“石油无机成因”说立足未稳

顾汉现

“石油无机成因”说立足未稳

2014/11/25 14:38

与“石油有机成因”理论相悖的现象
近年来，许多长期从事油气勘探的专家学者们遇到了一些难以用的石油“有机成因理论”圆满解释的“为什么”：
——为什么一些地区找到了大约15亿年前形成的石油？而按照传统的石油地质与生物学理论，当时的生物量似乎并不足以形成石油。为什么在不含生物的地层中也能找到石油？加拿大阿尔伯塔省的阿塔巴斯河区和美国堪萨斯的克拉富特－普鲁斯油田的所在地就没有富含生物的沉积岩层；在我国华北北部燕山山脉中发现了距今约8亿年前的古油藏和大量散布的油迹，古生物分析表明，当时只有并不丰富古老的藻类和蠕虫类生物。
——为什么许多大型油气田都分布在地壳的大型线状断裂带上？它们的分布显然受地球板块的边界控制，比如美国在洛杉矶的逆掩断裂带上就发现了19个油田——那里大多是板块或者地块的结合带。我国新疆克拉玛依油田在著名的“克—乌大断裂带”附近就找到了十余个油气田，而离开这条断裂带数公里处所打的井大多是干井或低产井。
——为什么世界上的大型、超大型油气田大多集中分布？比如有“世界油库”之称的中东地区和天然气极为富集的西伯利亚地区，仅仅用“那里的海相地层可以更多地富集有机质”的观点恐怕难以令人信服地解释。
——为什么大型油气田的分布区内往往地热值都较高？而且大油田的地层深部大多存在着一个地幔柱——那也许是油藏与地下深处相通的证据？
——为什么世界上许多油气田的汞含量高于大气中含量的几十到几百倍？我国西部煤层气田内的汞含量都相当高。为什么一些油气区中的氦含量也高得惊人？比如我国四川南部天然气田中的氦含量相当高，经过提纯后可以生产工业用氦。为什么在世界许多大型铅锌矿中都发现了大量碳质沥青？而铅锌矿富集的主要原因就是地壳深部的热液上涌。为什么国内外一些油田的油藏内富含铀成分？……
面对这些向传统石油地质理论挑战的现象，人们似乎有理由认为：世界上有些油田的石油似乎正在源源不断地得到补充；一些油气可能来自地壳深处；石油的生成、运移、聚集可能与地震有关，而地震恰恰是地壳运动的表征，它能把地下深处的油气“送”上来吗？
百年“石油生成”未决案
从俄罗斯著名化学家门捷列夫算起，油气无机成因的假说提出已有100多年了。此后，一批又一批的科学家不断地提出“石油无机生成”的理论和生成机制，其中影响较大的有俄罗斯的库德良采夫、克鲁泡特金、萨尔基索夫等；西方则有罗宾逊(Robinson)、古德(Gold)、阿布拉加诺(Abrajano)等。
持“石油无机生成”观点的学者们提出的“原理”归纳起来就是：石油来源于地幔，是地幔沿着地壳裂隙上涌过程中的衍生物。任何物体，都是在特定的内力和外力作用下，处于力的动态平衡而显现的一种物质形态。在超高压和高温的条件下，地幔的原子、原子核直至基本粒子等层次上的物质都是地壳中的任何物质无与伦比的，而且其性质都与地壳中的元素不同。所以地壳中不存在什么构成原油的碳氢化合物。但是在地壳裂开以后，那里地幔的超高压状态被打破，原来的稳定结构被破坏，使之发生热膨胀，不断地释放内能而蜕变为岩浆。沿着裂缝上涌的岩浆由于发生热膨胀而不断耗散内能，在特定的压强和温度下，重新达到内力和外力平衡，进而演化出100多种元素。石油就是地幔发生热膨胀时，在特定的环境中形成的一种新物质形态。
在石油的形成过程中，率先上涌的岩浆，由于在地壳裂缝中所受的压强极小而大幅度地发生热膨胀，形成大量的岩浆气，按照一定的组分组成气体分子，比如乙炔、水等。
岩浆中不断地析出的气体，不仅使裂隙中的压强和温度不断升高，而且使裂隙中形成的烃类分子的密度连续增大，它们的内聚力不断加强，导致烃类分子趋向于形成复杂的结构。即乙炔→乙烯→甲烷→乙烷→丙烷→丁烷。当裂隙中碳氢化合物气体浓度进一步升高时，就会使低碳类烃聚合为高碳烃烷，进而发生相态变化，也就是说，气体的烃类变成了液体的烃类——石油。石油在形成的初期，因为颗粒极小，可以随着热而向上运动，它们到裂隙的上方大量聚合，就可以融合成更大的油珠。当密度大的油珠进一步融合，其重量将大于岩浆气体热膨胀时所产生的推力，于是纷纷坠落或沿着裂隙壁面流向裂隙的底部并溢出岩浆。
