目前世界95%以上的油田都是在石油有機(jī)說這一理論指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)的。 圖為延長石油集團(tuán)下屬的靖邊采油廠。


       

        今年以來，隨著伊朗核危機(jī)的進(jìn)一步加劇和中東局勢的不斷惡化，國際原油價(jià)格持續(xù)攀升。我國繼2月8日成品油價(jià)格上調(diào)之后，3月20日，國內(nèi)成品油價(jià)格再次上調(diào)，諸多城市的汽柴油價(jià)格超過8元/升，達(dá)到歷史高位。石油問題再次引發(fā)了國人的焦慮。

　　前不久，《石油大棋局》作者、美國著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家、地緣政治學(xué)家威廉·恩道爾作客中央電視臺《對話》欄目與中國石油專家討論石油資源與油價(jià)問題。恩道爾在節(jié)目中提出一個(gè)爆炸性的觀點(diǎn)：石油并非源自死亡的動(dòng)物尸體，而是源自于地球深處的無機(jī)物質(zhì)，極有可能是取之不盡的。果真如此，這對于石油對外依存度越來越高的中國將是極大利好，油價(jià)也不應(yīng)該這么高。

　　那么，石油到底源自生物體還是非生物體？是取之有盡還是取之不竭？記者就此進(jìn)行了深入采訪。
　　
　　
　　“有機(jī)說”找到現(xiàn)今95%油田
　　
　　
　　中國石油大學(xué)油氣工程學(xué)院院長陳勉接受記者采訪時(shí)介紹說，傳統(tǒng)石油生成理論認(rèn)為，石油是古生物的“遺產(chǎn)”。按照傳統(tǒng)教科書的說法，在大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家看來，石油是古代有機(jī)物演變而來的，即由史前的海洋動(dòng)物和藻類尸體經(jīng)過漫長演化并最終形成。這些史前時(shí)代的浮游生物或者藻類，大量被掩埋在海底或者湖底的缺氧環(huán)境中，在漫長的年代中，有機(jī)體被成巖作用包裹在高溫、高壓的狀態(tài)中，首先形成蠟狀的油母，而后被進(jìn)一步加熱生成液態(tài)或者氣態(tài)的烴類。由于這些碳?xì)浠衔锉雀浇鼛r石中的水輕，它們就會(huì)向上滲透到附近的巖層中，聚集到一起形成油田。

　　根據(jù)這種理論，石油的生成并不是一件很容易的事情。因?yàn)樗鼘囟扔兄量痰囊螅瑴囟忍停@些原料無法從油母中滲透出來；溫度太高，烴類又會(huì)通過熱裂解，直接生成天然氣。

　　雖然各地因?yàn)榈刭|(zhì)情況不同，可能略有差異，但比較典型的成油深度，一般認(rèn)為是地下4～6千米處。當(dāng)然，石油形成后，又可能遷徙到更深或者更淺的地層中去。

　　中國科學(xué)院院士、石油大學(xué)資源與信息學(xué)院教授王鐵冠告訴記者，迄今為止，有機(jī)成油理論在指導(dǎo)油田的勘探方面發(fā)揮了重要作用，目前世界上95%以上的油田，都是在這一理論的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)的。
　　
　　
　　諸多問題“有機(jī)說”難以解釋
　　
　　
　　雖然有機(jī)成油理論是人類勘探新油田的基本理論，本身也日臻完善，但隨著石油地質(zhì)工作研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)，石油有機(jī)說并不能解釋所有的石油現(xiàn)象，一些不利于有機(jī)說的證據(jù)漸漸顯現(xiàn)出來。比如，在世界上已發(fā)現(xiàn)的3萬多個(gè)油田中，8個(gè)特大油田就占了全部儲量的一半左右。依據(jù)這一事實(shí)，有地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，如果說石油是由史前古生物遺體演變而成的，那么就不會(huì)出現(xiàn)這種情況，因?yàn)樯镌诘厍蛏系姆植茧m然并不均衡，有的地方多，有的地方少，但絕不會(huì)造成如此巨大差別。而且，更為有力的證據(jù)是，有些油田在垂直方向上分布很深，而且越往深處成油條件越好。這在一些專家看來，似乎在它的深部，有源源不斷的油氣供給。

　　近年來，傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論和長期從事油氣勘探的專家學(xué)者們遇到的許多問題，難以用傳統(tǒng)的石油有機(jī)成因理論圓滿地解釋。

