准噶尔盆地可以成为验证无机成油论的实验特区—访新疆油田原勘探部主任林隆栋先生
本刊记者:李寻、常明、商昭
4 关于找油新模式的思考
记:接下来咱们按照提纲一条一条地谈。
林:你们看一下我给你们发的《找油新旧模式比较表》。我们现在不提无机找油,我们讲用新模式找油,过去按有机论找油就没有无机论的立身之地,现在如果用无机论排斥有机论,那持有机论的人当然反感了,他们认为我已经找了这么多的油,你凭什么否定我,所以我觉得还是讲用新模式找油。我提倡有机、无机一家亲,都给国家做贡献,我认为这样提大家更好接受一点。
记:我看您的文章,从找油新思路到找油新模式,有一个发展过程。
林:新模式归纳起来就是现在这个表。旧模式强调沉积盆地里的烃源岩、圈闭,新模式将烃源岩换成低速高导层,另外要找深大断裂。我们不特别强调沉积岩里的圈闭了,而是只要有低速高导层、有深大断裂、有圈闭,沉积岩、火成岩、变质岩都可以找油。另外找油的深度也加深了,过去我们只把沉积岩中的圈闭看做一个含油系统,对基岩中圈闭的含油系统没有好好找过,碰上了就抓住,没有碰上也不加注意。我的思路是:更新找油观念,重新审视以往的勘探工作,进行二次创业,再打一次石油工业的翻身仗。
记:您说的深大断裂与您论文中的超壳断裂是不是一回事?
林:是一个东西。
记:您的论文多次引用2001年马宗晋、陈新发负责完成的“准噶尔盆地构造格架综合工程探测”报告的资料,您刚才已经讲过这个工程的一些情况了,能不能给我们再详细介绍一下这项工程的具体内容,当时为什么要搞这项科研工程?这个工程取得了哪些成就?当时是不是已经有了无机成油论的意识?
林:为什么做这个项目呢?据我所知是这样的:那时候除了准噶尔盆地之外,塔西南也归新疆石油局管,塔西南跟准噶尔盆地差不多一样大,都是十几万平方公里,当时陈新发是勘探处副处长,他想把这两块的情况都摸清楚,多收集点资料,就提了想法。尽管当时有不同意见,但局总工程师李立诚支持,项目就开展了。马宗晋他们做了两条剖面,一条是从五彩湾到博格达峰,一条是从额敏到克拉玛依到莫索湾南到阜康到吉木萨尔,我记得好像是600多公里。“准噶尔盆地构造格架综合工程探测”出了一个报告,后来其中大部分内容陆续在《新疆石油地质》上发表,它的贡献是得到了准噶尔盆地的第一张莫霍面图、基底面图等,另外还有深大断层的位置、依据等等。创新观点非常多。
当时还没有无机成油论的观念。2001年7月份资料就出来了,在地下发现有23公里高的低速异常体,当时认为很可能是气体,没有跟油藏联系起来,张景廉说它是无机的油气发生区,我认为很有道理,但不是他说的中地壳,克拉玛依的低速高导层是在中下地壳,这个幔源底辟别的地方都看不清楚,就克拉玛依最清楚。我认为,油气聚集带的出现都跟地下的低速高导层有关系。准噶尔盆地西北缘、东部油气聚集带下面都有低速高导层,但盆地腹部油气聚集带下面有没有对应的低速高导层呢,至今不清楚,要补做些工作搞清它,以夯实基础。所以要盆上、盆下、盆内、盆外相结合搞研究才行,光搞盆内研究是说不清楚的。
记:您认为底辟起来的隆起体就是地球物理上的低速高导层?
林:对。幔源底辟在地球物理上就是低阻、高导、低密度等,它是地幔橄榄岩蛇纹石化以后形成的。克拉玛依的低速高导层特别清楚。我并不是反对张景廉,而是各个地方地质条件不一样,形成的也不一样。这就说明油气的生成,不单有有机,还有无机的作用,有机、无机共同贡献,谁贡献大、谁贡献小,现在说不清楚。有机离不开无机,准噶尔盆地是个冷盆,温度不够,氢也不够,有机自身不能生烃,玛湖凹陷的温度200多度不到300度,那它生烃的温度哪里来的,就是地下给的热量,打个比方,西北缘古凹陷像个锅,底下没有火炉,饭就熟不了。
记:您在《关于准噶尔盆地油气勘探新模式的思考》一文中就提到,“冷盆”(冷凹)、“热盆”(热凹)的概念,这是现在的状况,还是古地温的状况?
