石油無機成因？

01-13

最近看到一個前蘇聯的理論，認為石油是地熱的產物，理論儲量是無限的，我們開採的油田實際上只是地幔巨大儲量漏出來的一點點。
請問有內行來解毒一下嗎？

這裡有一篇關於油氣無機成因的猜想和討論，建議有一定地球物理知識的同學閱讀。

裘慰庭，教授級高級工程師，浙江慈溪市人，1936年生，1961年畢業於莫斯科石油學院地質勘探系。

曾任中石油物探局副總工程師，現任中國石油東方地球物理公司高級技術顧問。

1985年因數字地震技術的應用與發展項目獲國家科技進步一等獎。

記者：您在當東方地球物理勘探公司科技處處長之前，在地震勘探戰線工作了多少年？
裘慰庭副總工程師：到東方地球物理勘探公司之前我在石油部地質司、勘探司，石油部改為燃料化學部的時候叫石油勘探開發組。我最早在大慶參加了兩年會戰，以後參加華北會戰，又參加勝利會戰，在華北和勝利的時間都比較短，都是幾個月，之後調到北京，在地質二線。那時候地質二線真正聚集了一批石油部裡面有些想法的人，當時是把各個油田有點兒能耐的人組織起來出主意，是康世恩組織的高級參謀部。可惜「文革」的時候散夥了。散夥以後，又把我調到了石油部，我在石油部管物探，一個人管了兩年。

記者：看來您是高屋建瓴。您是從什麼時候開始接受無機生油論的？
裘慰庭副總工程師：大概是從2010年開始的。退休前我沒有專門思考過生油理論，也沒有接觸無機生油論，最近這幾年，看俄羅斯文獻的時候，了解到一些情況，就覺得這個挺有意思的。我首先接觸到的是俄羅斯中央地球物理研究院，英文叫CGE，central geophysical expedition，準確的翻譯應該叫中央地球物理考察隊，上世紀七十年代，這個單位屬於石油系統，但當時前蘇聯已經有一個全蘇地球物理研究院，不允許在莫斯科再有第二個這樣的地球物理研究單位，所以他們就被迫叫expedition，不叫institute。當時地球物理勘探已經開始數字化，所以剛開始他們主要做數字化解釋。上世紀九十年代以後，全蘇地球物理研究院慢慢垮掉了，人員從三四千人降到現在的幾十個人，但是還繼續存在著。中央地球物理研究院沒有垮掉，因為它是石油系統的，項目要多一些，還能夠維持，隊伍還保留著，而且最主要的是因為他們像斯倫貝謝公司那樣，增加了油氣田開發實驗研究室，又把原來資源委員會下的資源評價這一部分職能划過來了。這個單位現在對地震資料的處理解釋做的比較多。1992年，他們在解釋西西伯利亞的三維地震資料的時候，發現了花式構造。以前，俄羅斯做圈閉解釋時，基本上沒有什麼斷層，都是完整的構造圈閉，到1992年三維地震做出來後，斷層不解釋不行了，那個剖面實際已經不用解釋了，剖面畫出來就是斷層，而且是花式斷層。這個斷層解釋多了，就發現它是從上往下向深部收斂，變成漏斗狀。為什麼往基底方向斷層會收斂？收斂到哪兒去了？他們研究以後，認為這應該是一個走滑斷層引起的。這個想法提出以後，當時有一個叫做齊穆爾基耶夫的學者，是從哈薩克過去的，他在哈薩克做研究生的時候就提出，既然是走滑斷層造成上面覆蓋的沉積岩裡面的花式構造或者叫花狀構造，那麼油氣資源就應該像庫德梁采夫所說的那樣，是從深部來的。他們又發現，有一些油田深部的飽和度高於淺層。這麼一來，他們慢慢就形成無機生油的觀點。他們確實有很多比我們高明的地方。他們根據這個觀點進一步研究，在部署井位的時候，就考慮到走滑斷層對沉積岩和構造斷塊的影響。我看到這些東西以後覺得對我們有好處，我們國內油田也有很多花狀構造，但是在部署井位的時候並沒有想到這些事情，所以我覺得應該請他們過來講一講。2010年我提了這個建議，局裡頭（即東方地球物理勘探公司—編者注）同意了。2011年的3月，請齊穆爾基耶夫來做了3天報告。他當時是博士，現在是自然科學院院士了。