　　對此，《石油勘探與開發(fā)》雜志副主編王大銳博士對石油有機(jī)說提出了幾點(diǎn)質(zhì)疑：

　　一是一些地區(qū)為什么找到了大約15億年前形成的石油？而按照傳統(tǒng)的石油地質(zhì)與生物學(xué)理論，當(dāng)時(shí)的生物量似乎并不足以形成石油。為什么在不含生物的地層中也能找到石油？比如加拿大阿爾伯塔省的阿塔巴斯河區(qū)和美國堪薩斯的克拉富特—普魯斯油田，都處在沒有富含生物的沉積巖層。

　　二是為什么許多大型油氣田都分布在地殼的大型線狀斷裂帶上？它們的分布顯然受地球板塊的邊界控制，比如美國在洛杉磯的逆掩斷裂帶上就發(fā)現(xiàn)了19個(gè)油田。為什么一些油氣田都與大山脈相鄰——那里大多是板塊或者地塊的結(jié)合帶。我國新疆克拉瑪依油田在著名的克拉瑪依—烏爾禾大斷裂帶附近就找到了十余個(gè)油氣田，而離開這條斷裂帶就很難發(fā)現(xiàn)油氣田。 

　　三是為什么世界上的大型、超大型油氣田大多集中分布？比如中東地區(qū)，這僅僅用“那里的海相地層可以更多地富集有機(jī)質(zhì)”的觀點(diǎn)解釋恐怕難以令人信服。

　　四是為什么大型油氣田的分布區(qū)內(nèi)，往往地?zé)嶂刀驾^高？而且大油田的地層深部大多存在著一個(gè)地幔柱——那是油藏與地下深處相通的證據(jù)。 

　　此外，還有學(xué)者指出，1973年遼寧省大地震后，遼河油田的石油勘探形勢突然好轉(zhuǎn)，1986年產(chǎn)量突破1000萬噸，一躍成為繼大慶、勝利油田之后我國第三大油田。而且，遼河盆地內(nèi)平均每平方千米年產(chǎn)原油近1萬噸；山東勝利油田的面積僅為3000平方千米，但采出的原油已達(dá)3000萬噸；玉門老君廟油田經(jīng)過60年的開采以后，已經(jīng)采出了幾倍于原來探明的地質(zhì)儲量，這些都是用常規(guī)的石油地質(zhì)理論難以解釋的。

　　傳統(tǒng)的石油地質(zhì)理論認(rèn)為，石油的生成至少需要數(shù)百萬年以上的時(shí)間，但是，最新的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)熱模擬試驗(yàn)表明，石油的生成并不需要太高的溫度和壓力。人們對美國黃石公園內(nèi)熱泉的有機(jī)質(zhì)研究也表明，生成石油的時(shí)間有幾千年足矣！更有甚者，墨西哥灣水域漂浮的藻類經(jīng)太陽暴曬數(shù)周后，竟有液態(tài)的油滴生成。

　　陳勉教授稱自己是樂觀派，他認(rèn)為，早在20年前，一些地質(zhì)學(xué)家就曾斷言，全球石油再采20年就會(huì)減少甚至枯竭，但是20年過去了，情況并非如此。

　　面對這些向傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論挑戰(zhàn)的現(xiàn)象，人們似乎有理由認(rèn)為：世界上有些油田的石油似乎正在源源不斷地得到補(bǔ)充；一些油氣可能來自地殼深處；石油的生成、運(yùn)移、聚集可能與地震有關(guān)，而地震恰恰是地殼運(yùn)動(dòng)的表征，它難道能把地下深處的油氣“送”上來？挑戰(zhàn)傳統(tǒng)學(xué)說的無機(jī)成油說應(yīng)運(yùn)而生。
　　
　　

　　“無機(jī)說”得到越來越多關(guān)注
　　
　　
　　有科學(xué)根據(jù)的不同學(xué)說的爭論，體現(xiàn)了科學(xué)精神。據(jù)了解，石油的無機(jī)生成理論，甚至可以追溯到元素周期律的發(fā)現(xiàn)者門捷列夫。

　　早在1876年，門捷列夫就在實(shí)驗(yàn)室注意到，水與金屬碳化物（碳化鐵、碳化鋁）能在高溫高壓下起化學(xué)反應(yīng)，生成類似石油的碳?xì)浠衔铩?/p>

　　受此啟發(fā)，他提出一種假設(shè)，認(rèn)為地球上有豐富的鐵和碳，因此在地球形成初期可以化合成大量的碳化鐵。這些碳化鐵又與當(dāng)時(shí)過熱的地下水作用，遂生成碳?xì)浠衔铮贿@些碳?xì)浠衔镅氐貧ち芽p上升到適當(dāng)部位儲存冷凝，從而形成石油礦藏。