林:热盆、冷盆讲的是现在,过去古构造、古地温是什么不清楚。新疆的地壳厚、温度低(准噶尔盆地莫霍面最高44~45公里、温度341度),辽河盆地大庆的地壳薄,只有30公里,东部盆地的温度高,有的高达600多度,新疆温度低,所以东部是热盆,西部是冷盆,东部有机物能生成油气,西部有机物就生不成,不过,我估计东部有机生烃也需要有地幔的作用,因为那里正断层相当发育。
记:您在《新疆克拉玛依油气勘探新思路》一文中,提到“根据横切准噶尔盆地的地震大剖面,油气在克拉玛依和扎依尔山底下28~38km深的地壳中、下层内生成后,沿油源层东、西两侧近乎直立的超壳深大断裂向上运移至地壳上层中部(深约12km),再沿4条推覆体逆掩断裂带(玛湖断裂、克-乌断裂、扎依尔山前断裂、达尔布特断裂)及其裂隙系统继续向上运移到泥盆系、石炭系、二叠系……白垩系中,在运移途中只要有适于储集油气的圈闭都有可能造成油气聚集,否则烃类将继续向大气圈逸散并在地表留下油苗、稠油和沥青等痕迹”。(详见《新疆克拉玛依油气勘探新思路》,《中国石油勘探》,2007年第2期)我们觉得基本阐述了克拉玛依油区的无机生烃及成藏模式,关于此模式及文中提供的剖面图,我们想深入了解一下,这两条“超壳深断裂”的地球物理证据是什么?
林:两条超壳深断裂的证据,地震方面是反射层有规律的中断,其它还有电法、重力、磁力等方面的证据,它是用综合的方式来反应的。
记:我为什么问“超壳深断裂”的证据呢?是这样,超壳深断裂深到地下28~38公里,甚至已经到50公里,在15公里的时候,根据压力场和温度场,已经属于韧性断裂了,那么在30公里到50公里之间,岩性、岩相变化极大,地温场、压力场有可能导致它整个处于融熔状态,这个时候还能区分出来断裂吗?
林:这个是地球物理专业领域的问题了。我没办法回答了。
记:那“底辟”与两条断裂有什么关系?
林:我认为先有断裂,然后底辟才能上来,如果有合适的圈闭就能成藏了。根据准噶尔盆地的情况,南北向断裂发育区会有底辟,准噶尔盆地北边是乌伦古地体,该处断裂是北西向的,就没有底辟,到目前也没有发现油气田。准噶尔盆地是由两个地体拼贴而成的,一个是玛纳斯地体,一个是乌伦古地体,这两个地体的属性不一样,乌伦古地体的断裂是西北向的,不是张性断裂,底辟上不来,是贫油区,现在准噶尔盆地的35个油气田全部在玛纳斯地体内,是富油区。
记:那准噶尔盆地是一个挤压型盆地吗?
林:现在当然是挤压型盆地。古亚洲洋发育时期不是,前期它是拉张的,后期才是挤压的,可以想象,它的南北向断裂那么发育,说明在地壳发育的前期它是拉张的。
记:您在《准噶尔盆地油气勘探新思路》和《关于准噶尔盆地油气勘探新模式的思考》等论文中,都提到“油气聚集带展布方向预测错了,不管盆地南缘,还是盆地中央,预测油气聚集带方向都是北西-南东,或近东西向。可是至今出现的3个油气带(西北缘、腹部、准东油气聚集带)都是北东-南西向或近南北向展布。”(详见《准噶尔盆地油气勘探新思路》,《新疆石油地质》,2007年第6期;《关于准噶尔盆地油气勘探新模式的思考》,《新疆石油地质》,2011年第5期)按照无机成油论的观点,这些油气聚集带的实际展布方向与“超壳深断裂”的展布方向是一致的(即近南北走向),但是,从地质图上看,准噶尔盆地的主要凹陷与凸起都是近东西走向的,那么,怎么解释这些凸凹体走向与“超壳深断裂”的交叉关系呢?