記者：當時東方地球物理勘探公司有哪些領導參加了？
裘慰庭副總工程師：當時主管領導徐禮貴副總監參加了，他也覺著有意思，但在實際工作中還比較難推動。從此以後，我就覺得有機生油是有一定道理，但無機生油也不能否定。因為無機生油是很客觀的事情，有很多例子，自己靜靜地想一想，是有一定的道理的。我認為加一個無機生油的觀點來指導我們的油氣勘探，只有好處沒有壞處。但是要用無機生油理論來指導勘探，跟用有機生油理論指導勘探的做法有很多的不同。有機生油和無機生油最大的差別是，有機生油是講橫向運移，無機生油認為以縱向運移為主，就是沿斷層運移，所謂斷層就是通道，無機生油的油氣源自地球深部，所以要千方百計的找到深部通道，解釋清楚這些通道會起到什麼樣的控制作用。另外，他們也提出來，無機生油既然是深部成因的，那就應該到結晶基岩裡面找油。現在看來，結晶基岩的油田40%以上是花崗岩。越南的白虎油田，深入到花崗岩1500米，仍然有油氣顯示，這是有機生油論無法解釋的。至於說公認白虎油田是無機成因的油田，也不一定。花崗岩確實滲透率很低，但裂縫很發育，側向運移過來的可能性也不是沒有的。從了解了白虎油田的情況以後，我就提議在花崗岩里進行油氣勘探。中國花崗岩極其豐富，首先是郯廬大斷裂，沿著郯廬斷裂發育了一大批花崗岩。我到溫州海里去游泳，溫州海里的山頭全是花崗岩，東海也有大量花崗岩，瀋陽凹陷的一個潛山也是花崗岩油田，而且按他們的說法叫做寬無邊、深無底。
記者：是在大民屯凹陷嗎？
裘慰庭副總工程師：就叫大民屯凹陷，是花崗岩油田。再往北去是方正凹陷，方正凹陷也在郯廬斷裂的範圍，方正凹陷里有好幾口井都是在花崗岩地層見油。郯廬斷裂從北到南，是裂谷型的深大斷裂。郯廬斷裂西部的大慶油田、遼河油田、華北油田、大港油田、勝利油田，都跟郯廬斷裂有關。松遼盆地一定是一個斷陷盆地。華北油田現在也要重新認識，它的西邊可能就是一個大斷層，是一個伴生的裂谷性的斷層，現在還沒有完全搞清楚。在西部，從成都凹陷往北到銀川凹陷，也是一個裂谷性的深大斷裂，我記不清楚這個斷裂的名字了。