　　繼“碳化說”之后，1889年俄國的索柯洛夫也提出了石油成因的“宇宙說”。他認(rèn)為，地球在誕生伊始尚處于熔融的火球狀態(tài)時(shí)，吸收了原始大氣中的碳?xì)浠衔铮S著原始地球不斷冷卻，被吸收的碳?xì)浠衔镏饾u冷凝埋藏在地殼中，于是形成了石油。

　　進(jìn)入20世紀(jì)60年代，天文學(xué)家通過光譜分析發(fā)現(xiàn)，宇宙中存在大量的有機(jī)物質(zhì)。科學(xué)家在隕石中還找到了更復(fù)雜的有機(jī)物，但它們的形成都與生物作用無關(guān)。這些事實(shí)說明，許多有機(jī)物完全可以通過非生物途徑形成。

　　在以上發(fā)現(xiàn)支持下，現(xiàn)代主張石油無機(jī)成因說的研究者認(rèn)為，在地球形成早期，甲烷及其他碳?xì)浠衔镄问骄蛥⑴c了地球的組成。之后，在地球內(nèi)部熱力和壓力的促使下，它們從深部釋放出來，在某種有利的環(huán)境下進(jìn)一步合成變成了石油。

　　至于石油中含有的有機(jī)質(zhì)，無機(jī)成因說的主張者們認(rèn)為，那是原生石油在遷移過程中受到了有機(jī)物的污染，從而造成了石油成分的復(fù)雜化。同時(shí)，他們也不否認(rèn)一部分石油可能來自古生物遺體的可能性。

　　2009年，美國卡耐基研究院利用金剛石砧壓槽和激光熱源，成功地使得甲烷所處的環(huán)境壓強(qiáng)超過2萬倍標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度也在704℃~1227℃之間。這種極端環(huán)境，與距離地面40英里（約合64千米）至95英里（約合150千米）處的上地幔的環(huán)境非常類似。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，甲烷在這種環(huán)境中除了可以生成乙烷之外，還可以生成丙烷、丁烷、分子氫和石墨。而之前，有科學(xué)家認(rèn)為，在這樣的環(huán)境下，只可能生成石墨這樣耐高溫的物質(zhì)。

　　更令研究人員感到驚奇的是，他們發(fā)現(xiàn)這個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程是可逆的。即把乙烷放在同樣的環(huán)境下，也可以生成甲烷。這表明在地球深處的這種合成烴類的反應(yīng)過程，更多是受熱力學(xué)控制的，并不一定需要有機(jī)物。

　　這一最新成果，進(jìn)一步拓寬了人們的視野，為無機(jī)生成理論提供了新的支持。

　　當(dāng)然，對于這些合成化合物的穩(wěn)定性，以及類似的反應(yīng)能否在整個(gè)地幔中都可能發(fā)生，以及如何遷移到地殼中并最終形成油氣田的，都還需要進(jìn)一步的理論和實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。石油的無機(jī)生成理論，要獲得真正的認(rèn)可，仍任重而道遠(yuǎn)。

　　不過，鑒于對于地球內(nèi)部的構(gòu)造和具體而復(fù)雜的演變過程、作用機(jī)理，人類迄今為止仍知之甚少。因此，我們也不應(yīng)輕易否認(rèn)任何可能性。

　　中國石油天然氣集團(tuán)公司西北地質(zhì)研究所原高級工程師張景廉教授，就是中國國內(nèi)研究無機(jī)成油理論的代表人物之一。在對中國一些已知油氣田進(jìn)行了分析、論證之后，他認(rèn)為像克拉瑪依油田、塔里木盆地巨量志留系瀝青及遼河油田原油等，或許都很難用傳統(tǒng)的有機(jī)生成理論解釋。

　　除張景廉之外，在中國國內(nèi)，中國科學(xué)院院士、著名的石油天然氣地質(zhì)學(xué)與地球化學(xué)專家戴金星，以及中國科學(xué)院蘭州地質(zhì)研究所的王先彬等人，同樣也是無機(jī)生成理論的推動(dòng)和支持者。

　　如果這一理論成立的話，人類的“石油恐慌”或許就沒有那么急迫了。
 

 
2011年，我石油對外依存度達(dá)56.5%。預(yù)計(jì)2030年，石油對外依存度將達(dá)75%。圖為近日從中東運(yùn)載石油回國的船靠泊大連港。 （馬誼東 攝）