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颠覆传统找油理论的林隆栋

2016-12-08陈伟立

石油知识 2016年4期
关键词:盆地勘探油气

■ 陈伟立

石油人物

颠覆传统找油理论的林隆栋

■ 陈伟立

在201 6年4月中旬科技部的一次会上,有负责同志谈到,作为国家重大工程的载人航天工程实施20多年来,成功发射飞船和目标飞行器,将航天员送入太空,实现了一系列重大跨越,取得载人航天“十全十美”的成绩时,随即问在座的地学界同志:天上这么热闹!你们“地下”有什么新突破和颠覆性技术啊?

机缘巧合,于首个“中国航天日”(4月24日)前夕,我应邀出席了“第五届流体地球科学与矿产资源及自然灾害学术研讨会”,从中获悉“地下”油气源头进行创新性的勘探找油新模式。它另辟蹊径与传统找油模式协调并进,以有机、无机说“一家亲”的两条腿跑步,携手共享大自然赋予人类的油气资源。

传统找油模式侧重于侏罗系、二叠系等的生油层或盆、湖沉积生油凹陷,即有机生油。换言之,油气是由藻类等漂游生物的尸体而生。这一理论的应用,自19世纪中叶到人类开始采油至现今,国内外一直沿袭了长达170年;而具有源头驱动模式创新的找油理论,专注于沉积凹陷+盆地基底研究,并着重于区域构造背景上壳、幔深部构造的研究,找到地壳内低速高导层(或岩石圈地慢柱、软流圈侵入体)深大断裂后,再找圈闭择优上钻。换言之,传统模式是从上往下找油气,而创新模式是从地球深部、盆地基底自下向上找油气。后者多一套盆地基底含油系统,勘探广又深、预测把握性强、省钱、省力,且承认有机物在来自深部无机流体的加温、加氢、催化作用下也能转化成油气。

找油新模式的提出者和践行者林隆栋教授,从1959年至今,究其寻油经历,堪称攻坚克难地踩着礁石挺进在下有急流暗涌的深沟河道上,并一直不离不弃地奋斗在新疆石油地质勘探一线长达57年。克拉玛依油田是新中国发现的第一个油田,给当时四亿五千万人民带来莫大的鼓舞。可是,五年后的1960年代其产量逐渐下滑,1976年油田到了萎缩期,勘探队伍陆续调往内地。

1979年参加百日泉油田开发、勘探会战的林隆栋教授,惊奇地发现克乌断裂与20多年来传统认识截然不同的新情况并提出了新建议。不料遭到除宋汉良、汪德宝等少数人外的绝大多数人的激烈反对。他冒着被劳改的风险,在宋汉良的支持下布了5口井,用了半年时间于1980年7月底,全部完钻、出油。从而开阔了勘探思路,对克乌断裂有了新认识。这仅仅是拉开了勘探新模式的序幕。克拉玛依西边的加依尔山,原认为是“有根”的,自克乌断裂,从高角度逆断裂改为上陡下缓凹面向上的逆掩断裂(或称犁式断裂)后,才知它是无根的,是从西边20~30千米外推覆过来的大推覆体。那么山之下又是什么呢?上世纪80年代地震勘探揭示,在大推覆体之下发育向西增厚、厚度大于6千米的古凹陷,据地史推测,应是中、下古生界海相地层,其中沉积的有机物在多种因素作用下可转化成油气。这表明古生代早、中期,克拉玛依西边发育着古亚洲洋,当时的水系是往西流的。肖序常院士非常同意这种观点。

2000年前后盆地构造格架综合工程探测结果,横剖面上有4个成果:(1)在古凹陷之下,于中下地壳内又出现地震速度倒转,即低速高导层,高23千米、宽约60千米,这是幔源底辟,是地幔软流圈侵入上来的橄榄岩变成蛇纹岩,从深部上来的氢、一氧化碳、二氧化碳在铁族元素催化下进行费托合成反应,生成油气;(2)横剖面东西二侧各发育深达40多千米的壳幔断裂直通到大推覆体下;(3)加依尔山大推覆体东边发育2条隐伏断裂(玛湖断裂、克乌断裂),西边发育4条断到地面断裂(加依尔山前断裂、达尔布特断裂、哈图断裂、铁厂沟断裂),这6条断裂在深达12千米处收敛为1条,并与之下的壳幔断裂相连接而沟通;(4)莫霍面隆起达43千米,是新疆境内隆起最高,即地壳最薄地方。之后不久,大地电磁测探纵剖面,在低速高导层之下又发现地幔软流圈高高隆起达65千米(深1 20~1 85千米),长240千米,也叫地幔柱或幔源柱,这里蕴藏着深部碳—氢体系聚合成的烃碱流体。