記者：龍門山斷裂？

裘慰庭副總工程師：龍門山斷裂一直往北延伸到賀蘭山，沿著這個斷裂的東側是鄂爾多斯盆地和四川盆地，也是含油氣極其豐富的區域。這個事情，退休以前我就在一篇文章里提到了。我是受俄羅斯學者的啟發。俄羅斯有一個石油地質研究所所長，1958年就講了一個觀點，西西伯利亞和俄羅斯地台之間的烏拉爾山就是一個深大斷裂，烏拉爾山的兩側油氣資源一定特別豐富。而西西伯利亞的油氣勘探，在那個時候還沒有完全打開局面，一直到1959年才開始在西西伯利亞發現油氣。他的這個觀點跟當時主管領導的觀點不一致，主管領導就把他開除了。我聽了這個事情後就想，我們中國也有深大斷裂，郯廬斷裂、龍門山斷裂，這兩條斷裂控制了中國的一大塊地方，而且在這兩條大斷裂的一個東側一個西側恰恰是中國油氣最豐富的地方，這是無緣無故的還是有什麼原因？我覺得這個是值得我們繼續深入思考的。為什麼在一些盆地的周邊，有一些深大裂谷，這些裂谷究竟起到什麼作用？是不是油氣運移的通道？這個應該在我們的油氣勘探實踐中慢慢的研究。這些聯繫起來，我就覺得無機生油理論，很值得重視，很值得深入思考
我要給你們講另外一個概念——斷塊。全俄地球物理研究院做天然地震的人，在對地震大剖面進行解釋的時候，發現有的地方有資料，有些地方沒有資料。他們就想到把有資料的地方圈起來，沒有資料的地方空開，這樣一來，發現了一個現象，在地殼中，最下面一層有資料，最上面一層有資料，就中間一層沒有資料，就是被稱作軟流體的過渡層，於是證明地殼三層結構理論有道理。而且地殼塊狀結構也得到了支持，各個塊狀結構之間就是通道，深部的東西就從這些通道運移上來。當時就形成這麼一個概念，但這個概念是不是普遍存在也難說。

記者：持無機生油論的人認為這個是普遍存在的，這個是地球物理做出來的，別人否認不了
裘慰庭副總工程師：這是一種解釋方案，另外還有用地電法測的，把近似的電阻率值圈起來，把剖面也分成塊，跟磁力異常、重力異常對應起來。我們當時還把俄羅斯人請來，在鄂爾多斯做了一下實驗，這個事情後來沒有繼續。
記者：油田是在裂谷台地上？
裘慰庭副總工程師：裂谷交互的地方比較多。當時我能了解到的資料，就是在花式構造上面，在平面上沿著所謂斷裂雁行式排列

崔永強高級工程師：油田是分布在走滑斷層形成的花狀構造上，還是形成的拉分盆地里？
裘慰庭副總工程師：主要是在花狀構造上。
崔永強高級工程師：油田沒有在構造低點上，反倒是在構造高點上？
裘慰庭副總工程師：這裡有一個應力的問題，油主要富集在哪兒呢？這不是有一個楔狀的構造，它有什麼特點呢？它上面是拉開的，底下是擠壓的。他們提出來，拉張的地方地層壓力低，所以油氣應當在這裡富集，受到擠壓的地方呢，地層壓力高，斷層裂縫張開的程度低，所以油氣應該少，或者是沒有。所以他們認為，井應該打在斷塊的高點上。我覺著這個觀點是很正確的。事實上，他們分析了好多油田也是這樣的情況。我曾經建議過，油氣勘探一是找斷層，二是可以找基岩裡面的油田，酒泉盆地就是一個例子，老君廟那邊，好幾個是基岩、變質岩油田。我覺得我們不要一元論，應該兩元論。李慶忠院士也說過，生油的學說研究可以從長計議，但是找油時不要一元論（有機說），至少應該作兩種設想：即我們今後一方面仍舊可以使用現有的「有機生油指標」，但是不迷信它。不要先入為主地只在「生油層」附近打井，記住油源可能從深部而來。積極甩開鑽探，開闢新區、新層系的找油工作，這才是出路。

記者：李院士的思想物探局能接受嗎？
裘慰庭副總工程師：我不知道，因為我也不知道他在什麼場合宣傳了他這個思想。我是在推介我的譯文集的時候，袁秉衡給我說，他是無機論者，你可以去找他。找他之後他給了我一篇文章，我也是從那篇文章裡面看到他這樣的觀點的。

記者：假如石油是從深部來的，我們在上面開採，深部會不會再充填？
裘慰庭副總工程師：我翻譯過一篇小文章，講了烏克蘭有一個小氣田，1958年發現的，很快就開採完了，二十年以後，在同一個地層又發現油氣了，儲量跟當年找到的時候一樣。

記者：開採後又充填了？
裘慰庭副總工程師：
這個文章的原作者，1958年的時候是那個油田的一個管理者，這個事情是肯定的。但是，他說沒斷層，這個氣不一定是從斷層來的。是由於沒有發現斷層，還是那個地方確實沒有斷層，這個不知道。

