源巖發(fā)育。由于比重較輕，油氣會(huì)向上走，聚集在洼地的邊坡和隆起部位。“定洼探邊、定洼探隆”就是找到地質(zhì)上的洼地后，再找洼子的邊坡和隆起部位。在這個(gè)思路的指導(dǎo)下，我國(guó)東部油氣資源的勘探獲得了巨大成功。
在塔里木、四川等地的海相巖層油氣勘探中，這條規(guī)律卻失靈了！為什么？
據(jù)統(tǒng)計(jì)，大陸斜坡面積占整個(gè)海洋面積的17%左右，它擁有的生物量卻占到整個(gè)海洋的70%以上。“海相層系中烴源巖發(fā)育的區(qū)域往往不在深海區(qū)，而在斜坡區(qū)。這一點(diǎn)與陸相沉積完全不同。”金之鈞提醒記者注意。
大陸斜坡有兩種演化模式：一種是地面抬升，海水退卻，形成蒸發(fā)臺(tái)地（薩布哈）沉積環(huán)境。在薩布哈環(huán)境下，膏鹽沉積，形成很好的蓋層；另一種是海平面升高，海水入侵，泥質(zhì)含量增加，可以形成泥質(zhì)蓋層。同時(shí)，在斜坡的過渡帶上，碳酸鹽巖易受海水的淋濾與溶蝕作用，喀斯特地貌發(fā)育，儲(chǔ)油條件也非常好。金之鈞特別提出，盆地中的隆起與坳陷容易發(fā)生來回反轉(zhuǎn)的蹺蹺板運(yùn)動(dòng)，蹺蹺板的核心部位，也就是樞紐帶是盆地中相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，它的儲(chǔ)存環(huán)境最好。“斜坡與構(gòu)造樞紐帶是海相碳酸鹽巖層系大中型油氣田（藏）有利富集區(qū)。定好‘源’和‘蓋’，然后就要找斜坡和樞紐帶。”金之鈞說。
海相油氣勘探按三個(gè)層次展開
“根據(jù)對(duì)中國(guó)海相碳酸鹽巖層系油氣資源分布規(guī)律的研究，我們總結(jié)出10個(gè)字的勘探思路——‘定源定蓋，探斜坡探樞紐帶’。”金之鈞告訴記者，因此我國(guó)海相大型油氣田勘探應(yīng)從三個(gè)戰(zhàn)略層次展開。第一個(gè)層次為戰(zhàn)略展開區(qū)，集中在四川盆地的東北部、塔里木盆地的塔北地區(qū)、塔中地區(qū)和鄂爾多斯盆地的中部地區(qū)。塔里木盆地有石炭系的膏泥巖，庫(kù)車有第三系的膏巖層，特別是四川盆地及其周邊地區(qū)有下三疊統(tǒng)膏巖，這些膏巖層系覆蓋的地區(qū)將是我國(guó)近期重大發(fā)現(xiàn)的主戰(zhàn)場(chǎng)。第二個(gè)層次為戰(zhàn)略突破區(qū)，包括四川盆地南部深層、鄂西渝東地區(qū)、江漢平原、塔里木盆地巴楚地區(qū)深層、鄂爾多斯下古生界等膏巖層系下覆區(qū)域。第三個(gè)層次為戰(zhàn)略準(zhǔn)備區(qū)，主要在下?lián)P子、江南雪峰西緣、華北地區(qū)深層以及青藏等地區(qū)。“斜坡樞紐富集，由此我國(guó)海相石油勘探將聚焦在這些區(qū)域，如四川盆地的大巴山、米倉(cāng)山山前帶，這里既分布著下三疊統(tǒng)、中寒武統(tǒng)的膏鹽巖，烴源巖也發(fā)育，油氣資源非常豐富。除此外，在鄂西渝東等其他地區(qū)也值得我們關(guān)注。”金之鈞說。
石油勘探是個(gè)高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的行業(yè)。在金之鈞的眼里，油氣地質(zhì)理論就是勘探的靈魂，同時(shí)又依靠勘探實(shí)踐去豐富和檢驗(yàn)，多次反復(fù)所形成正確的勘探思路將有效地提高油氣勘探的成功率。同時(shí)，他也坦言，從理論認(rèn)識(shí)到實(shí)踐往往還需要很長(zhǎng)的路要走，油氣田勘探不僅要看它的經(jīng)濟(jì)意義有多大，技術(shù)上是否可行，而且還要有決策層的長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光和勇于承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的魄力。
金之鈞說：“未來的10年是能源的10年。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與我國(guó)能源保障狀況密切相關(guān)。我國(guó)油氣資源保障一要立足國(guó)內(nèi)，二要面向海外。”對(duì)于到2015年我國(guó)油氣產(chǎn)量將達(dá)到2億—2.2億噸的預(yù)測(cè)，金之鈞認(rèn)為，提高老油區(qū)采收率技術(shù)，開拓海域和海相領(lǐng)域都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響。其中，海相碳酸鹽巖層系能否獲得重大突破是我國(guó)能否達(dá)到預(yù)期或超過預(yù)期的關(guān)鍵所在。