由于裂隙中的压强、温度和碳氢化合物的气体浓度达到相当高的标准后，才会形成石油，所以，石油淹没的岩浆析出的气体刚刚脱离岩浆就会遇到很高的压强，不仅在原子的层次上形成稳定的结构，而且迅速化合为碳氢化合物。于是，岩浆气体的一部分在石油里上浮的过程中，就化合为石油，而且会不断地增加，渐渐地就可能形成油藏。
已经证实，地球深层存在大量的富二氧化碳流体，这些流体所排出的二氧化碳在上升的过程中，可以与H2发生著名的费托反应而生成烃类。在地球深部存在大量的富二氧化碳流体，这些富二氧化碳流体从地球深部不断向外排放海量的二氧化碳，这些二氧化碳可以通过深大断裂或岩浆通道进入沉积盆地，这为费托反应的发生提供了先决条件；其次，在地球深部也存在大量的富H流体，地球也在不断向外排H，在很多地方已经发现这种无机成因的氢气藏，而且越向地球深部，H2的含量越高，到中下地幔和地核则主要是H、H2和氢化物，这为费托反应的发生提供了物质保障；再次，在很多沉积盆地中广泛发育蛇纹石化超基性岩或玄武岩，这些催化剂的存在使得反应的发生成为可能；在断裂发育或深部流体活动频繁的地方，肯定会有大量温度适宜的区域。
除参与费托反应外，在250℃条件下，二氧化碳还可以被Fe2SiO4直接还原为CH4，我国胜利油田所属的东营凹陷部分烃类的生成就是这种反应的结果。深部富二氧化碳流体是热能的良好载体，这种流体进入沉积盆地后会为盆地介质提供大量热能，从而促进烃源岩生烃。
世界范围内油气田的分布规律也可以为费托反应的发生提供佐证。世界油气的一半以上与板块俯冲及其相联系的各种断裂有关,而且在这些断裂发现大油气田的机会更多，例如加拿大近海、北美东部、中部、西部，北海及沙特阿拉伯等含油气盆地的基底均存在与板块俯冲作用有关的深大断裂。拥有世界近三分之二油气储量的波斯湾地区，就分布在被推覆到陆架之上的扎格罗斯碰撞带的蛇绿岩附近。加利福尼亚丰富的石油储量，也与海岸山脉的蛇绿岩推覆有关。世界范围内大多数油气藏都紧临断裂带和蛇绿岩带分布，这种反应的发生将会极大地拓展油气的勘探领域。
“石油无机生成”论点认为，无论在陆地还是海底，只要地壳深部存在形成裂隙的地质条件，那里就可能存在生油构造，生成的石油与天然气沿着裂隙运移上来以后，可以聚集成大型油气田。中东波斯湾地区成为世界石油的主要产地，是因为阿拉伯半岛向东北方向移动，挤压欧亚大陆的伊朗一侧。所以，从阿曼湾至小亚细亚半岛沿线的地壳深层均由于板块的挤压运动而形成密集的裂隙。于是该地区形成了大面积的油田和天然气田。
在实践中，“石油无机生成”论点也提出了一些实验室事实：一百多年前，著名科学大师门捷列夫就曾用盐酸加在铁上获得过有机物；另外，光谱天文望远镜证实，宇宙中存在着烃类物质；陨石中发现过烃类等等。但是，这些“事实”说服力不强的关键在于把宇宙间简单的烃类物质与复杂的石油组成混为一谈。
孰是孰非的“化石燃料”
在石油有机成因与无机成因的辩论中，“有机成因论”始终占据绝对优势。虽然在一些具体问题上，这一理论也有无法自圆其说之处，但迄今为止，世界上所有的大型油气田都是以这一理论为指导思想找到的，而且在石油中已经发现了丰富的、来源于生物体内的有机质和生物标记化合物，如甾烷、萜烷类等。
在油气勘探过程中，地质学家们首先依靠岩石层中有机质的多寡和构成有机质的类型（海洋生物、湖泊生物还是陆生生物等）来判断一个勘探靶区是否有石油或者具有工业性开采价值。而且，石油地球化学家们早已用富含有机质的沉积岩经过加温、加压热模拟“制造”出了石油与天然气。
为了探讨石油与天然气可能的“无机成因”，在20世纪后期，多国科学家联手，在北欧的斯堪的那维亚半岛钻探了一口深达上万米的超深井，但结果仅仅找到了零星的、甲烷含量并不太高的天然气，根本没有见到石油的显示。这一结果大大地鼓舞了持石油“有机成因”的学者们，也使“无机成因论者”感到沮丧。（文/王大锐）
2014/11/25 14:38