記者：不可能沒有斷層，也許是沒有發現。
裘慰庭副總工程師：我建議主要是要考慮基底岩性。當然變質岩裡面也有油，遼河油田興隆台的變質岩就是。我這個小冊子是2012年印出來的，2013年，我在《中國石油報》上看到興隆台變質岩中出油以後，還給遼河油田的領導寄了一本，結果也沒有消息。當時有位院士說了一句話，叫做沉積岩有多深，油氣藏就有多深。我對這句話當然不能贊同了，我們有很多油氣藏是深於沉積岩的。但只拘泥於在沉積岩找油的觀點不是指導了油氣勘探，而是限制了油氣勘探。所以，我覺得應該在找油找氣的基礎理論上有所創新。
記者：這話太好了。
裘慰庭副總工程師：如果我們現在在有機生油指導下的勘探成功率是30%，再加上無機生油指導下的30%，就是60%，有什麼不好？

記者：有人說咱們國家的探井的成功率平均只有百分之十幾？
裘慰庭副總工程師：我們國家真正的勘探成功率是很低的，只有百分之十幾，為什麼現在說到30%呢？是把一些評價井也算在裡頭了。為什麼我們的成功率比較低呢？各種原因都有，斷塊構造確實太複雜。我擁護李慶忠院士的觀點，如果多一種找油的方法，就會使我們多一種成功的可能，只有好處沒有壞處。而且多一個勘探的領域，在沉積岩裡頭可以找到很多油氣，我們不反對，在變質岩裡面也找，有什麼不好？白虎油田的油氣確實是從深部來的，為什麼我們不能考慮往深部勘探呢？白虎油田的油井，從進入花崗岩開始到井底一共1500米，這1500米裡面陸陸續續的都見到油氣顯示，所以他們說這個含油井段，可以達到1500米，也就是說在花崗岩中含油層段很深很長。非洲的查德也有在花崗岩中打的井段，也超過一千米，也陸陸續續有油氣顯示。
記者：這總不能說是從上面滲下去的吧？
裘慰庭副總工程師：華北油田的潛山油氣藏，現在解釋為沉積岩里的側向運移。我的譯文集裡面有一個這方面的文章，他們認為不可能，側向運移的距離不可能達到五十公里、一百公里、一百五十公里，這是絕對不可能的事，沒有那麼大的動力。
記者地下斷層林立，油氣可能已沿著斷層散逸了。據說俄羅斯人用無機論指導鑽井，鑽探成功率高達100%。

裘慰庭副總工程師：不一定有那麼高吧，當然也有成功的例子，這種說法是有具體的條件的，我翻譯的文章中有這樣一個實際的例子，他們在構造的高點上部署了幾口井，都成功了。但也沒有說具有普遍性。俄羅斯人有一個非常重要的物探方法，地下深部或者地質介質裡頭，有一些異狀體，它跟周圍岩石有一些不同，自己單獨地不時發射一些波、或者一些脈衝，如果作用一下，它會受到激勵，發射更多的波或者脈衝，這種波他們叫做微震。目前可以通過兩種方法進行觀察，一種就是什麼也不動，直接去觀察，還有一種就是通過激勵的辦法去觀察。美國也用同樣的方法進行觀測。俄羅斯和美國都做這樣的觀察，說明這可能是一個值得考慮的技術方向。