中國(guó)海相碳酸鹽巖層系，熱演化程度高、厚度薄。上世紀(jì)初期，美國(guó)學(xué)者Fuller在美國(guó)AAPGBulletin雜志上發(fā)表《ExplorationinChina》（1919）和《OilProspectsinNortheasternChina》（1926）論文，論述了陜北和中國(guó)其他地區(qū)的油氣勘探。受此影響，在西方出現(xiàn)了中國(guó)貧油論。
“油氣勘探在任何一個(gè)地區(qū)實(shí)現(xiàn)突破，首先必須在理論上和勘探思路上有所突破。”金教授對(duì)記者說，中國(guó)海相碳酸鹽巖層系的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，和國(guó)內(nèi)陸相沉積盆地和國(guó)外海相沉積盆地都不同，必須在繼承陸相油氣地質(zhì)理論與國(guó)外海相油氣地質(zhì)理論的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建適用我國(guó)特點(diǎn)的海相碳酸鹽巖層系油氣地質(zhì)理論體系。
2010年第1期《前沿科學(xué)》刊發(fā)了金之鈞教授撰寫的《我國(guó)海相碳酸鹽巖層系石油地質(zhì)基本特征及含油氣遠(yuǎn)景》的學(xué)術(shù)論文，文中對(duì)中國(guó)海相碳酸鹽巖層系油氣分布規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)。他認(rèn)為，海相碳酸鹽巖層系將成為中國(guó)未來油氣資源很重要的一個(gè)組成部分。
保存是關(guān)鍵，找油找氣先找“蓋”
“我國(guó)海相地層的特殊性決定了保存條件是海相碳酸鹽巖層系形成大油氣田的關(guān)鍵”，金之鈞說。自2000年以來，金之鈞率領(lǐng)他的科研團(tuán)隊(duì)就將目標(biāo)鎖定在海相層系油氣保存條件的研究上。
“石油、天然氣與煤、鐵等固體礦產(chǎn)不同，它具有很大的流動(dòng)性，即使成藏，也會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)條件的變化而跑掉。”金之鈞指出，與國(guó)外含油盆地海相碳酸鹽巖相比，我國(guó)海相地層有兩大特征。一個(gè)是地層老。大致以地質(zhì)年代2億年為界，國(guó)內(nèi)海相層系主要形成于2億年以前（青藏地區(qū)除外），而國(guó)外含油氣盆地的碳酸鹽巖大多在2億年以來。另一個(gè)是構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈。我國(guó)處于印度板塊、西伯利亞板塊和太平洋板塊三大板塊的圍限處，地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定。不僅如此，我國(guó)地塊的面積也遠(yuǎn)小于北美地臺(tái)、東西伯利亞和西西伯利亞地臺(tái)，它的抗構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的能力就比較弱。因此，我國(guó)海相層系油氣成藏對(duì)保存條件的要求就非常苛刻。他說，“國(guó)外海相地層形成的時(shí)代晚，經(jīng)受的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)較弱，所以國(guó)外海相巖層油氣保存條件相對(duì)較好。”
保存條件很重要，但是哪些地方保存的條件好？面對(duì)這個(gè)問題，老一輩專家曾提出在“活動(dòng)區(qū)找穩(wěn)定區(qū)”的勘探思路，但是一直沒有取得大的突破。
“我們利用美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)對(duì)全世界油氣區(qū)帶進(jìn)行了宏觀統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律：大油氣田和成片的膏鹽巖分布是緊密共生的。”金之鈞進(jìn)一步解釋到，就評(píng)價(jià)單元而言，在全世界沉積蓋層中，膏鹽巖為蓋層的油氣田占油氣田總數(shù)的8%，但它控制了80%的油氣儲(chǔ)量。泥巖作為蓋層，個(gè)數(shù)很多，但它只控制了20%的儲(chǔ)量。“這就表明，膏鹽巖是最優(yōu)質(zhì)的蓋層。”
膏鹽巖具有塑性流動(dòng)的特性，在地下相當(dāng)于一個(gè)塑性體。在斷層運(yùn)動(dòng)中，它邊斷邊蠕合。另外，鹽顆粒晶體的晶間空隙比天然氣的分子還要小，膏鹽巖下的油氣分子也不易擴(kuò)散掉。“膏鹽巖就像個(gè)鍋蓋，把下面的石油天然氣蓋的死死的，找油氣就要先找這個(gè)‘鍋蓋’。”金之鈞說。
定源定蓋，探斜坡探樞紐帶
決定海相油氣資源的另一個(gè)關(guān)鍵因素是烴源巖，它是生成天然氣和石油的母質(zhì)。長(zhǎng)久以來，烴源巖的研究始終被放在頭等重要的位置。