http://www.cnpc.com.cn/syzs/ktkf ... 08ea7afe7b55d.shtml



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顾汉现

崔永强 科学网博客 博文

石油有机成因假说已经被证伪

已有 955 次阅读 2017-9-5 08:34 系统分类:论文交流

石油有机成因假说已经被证伪

崔永强

（大庆油田勘探开发研究院，黑龙江大庆，163712）

摘要：对石油来源问题的不同回答，形成了石油有机成因理论和无机成因理论两大学派。由于石油有机成因理论片面地认为石油来自地球上演化层次最高，存在数量最少的生命物质，把油气藏中的烃类成因问题与金属、非金属矿床中的烃类成因相隔绝、与地球演化所派生的地球排烃作用相隔绝、与宇宙和行星的烃类成因相隔绝，得到了石油即将枯竭的结论。自然科学研究成果和石油勘探开发实践已经全面否决了石油有机成因的所有理论基础，并获得了石油来自地幔且源源不断向上供给的科学结论。全面否定有机成因理论及其形而上学的思维方法，将极大促进石油科学及相关学科的发展，将确保国家石油安全和石油工业可持续发展。

关键词：石油地质学；有机成因；无机成因；幔源油气；热力学第二定律

详细:

http://blog.sciencenet.cn/home.p ... blog&id=1074300



崔永强 科学网博客 博文

石油地质学没有非常规——与邹才能商榷

已有 358 次阅读 2017-9-1 15:53 |系统分类:论文交流  石油地质学没有非常规——与邹才能商榷

石油地质学没有非常规——兼与《非常规油气概念、特征、潜力及技术——兼论非常规油气地质学》一文作者邹才能先生商榷

崔永强*

（大庆油田勘探开发研究院，大庆，163712）

摘要：辩证唯物主义认为客观事物的发展遵循统一的内在规律，这个规律是可以被认识的。中国石油地质学针对相同的盆地、相同的层位、相同的研究对象，应用相同的石油有机成因理论，却获得了常规油气地质学和非常规油气地质学两种认识，说明两种认识都没有上升到对研究对象的本质认识，都没有真正把握石油生成和聚集的客观规律。本文以自然科学最新研究成果为根据，应用幔源油气理论，对邹才能等在《石油勘探与开发》2013年第4期上发表的《非常规油气概念、特征、潜力及技术——兼论非常规油气地质学》一文所反映的问题进行系统剖新，获得了石油地质学没有非常规的结论。