記者：這個很像是HRT波。
裘慰庭副總工程師：利用微震測深方法研究縱向非均值體，非常重要，我們現在的地震勘探是水平的，深大斷裂基本是縱向的，所以要想辦法研究垂直的縱向斷層。他們研究了以後，俄羅斯科學院地球物理研究所開發了一種利用瑞利面波的方法觀測頻率為0.03Hz到1Hz的波，這是很低的頻率，每一個點觀測的時間是一個半小時。因為它信號很弱，得到一個有效信號需要很長時間。我們今後觀測，需要三個小時也可能。另外也取決於檢波器的靈敏度，取決於觀測方法。
記者：他們有成套設備嗎？
裘慰庭副總工程師：沒有。微震用我們以前的老式地震儀，叫做「大秤砣」的就可以，只要是檢波器靈敏就好。現在採油上做的酸化壓裂，也叫微震，這個微震地層裂開的時候產生的能量也很弱，觀測的時候也需要非常靈敏的檢波器，有的也是用「大秤砣」。要在比較安靜的背景條件下進行觀測。當然還有處理的時候如何疊加的問題。觀測以後，得到一些我們稱作異狀體的東西，他們認為是低速帶，可能是一個低速的通道，低速的通道是什麼？只有可能是斷層，因為整塊的岩體是高速的，只有裂開的地方才可能充滿流體。齊穆爾基耶夫提到油氣是從地底下來的，但不是從地幔裡面猛地一下出來，而是慢慢累積，聚集在地幔的某一個地方，類似於火山的岩漿房，如果找到這個地方，那就不是一萬億立方米、十萬億立方米的天然氣，而是上百萬億立方米的天然氣。我訪問過俄羅斯一個氣田，儲量是八萬億立方米，在俄羅斯應該是很大的氣田了，中國現在所有的氣田加在一起儲量也沒有八萬億立方米，據說現在波斯灣找到的最大的氣田的儲量是四十萬億立方米。什麼生物死了以後能夠轉化為這麼大的氣田啊？這是不可能的，只能是從地下來的，只有深部的天然氣才能夠到地殼的某一個深度聚集出這麼大規模的氣田。難道深部就沒有大氣田？一定有。他們考慮給普京打個報告，申請一筆經費，去鑽一個一萬米深甚至到十萬米深的井，去尋找深部的油氣資源。
記者：十萬米深？
裘慰庭副總工程師：這個深度實現的可能性當然不大，但是人要敢想，敢於去考慮問題，對不對？至少認識到了地下深部可能形成了油氣資源，至於說用什麼方法開採、利用，那另外再去想辦法。

專訪東方地球物理勘探公司原副總工程師裘慰庭先生：油氣勘探的成功率提高一倍。

客觀的說，無機成因確實是油氣成因研究過程中提出的一個重要理論，而且也得到了實驗室證據。在實際勘探中，無機成因天然氣的存在早已得到公認，而無機成因的石油認可的人並不多，也缺乏足夠有力的勘探實例來加以支撐。

學術界現在仍然有人在致力於石油無機成因方面的研究，具體的進展我了解並不多。但石油業內的主流觀點仍然是有機成因。

老毛子還說DNA是資產階級的歪理邪說呢。單純由地幔和地熱生成的話，石油中氫原子從哪裡來？

我的工作就是地球物理方面的，可以來說兩句。

首先這種學說不是空穴來風，門捷列夫在一百多年前就從化學的角度提出了這種觀點。而且無機成因的烴類氣體是被現代科學界證明存在的，但是無機成因的油氣田並沒有被發現！

地幔上隆、地殼減薄、地殼中發育的網狀結構以及部分深大斷裂的發育均有利於地球深部流體向上運移，中新生代以來多期的岩漿火山活動也反映了深部物質不斷向淺部釋放。

地球深部流體是啥？C-O-H流體，叫這個名字是因為H2O、CO2、CH4、CO、H2、以及O2 是地球內部最重要的流體組分, 所以稱為C-O-H體系。它已被認為是影響全球地球動力學過程的重要因素, 影響著地幔、地殼的活動, 對於地球的演化、物質組成和結構、以及成岩成礦都起著非常重要的作用,幾乎可以說, 地球內部如果沒有這些流體的存在就沒有地球上複雜而活躍的地質活動，而且在地核形成過程中就有C-O-H流體的存在。確實已經發現很多有機烴類的組成元素具有非生物源特徵，它們主要是無機化學作用的結果,屬於非生物方式的無機成烴, 這種無機方式形成的烴類在地球上分布很廣泛。