至此,山下密藏的七大景观才全部揭开!原来山下隐藏着三大烃灶,靠壳幔断裂和犁式断裂向浅部输送。近3亿年来天天都在生油、运移、成藏、成苗,至今克拉玛依市内旅游景点的黑油山,每天还冒油、冒气,这均表明油气是多期垂直运移、油气藏沿断裂带呈宝塔式、串珠状不断外逸所致。可谓之“地下深部天天敲锣打鼓唱大戏”,一派热闹非凡的景象,而地上却安宁寂静,鸦雀无声,只待报油喜鹊的频频鸣叫声起。

近半个多世纪的摸索,由浅到深突破传统的老旧勘探理念,创立170年来从地球深处向上找油气的勘探新模式,至今,该模式创建地——克拉玛依油气富集带已找到14个油田,全部都在低速高导层、地幔柱范围内,石油储量、产量均占全盆地70%以上。2013年统计表明,这里探明石油地质储量占全盆地75%、原油年产量占盆地70%,是新疆油田公司勘探、开发的重点区,也是令人向往的旅游胜地。

这是新疆油田公司勘探最成功之地。而今回忆起上个世纪50年代初上克拉玛依勘探时,曾遭到大多数持传统观念者的极力反对,争论持续了4个年头。庆幸当时决策者力排众议的英明决断与远见卓识才有了今天上述的局面。当传统模式指导盆地南缘、东部、腹部、北部勘探时,曾有过痛苦的失败教训。最后盆地出现与克乌断裂带平行的北东向三大油气富集带,这是盆地莫霍面、基底;甚至盖层均是以南北向开放性断裂为主造成的,是油气来自深部的明证。林隆栋教授正是总结了经验和教训后提出这一勘探新模式的。

2014年,林隆栋教授将自己由下向上找油气的构思与实践在和初次认识的幔源油气理论的提出者、该领域内的大家——杜乐天先生交谈中,欣喜地发现两人不谋而合,相互验证了地下深部确实存在着非化石能源的石油天然气。

关于在逆掩断裂大推覆体下找油藏起到巨大指导作用的地幔柱、低速高导层对找油气藏起到了巨大的导向性作用,也被袁学诚教授在不同时间、不同地点注意到了。袁学诚和林隆栋教授,2014年10月因赠送欧亚地学大断面图相识,2015年6月又因相同观点合作,新模式在我国具有普遍意义和可操作的现实性。现在已知的大港油田、冀东油田、华北油田、胜利油田、中原油田、苏北油田、河南油田、蓬莱油气田都分布在华北地区五大抱团的岩石圈蘑菇状地幔柱之内,与克拉玛依油区类似,仍有巨大勘探潜力。若能以新模式观点继续进行探索研究,将会出现崭新局面。

我国南海近年也发现巨型的复蘑菇状地幔柱,东西宽约1 800~2500千米(泰国曼谷—菲律宾马尼拉),南北长约2500~2800千米(我国海口—爪哇海),柱头顶面埋深68~80千米,柱尾深达地下2000多千米。南海多油气,地质上已找到确切、有力依据。

福建与江西交界处:大田、永安、宁化、宁都、兴国之下方,也发现岩石圈蘑菇状地幔柱,埋深1 1千米、高75千米、东西长150千米;在其西边发育有低速高导层,埋深17千米、厚5~6千米、东西长100千米,且发育有4条断裂通至地表。它上面有4个盆地都见油气显示:福建的举岚—均口盆地、连城盆地(福建有18个大小盆地,唯独这2个有显示,这是油气喜鹊在下面仰头向上呼唤呢!)。还有江西的石城-禾口盆地、宁都盆地。在传统模式者看来,这里是禁区——花岗岩遍地,无从下手。惟有新模式从下往上找油气,才有突破的可能。

油气勘探创新模式打开了新思路、新途径,即只要有低速高导层、有深大断裂、有圈闭,哪怕是沉积岩、火成岩、变质岩都可以从地球深部源头找到油气。这是古今中外,还不被人们重视而忽略的油气藏地带,它将为石油工业进行的再创业,打一个漂亮仗。

欧亚地学大断面图是探测深达100~200千米的岩石圈地幔断面,相当于超深钻,是驱动新模式找油的指路明灯。该断面在我国境内长达5000千米,在俄罗斯、北冰洋境内也长达5000千米。从我国东南台湾岛→福建→江西→湖南→重庆→四川(绵阳)→柴达木→甘肃敦煌→哈密→可可托海→俄罗斯至北冰洋。林隆栋、袁学诚、李玉琪等人以大胆地科学践行,小心地科学求证,准备先做我国部分石油地质解释,待取得成果、经验后再往西行。

上述长达一万公里的能源大动脉,亦将在油气勘探新模式下展示我们对欧亚进行深度交流与沿线诸多国家合作的情怀,共同打造“一带一路”建设的新丰碑。将是我国人民对世界的又一个贡献。

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