关键词：非常规；页岩气；峰值论；有机成因；幔源油气

前言

最近与一位我非常敬重的油田老专家交流，他向我推荐邹才能等著述的《非常规油气地质学》一书[1]，告知已经列为高等学校教材，并推崇该书作者为学术泰斗。经老专家的推荐，认真地进行了学习。该书编码到463页，内容非常丰富。较之石油地质学理论，该书对勘探发现和勘探技术介绍的更多一些。这似乎是所有石油地质学著述的共同特点，或称缺点。无论作为科学假说，还是作为科学理论，石油地质学都应是人们将认识从已知推向未知，进而变未知为已知的思维方法，它更应注重探求现象之间的因果关系、事物的内部结构及其起源和演化的规律。由此产生了与作者交流的强烈愿望。本文选择该书序言中推荐作者在《石油勘探与开发》2013年第4期上发表的文章《非常规油气概念、特征、潜力及技术——兼论非常规油气地质学》作为引子[2]，望能就石油地质学的理论问题进行有针对性的阐述。

石油地质学仍然处于科学假说阶段，因为仅石油成因就存在有机成因和无机成因两个基本假设[3]。至于石油地质学所涉及到的各种概念和模式，又都以各种科学假说作为理论依据。例如，关于泥岩和页岩的成因存在沉积成因、化学成因等不同的认识，关于盆地构造的成因存在包括板块理论在内的至少十几种假说，关于盆地流体成因又包括内生流体和外源流体的不同假设。甚至连含油气孔隙的形成，都有原生和次生的争论，次生孔隙形成又有以碱性流体为主还是以酸性流体为主的不同。

在构成石油地质学的事实基础、背景理论、对现象和规律的猜测、推导出的预言和预见几个基本要素中，文献中更多看到的是关于它的事实基础，而对它的背景理论阐述甚少，这或许是受限于我们的知识结构。由于各种原因，石油和地质院校对培养学生的自然科学素养尚缺少足够的重视。这个问题在人们对待“石油峰值论”的态度中反映非常明显。1956年美国地球物理学家马里昂·金·哈伯特在美国石油学会年会上提出峰值论[4]，国内报刊2005年开始有以“峰值论”为题的报道。在表示赞成和质疑的报道中，仅有少数非地质专业的作者[5]提及石油峰值论的理论基础问题，提及前苏联和俄罗斯的石油无机成因理论。石油地质专业的作者，非但没有人从理论上指出石油峰值论的本质缺陷，反而将其奉为圭臬[6]。甚至有的院校还成立了石油峰值研究会[7]。石油峰值论就是本文与“邹文”（为简便起见，下文邹才能等《非常规油气概念、特征、潜力及技术——兼论非常规油气地质学》一文简称“邹文”）商榷的第一个问题。

详细:

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[转载]崔永强及其团队采访录

(2014-01-17 08:42:15)

标签： 转载         分类： 天下公告

原文地址：崔永强及其团队采访录作者：休闲读品杂志社

    崔永强，生于1965年，吉林省蛟河县人，博士，高级工程师。1988年毕业于大庆石油学院石油地质专业，2001年中国石油大学（北京）石油地质专业博士研究生毕业。长期在大庆油田勘探开发研究院从事石油地质学和构造地质学研究工作，2004年起，先后承担《松辽盆地深部北部流体及其对石油地质条件的影响研究》、《松辽盆地幔源油气地质特征研究》等研究项目，先后发表多篇论文，主要有：《页岩气工业前景取决于储层》、《页岩气、深盆气成藏模式质疑》、《松辽盆地无机油气成因与勘探方向》、《费-托合成气碳同位素研究》、《重论“上生下储”与“侧向运移”》等。
以无机成油论指导勘探开发的路径
被访专家：崔永强高级工程师  杨永斌高级工程师  马广宇工程师  孟德福工程师
本刊记者：李寻  简直  商昭