對無機成因烴類氣體的判斷主要依據有烴類氣體的組分、碳同位素、烷烴碳同位素系列、與烴類氣體伴生的非烴氣體、稀有氣體的含量及同位素以及地質背景綜合分析等方法。

無機方式形成的烴類雖然分布很廣泛，但是目前，無機成因的天然氣聚集而成的工業氣藏，尚未被發現，更別提無機成因的石油油藏了。

目前世界上的油氣田大都分布在富含有機質的沉積岩區，剩下的少數含有工業油流的火成岩、變質岩也與沉積岩毗鄰，都是由附近沉積岩中生成的石油運移而來的，所以石油無機成因說未能得到石油地質學界的普遍贊同和支持。

但未來能否有新的發現和證據，還尚未可知。

我沒做過深入的研究，但是理論上來說這是可能的。

首先，地球深層有足夠的熱源，滿足石油生成的條件。

其次，洋殼的俯衝必然會將大量的有機物質帶入地下。

但是這一過程中，即使有石油生成，也會被大量且迅速地氧化，所以有多少能剩下，還真不好說。

其實這個理論和火成岩儲集體，地球深源水一樣，理論上都是可行的，但是具體怎麼個可行法，還需要驗證。

所有的理論，在我們最終證明它一定是錯誤的之前，我們都需要假設它是可行的。

自石油行業開始規模發展以來，石油的有機成因論和無機成因論的爭執就從來沒有中斷過。縱觀石油生成理論的發展史來看，一開始是無機成因論作為主導，最早提出無機成因論的科學家就是大名鼎鼎的俄國化學家門捷列夫，而且在無機成因論的研究來看，也一直是俄國人走在前面。無機成因理論認為，石油與天然氣的生成與生物遺體沒有關係，是由幔源沿著斷裂向上運移到合適的儲層聚集而成。但是隨著石油勘探的逐漸進步，發現石油天然氣絕大多數生成在沉積盆地內，生物標誌物等問題無機成因論無法解釋。因此有機成因論成為了石油業的指導理論，而無極成因論僅有少數學者依舊贊同。

隨著實驗室費托反應的成功、化學動力學認為有機物無法生成甲烷（這個是在某篇學術論文上看到的，不能確認一定正確）、土衛六無生命卻被發現具有大量甲烷等等證據，使得無機成因論在最近又開始新一波的反撲。他們認為地球能源是取之不盡用之不竭的，地球在源源不斷的生產油氣，所謂「油氣峰值理論」就是個笑話，是美帝控制油價的策略等等。但是石油地質這門學科是一個和實際生產結合緊密的學科，你的理論正確與否不用等待時間來驗證，一口井下去是騾子是馬就都明白了。

據了解現在僅有俄羅斯部分地區以無極成因理論進行勘探，取得了一些成果。大部分的無機成因理論的勘探都沒有成效，所以無機成因理論有可能是正確的，但是它還沒有完善到可以指導油氣勘探的地步。在這個方面我們不妨使用偉人的「黑貓白貓」理論更為現實一些，地下的東西我們一直是處於盲人摸象和管中窺豹的探索方式，沒有人可以絕對的說什麼是對什麼是錯。你能打出石油，你就是對；你打不出石油，你就是錯。

無機論是俄國人不懂生物學的胡說八道，國內還有一些投機分子響應而已。

很快就在火星發現生物了，大家太小瞧生命了。多多關注NASA吧。生物是能產生甲烷的，產甲烷古菌就可以，很多極端環境都有生命的。大氣層的氧氣都是生物產生的，生物改造了地球。

現在的理論支持有機成因說。因為人們在大部分石油中都能夠發現僅來自生物的，或者成因與生物有關的有機物。而且目前找到的大部分石油都是由沉積岩中生成的。所以大家普遍認為石油是有機成因的。

至於有沒有無機成因的石油，目前研究比較少，難下定論。不過我覺得即使存在，性質或者成分肯定也和有機成因的石油有區別。