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时间:2018-04-30
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1、有机成因和无机成因之争不仅仅是理论之争 由中国地球物理学会流体地球专业委员会主办的流体地球科学与巨型成矿带及重大自然灾害学术研讨会日前在北京召开。会上,来自大庆油田勘探开发研究院崔永强博士的《用幔源油气理论指导石油工业》报告引起与会者热烈反响,再次引发理论界对石油成因是无机还是有机的深入探讨和关注。 石油有机成因和无机成因之争不仅仅是理论之争,还涉及到国家石油战略和石油安全。为了让读者对石油成因理论有更多的了解,中国化工报记者对崔永强博士等业界专家进行了采访。 有机成因理论被质疑 “石油有机成因的3个主要理论依据已经动摇,即石油具有生物分
2、子特有的旋光性,石油具有生物分子特有的生物标记化合物,99%的石油发现于富含有机质的沉积盆地。因为在地幔岩捕虏体和陨石中萃取的有机分子同样发现了旋光性和生物标记物,这说明所谓的生物标记物及有机分子的旋光性并非生物所特有。”崔永强开门见山地说,而99%的石油发现于沉积盆地,是因为发现石油的沉积盆地对应巨厚的上地幔软流层隆起,且软流层隆起幅度越高,上覆盆地含油性越好;上地幔软流层隆起幅度低或不隆起,其上覆沉积盆地则是贫油盆地。上地幔软流层隆起幅度与盆地含油性呈正相关关系,说明决定盆地油气丰度的根本原因是地幔流体而非沉积层中的有机质。 崔永强还表示,
3、石油有机说最具代表性的是干酪根热降解生油模型,需要将干酪根加热到200~250℃11化工网hghx.globalbuy.cc整理上传以上。这在沉积盆地的沉积层中是难以实现的,大庆油田的所谓生油层温度只有60℃,有的盆地更低。而且,干酪根热降解模型是一个吸热模型,而这又不符合热力学第二定律。因为热力学第二定律要求自然发生的过程必须是放热的、熵增的,但干酪根本身作为异常复杂的高分子团,通过吸热形成高度有序的烃类、石墨,是个熵减的过程。此外,干酪根热降解模型把干酪根描述为分散有机质,它在沉积层中是高度分散的,它形成的烃类也是高度分散的,而我们在油气藏中
4、看到油气是高度集中的,由地层中高度分散的有机质到高度集中的油气藏,这个过程仍然是一个熵减的过程。一个自然发生的过程同时具备吸热和熵减两个特征,这是不符合热力学第二定律的。 崔永强认为,有机成因理论试图用漫长的地质时间来补偿干酪根降解模型中化学反应温度的不足,从而提出了时间—温度补偿原理,但这是无法实现的。因为发生化学反应的前提是必须在活化温度以上。对一个尚未开始的化学反应,根本不存在化学反应时间长短的问题。 “传统理论中关于油气二次运移的上生下储之说,要求低密度油气向下运移到高密度的水中,同样违背物理学的基本常识。”崔永强说。11化工网hgh
5、x.globalbuy.cc整理上传 在他看来,有机成油论其实起源于对地球表层,最多是上地壳浅表的观察,是从动植物可以提炼油脂这样一种直观经验出发,对上地壳沉积岩层中有机物的演化做出的主观推测。这种推测与大地构造的形成过程没有建立联系,与地球本身的天体物理形成过程也没有建立联系。也就是说,有机成油理论只能在一个极小的理论设定范围内,获得逻辑上的自洽性,一旦越出这个范围,在整个基础地质学、地球物理学和地球化学的统一知识框架内,有机成油论不仅无法获得支持,反而会因自相矛盾、漏洞百出,而陷于逻辑上不能成立的境地。 无机成因理论已系统化 那石油无机
6、成因又是什么理论?崔永强向中国化工报记者介绍说,无机成因,也可称为幔源油气理论,因为离开地幔烃碱流体,无机成因便无从谈起。这个理论从现象的归纳和对有机成因的质疑发展到今天,已经能够在岩石、流体、构造3个方面从理论上进行推演。 幔源油气的基础理论包括烃碱流体地球化学理论和大陆层控构造理论。烃碱流体地球化学理论指出,地幔是石油、天然气的根源,烃和碱是地幔流体两大组成部分,有烃必有碱、有碱必有烃。这个理论让我们从地幔岩石、地壳岩石,直至沉积层和油气藏这个完整的路径中看到烃类运移和演化的踪迹。这个理论中的石油与矿床学中的有机质、金属非金属矿产伴生的烃是
7、一个概念、一个来源。11化工网hghx.globalbuy.cc整理上传 大陆层控构造理论则揭示了深部构造与上地壳、沉积层构造的必然联系,为软流层中的地幔流体突破刚性上地幔和下地壳,上涌进入中地壳、上地壳和沉积层指明了构造途径。这就跳出了有机成因用泥岩和页岩里说不清来源的烃来证明油气藏中的烃这样一个仅仅局限于沉积层的死循环,跳出了在干酪根生油假设下对储层的石油和泥岩中的干酪根、有机质地球化学特征没完没了的对比。 “烃碱流体地球化学理论和大陆层控构造理论不仅解释了地球内动因及整个地壳变化,还解释了地幔流体变动带来的地壳岩石圈的变动过程,解释了大
8、陆上各层次构造形成的原因,解释了地表物质水、空气、基本生物的来源,解释了地壳中的物质岩石、矿物的来源和形成机制等。石油、天然气的形成原因
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