记者（以下简称记）：我先简要介绍一下我们为什么拜访到您，第一个原因，我们觉得石油的成因问题争论了一百多年，是个很重大的科学史事件，目前正在朝着有突破的方向发展，我们想把它当作科学史事件记录下来；第二个原因，目前国内研究石油无机成因论的学者里，就我们所检索到的，您是最年轻的一位学者，其他的都比您年长约三十岁左右，您是我们找到的唯一的一位年轻学者，所以想重点关注、追踪，看看以后会有什么样的突破。我们想向您请教的问题已经列了一个大致的采访提纲，您可以先按照您的思路讲，然后我们再照我们的问题向您请教。

崔永强高级工程师（以下简称崔）：（打开PPT文件，投影到墙上）这是我们做的一个关于页岩气的报告，页岩气来自地幔，你不是要问我关于幔源气的问题嘛。页岩气来自地幔，它有什么证据呢？首先是地幔烃的鉴别标准，北京的戴金星院士已经做出了全国公认的指标，就是甲烷及其同系物碳同位素比值，甲烷碳同位素值最大，然后乙烷、丙烷、丁烷的值一个比一个小，另外就是二氧化碳的碳同位值大于-8‰（戴金星院士关于幔源天然气鉴别标准的文章已刊用于本专辑第七专题，具体数据以该文章为准）。这样的话，幔源烃类气体碳同位素特征正好跟美国阿巴拉契亚盆地所谓的页岩气的地球化学特征是一样的，从地球化学的角度鉴定它是幔源气。还有一个证据，是1958年苏联人做的一个实验，这个实验在库德良采夫的书中讲到过。这个实验是这样的，在一千个大气压下，用油、粘土、水混合，混合之后再挤压，然后看还有多少油和水残留在粘土里面，实验的结果，有3%～4%的油被吸附在粘土里。一千个大气压对应的深度已经很深了，远远超过了我们现在的沉积层（10公里以下），所以，在沉积层里，粘土里不可能出油，也不可能出气，因为在一千个大气压下，还有3%～4%的油不出来。而有机生烃模式中烃源岩的生烃量有多少呢，地层质量的万分之一，实验中3%～4%的油都出不来，那万分之一的东西更不可能出来了。所以说，就这么一个实验就可以把有机成因论停止了，停止在沉积层里了。这还是假设它能生油生气，事实上它还不一定能生油生气。（崔博士的研究团队目前集中精力做的一件事是有关页岩气的研究，他们撰写的这份研究报告是重量级的，用充分的证据说明页岩气计划应该停止。由于他们的思维兴奋点正集中于页岩气，所以，对我们的采访也是从页岩气开始的。所谓页岩气，就其本意来讲，就是赋存于页岩〈粘土岩〉中的可燃烷烃气体。由于其含量低，不好开采，所以，过去各国均没有对它进行商业化开采，大概在三、四年前，美国人抛出了一系列“新消息”，说他们采用水平钻井和水力压裂技术，实现了对页岩气的商业性开发，美国原来是个天然气进口的国家，经过页岩气和煤层气的开发，现在不仅不用进口，还将要出口天然气。这股风流入中国后，有关方面也制定了发展计划，投入了大量资金。但是，迄今为止，在勘探方面没有突破。因此，有些学者认为，所谓“美国的页岩气突破”可能是个骗局。崔博士刚才所引用的证据，就是说明从化学组分上看，美国实际开发出的天然气是来自幔源的常规天然气，而不是什么页岩气。他举出的第二个例子，是说明在页岩〈页岩就是一种粘土岩〉中不可能生成和储存足够商业品位的天然气。我们此次采访的重点不是页岩气，而是幔源气，也叫非生物成因气或无机成因气，故有关页岩气的大量讨论未整理出来发表。但我们是倾向同意崔博士的观点的，近三年来，我们也一直在追踪页岩气的研究，曾数次亲往钻探现场考察，从一线反馈回来的消息是该用的技术手段都用了，但远没有达到预期效果。崔博士的主要观点是不存在“对页岩气的商业开发”这回事儿，凡是大规模开发的天然气，应该是幔源油气，即无机成因的天然气。）

详细:

http://blog.sina.com.cn/s/blog_adffad1a0101k416.html



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