林:有些预测是根据想象提出的东西,经不起实践的验证。有机沉积凹陷论认为生油层沉积下来后,由于温度高、压力大,有机质就能转化成油气,并运移到了砂岩体里成为岩性油气藏,那都是想象的。1984年准东火烧山油田的发现、1992年腹部石西油田的发现,我都是亲自经历过的,因为有亲身经历,我就感觉到应该用别的方法来解决这个问题。就像克-乌断裂,原来认为是挠曲,但是1957年以后,打到的断层井越来越多,地震资料也越来越多,就认识到是逆断层,到了1980年以后就发现它是逆掩断裂,到了1982年才发现是大推覆体逆掩断裂,2000年之后又发现了它之下还存在一个高高的幔源底辟。我就明白了,油不是玛湖凹陷生成的,是在断裂下面生成的。按玛湖凹陷生油理论会在玛湖凹陷西斜坡找到许许多多岩性油藏,可是现在找到的却都是断块油藏。马宗晋院士说了,应该超越前人的观点。我认为,不能说前人的东西明明看着不合理还不改,思想要跟上时代。
记:那地幔流体活动以及深大断裂与准噶尔盆地各层构造间到底有什么关系?
林:基本上是接力赛,从深大断裂到推覆体断裂一个个上去。但是准噶尔盆地南缘比较特殊,南缘断裂像立交桥,它的深大断裂是南北向,往上是西北向,再往上是东西向,即断裂不配套,即便有油气也运移不顺。准东的盖层和深大断裂基本是一个方向,基本上是北东向的。所以我一直说深大断裂一定要和盖层、断裂联系起来一起思考才行。
记:盖层的投影与深大断裂重合的地方。
林:对,不然运移不上去。
记:从褶皱基底上来的断裂应该就是深断裂了?
林:对。
记:西准噶尔逆掩推覆体的成因到底是什么?
林:推覆体的成因是古亚洲洋关闭时,哈萨克斯坦板块挤压形成的,还受几期构造运动的影响。准噶尔盆地形成过程是这样,加里东期,从寒武纪到泥盆纪,先关东面的门(准东这边的门,东边的古蒙古洋关闭);以后到海西期,石炭系、二叠系,再关西面的门(西边的古亚洲洋关闭);最后关南边的门。按照张恺的研究,推覆体的形成应该在二叠系了。
记:断层对油气藏的形成到底起什么作用?按有机论的解释:“断层活动期,它是油气运移的通道,在宁静期,是封堵油气的条件”,这种解释是互相矛盾、难以令人信服的。我们看到一种观点(是张之一教授引述一位俄国科学家的观点),说是按照无机生油论的理论,世界上所有的油气都是新生代形成的,是在近几百万年灌入现在这样稳定的构造中的,在以前构造运动中形成的油气全部散逸了。这事实上提出了一种“新生代一次成藏理论”,与以往的“多期成藏理论”是矛盾的。您怎么看待这两种理论?
林:断层这个问题,我们不好说,人家有资料我们应该尊重人家,但是我认为油藏的形成应该是多期的。我的《新疆克拉玛依油区勘探新思路》发表后,我把它寄给杭州的杨斌,杨斌是生油方面的专家,德国留学回来的。他看了以后就让我看他1992年的研究成果《西北缘油气聚集带油源问题深化研究》。他很清楚准噶尔盆地的油气是多期成藏。什么理由呢?准噶尔盆地有很多油井在不同层位,有石炭系、二叠系的佳木河组、乌尔禾组,还有三叠系的百口泉组、克拉玛依组,这些井都有一个情况,油质下面重上面轻,他说下面的油,是经过氧化、稠化的,新的油藏出现后,又迁移到上面去了,所以出现下面重上面轻的情况。杨斌说至少有五次,考虑到张恺说的乌尔禾还有一个“奇怪油苗”,还有后期沥青脉油苗,从石炭系开始,至少有七次运移。这个跟张景廉的看法是一致的。
杨斌认为准噶尔盆地很特殊,生油环境有300℃~400℃的高温。这个有机论解释不了,有机生油的温度是60℃~250℃。他选了几口代表性的井,风7井在西北缘,北9井在准东,石西1井在腹部,做了地热模拟实验,根据27C、29C高温标志物,西北缘是300℃,准东是400℃,玛湖凹陷最高是278℃。另外还有一条,西北缘主体原油中,重排分子异常不发育,表明生油环境不但高温,还不含粘土矿物。有机生油怎么会不含粘土矿物了?还有,原油饱和烃中非正构烷烃生物标志又异常丰富。准噶尔盆地的异常高温的原因,是橄榄岩的蛇纹岩化释放出大量的热。这个跟张景廉、郭占谦的看法是一致的。蛇纹岩化你们注意一下,2014年7月2日在新浪探索里面有一篇《挺进地球的最深处》的报道,在新西兰东北900公里的地方,有一个深10047米的海沟,美国有专家来探测发现里面有蛇纹岩,蛇纹岩化会放出大量的热量。美国准备今年10月份跟日本把设备下到海沟的最深处探测。
(未完待续,原刊于《休闲读品·天下》2014年第三辑)