“定洼探邊、定洼探隆”是陸相油氣盆地勘探的非常有價(jià)值的一條規(guī)律。在陸地湖盆，深水區(qū)有機(jī)質(zhì)豐富，烴源巖發(fā)育。由于比重較輕，油氣會(huì)向上走，聚集在洼地的邊坡和隆起部位。“定洼探邊、定洼探隆”就是找到地質(zhì)上的洼地后，再找洼子的邊坡和隆起部位。在這個(gè)思路的指導(dǎo)下，我國(guó)東部油氣資源的勘探獲得了巨大成功。
在塔里木、四川等地的海相巖層油氣勘探中，這條規(guī)律卻失靈了！為什么？
據(jù)統(tǒng)計(jì)，大陸斜坡面積占整個(gè)海洋面積的17%左右，它擁有的生物量卻占到整個(gè)海洋的70%以上。“海相層系中烴源巖發(fā)育的區(qū)域往往不在深海區(qū)，而在斜坡區(qū)。這一點(diǎn)與陸相沉積完全不同。”金之鈞提醒記者注意。
大陸斜坡有兩種演化模式：一種是地面抬升，海水退卻，形成蒸發(fā)臺(tái)地（薩布哈）沉積環(huán)境。在薩布哈環(huán)境下，膏鹽沉積，形成很好的蓋層；另一種是海平面升高，海水入侵，泥質(zhì)含量增加，可以形成泥質(zhì)蓋層。同時(shí)，在斜坡的過渡帶上，碳酸鹽巖易受海水的淋濾與溶蝕作用，喀斯特地貌發(fā)育，儲(chǔ)油條件也非常好。金之鈞特別提出，盆地中的隆起與坳陷容易發(fā)生來回反轉(zhuǎn)的蹺蹺板運(yùn)動(dòng)，蹺蹺板的核心部位，也就是樞紐帶是盆地中相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，它的儲(chǔ)存環(huán)境最好。“斜坡與構(gòu)造樞紐帶是海相碳酸鹽巖層系大中型油氣田（藏）有利富集區(qū)。定好‘源’和‘蓋’，然后就要找斜坡和樞紐帶。”金之鈞說。
海相油氣勘探按三個(gè)層次展開
“根據(jù)對(duì)中國(guó)海相碳酸鹽巖層系油氣資源分布規(guī)律的研究，我們總結(jié)出10個(gè)字的勘探思路——‘定源定蓋，探斜坡探樞紐帶’。”金之鈞告訴記者，因此我國(guó)海相大型油氣田勘探應(yīng)從三個(gè)戰(zhàn)略層次展開。第一個(gè)層次為戰(zhàn)略展開區(qū)，集中在四川盆地的東北部、塔里木盆地的塔北地區(qū)、塔中地區(qū)和鄂爾多斯盆地的中部地區(qū)。塔里木盆地有石炭系的膏泥巖，庫(kù)車有第三系的膏巖層，特別是四川盆地及其周邊地區(qū)有下三疊統(tǒng)膏巖，這些膏巖層系覆蓋的地區(qū)將是我國(guó)近期重大發(fā)現(xiàn)的主戰(zhàn)場(chǎng)。第二個(gè)層次為戰(zhàn)略突破區(qū)，包括四川盆地南部深層、鄂西渝東地區(qū)、江漢平原、塔里木盆地巴楚地區(qū)深層、鄂爾多斯下古生界等膏巖層系下覆區(qū)域。第三個(gè)層次為戰(zhàn)略準(zhǔn)備區(qū)，主要在下?lián)P子、江南雪峰西緣、華北地區(qū)深層以及青藏等地區(qū)。“斜坡樞紐富集，由此我國(guó)海相石油勘探將聚焦在這些區(qū)域，如四川盆地的大巴山、米倉(cāng)山山前帶，這里既分布著下三疊統(tǒng)、中寒武統(tǒng)的膏鹽巖，烴源巖也發(fā)育，油氣資源非常豐富。除此外，在鄂西渝東等其他地區(qū)也值得我們關(guān)注。”金之鈞說。
石油勘探是個(gè)高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的行業(yè)。在金之鈞的眼里，油氣地質(zhì)理論就是勘探的靈魂，同時(shí)又依靠勘探實(shí)踐去豐富和檢驗(yàn)，多次反復(fù)所形成正確的勘探思路將有效地提高油氣勘探的成功率。同時(shí)，他也坦言，從理論認(rèn)識(shí)到實(shí)踐往往還需要很長(zhǎng)的路要走，油氣田勘探不僅要看它的經(jīng)濟(jì)意義有多大，技術(shù)上是否可行，而且還要有決策層的長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光和勇于承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的魄力。
金之鈞說：“未來的10年是能源的10年。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與我國(guó)能源保障狀況密切相關(guān)。我國(guó)油氣資源保障一要立足國(guó)內(nèi)，二要面向海外。”對(duì)于到2015年我國(guó)油氣產(chǎn)量將達(dá)到2億—2.2億噸的預(yù)測(cè)，金之鈞認(rèn)為，提高老油區(qū)采收率技術(shù)，開拓海域和海相領(lǐng)域都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響。其中，海相碳酸鹽巖層系能否獲得重大突破是我國(guó)能否達(dá)到預(yù)期或超過預(yù)期的關(guān)鍵所在。
