為什么石油資源分布貧富會如此懸殊
——訪石油地質學家、西北大學地質學系劉池陽教授

■ 本刊特約記者 王大銳

石油是當今世界上最重要的不可再生化石能源之一。目前國內外油氣勘探、發現和開采的實踐揭示了一個令人迷惑不解的現象——在全球的不同空間尺度，石油資源分布的貧富差距極為懸殊。為進一步了解和解答這方面的問題，我特意采訪了含油氣盆地和石油地質學家——西北大學地質學系劉池陽教授。

問劉老師，在不同空間石油資源分布的貧富相差極為懸殊，比如渤海盆地和河淮盆地就存在這種情況，您能介紹一下相關的情況嗎？

答：渤海灣盆地位于華北克拉通東北部，自西向東可劃分為6個坳陷和2個隆起，并可進一步劃分為50多個次級凹坳陷。最高石油年產量超過7500萬噸，占中國石油年產量的 1/3以上。而河淮盆地的面積與渤海灣盆地相當，但至今尚未發現工(商)業油氣藏。根據目前的勘探程度，雖還不能斷言在河淮盆地不可能找到源于新生界的規模商業油田，但該盆地石油資源欠豐，遠不能與渤海灣盆地相比擬的認識應是有據、可信的。對于這一現象，我曾經稱其為自然界礦產資源生成分布中的“二八法則(現象)”。再比如位于秦嶺造山帶東部的南襄盆地，是中國著名的“小而富”含油氣盆地，截至2017年底，已探明油氣地質儲量的90%以上和累計生產原油的93%以上來自不到盆地面積6%(1000平方公里)的泌陽坳陷。南陽坳陷面積較大，累計探明油氣地質儲量不到盆地探明儲量的10%；面積最大的襄棗坳陷已鉆探井12口，迄今尚無油氣發現。

問 造成這種貧富現象的原因有哪些？

答：對資源極為豐富的含油氣盆地的形成或超大型油田(區)的賦存條件及成藏機理的探索，長期以來人們樂此不疲，但迄今尚無實質性突破。已有研究總結的成藏條件、賦存環境和主控因素等，并不足以揭示其油氣資源如此超常富集的原因，也不能說明同樣具備這些條件和因素的盆地或油區為什么沒有巨量的資源。從大地構造學來看，分處華北克拉通東部南北的河淮和渤海灣兩個新生代裂陷盆地，在地質特征和演化過程上，相似和同步性遠大于其差異性，但兩盆地的這些共性在油氣資源規模上卻未產生相似或相近的結果。

一般情況下，任何兩個盆地或同一盆地內不同坳陷中的烴源巖的質量或規模都會存在一定差異。渤海灣和河淮盆地新生代演化過程相同、地理位置相鄰、地表環境和發育背景相似，在烴源巖層沉積時的氣候條件也應相同或相似，兩盆地也均發育深-較深湖相沉積。與中國東部及近海同期發育的渤海灣、南襄、江漢、蘇北、珠江口等新生代裂陷盆地的演化過程與沉積-改造特征對比，河淮盆地應發育類似的良好烴源巖，但在這兩個地質構造特征存在諸多類似的相鄰盆地中，為何烴源巖發育竟有如此大的差別？

在中國和世界油氣勘探的歷程中，除了對盆地石油資源“貧者愈貧”的困惑外，還有“富者更富”的難料。這在中外石油勘探史上并不鮮見。這種情況在早期除了可能與勘探程度相對較低有關外，很有可能尚有部分重要因素和必要而充分條件未被重視或發現。這種情況普遍存在，并非個例。對這種石油資源規模“質”的不同的形成原因，難以從盆地的構造特征及演化和與水體及氣候有關的沉積環境方面給出圓滿解釋，成因令人費解。只有另辟蹊徑，從以往關注甚少的差異性入手，尋找油氣貧富懸殊形成的更深層次原因。

問 在盆地的地質特征及演化類型方面，這兩類盆地有什么差別？

答：對空間位置相鄰、地質特征相似，但石油貧富懸殊的渤海灣和河淮盆地進行多方面對比剖析，它們無疑是探討石油資源貧富分區形成及其主控因素的理想案例和天然實驗室。

新生代河淮盆地的發展演化，與渤海灣盆地一樣，可劃分為古近紀裂陷伸展和新近紀-第四紀裂后坳陷沉降兩大階段，古-始新世，該區在較強烈的伸展兼剪切作用下，斷裂活動較強烈，其中前新生代斷裂系中部分被利用，前期沉積地層和構造格局被改造，部分前新生代地層或坳陷隨現今盆地邊界斷裂的強烈活動而下陷，其上接受新的沉積。古近紀裂陷期，河淮地區與中國東部及近海諸同期發育的裂陷盆地一樣，盆地內斷陷和斷隆相鄰，隆起強烈剝蝕和坳陷快速沉積同步，坳陷結構以不對稱箕狀斷陷為主要特征。

從兩個盆地的新生代構造沉降分析來看，構造沉降史以及總沉降量差別不大，渤海灣盆地個別坳陷的總沉積量略大于河淮盆地。在盆內典型坳陷中裂陷期總沉積厚度最大，均在5000m以上。從我國近海和東西部諸新生代含油氣盆地所反映的普遍規律來看，這類沉積環境是可以滿足較深湖相(優質)烴源巖發育的。

渤海灣和河淮盆地間及內部的深部結構、今古地溫場等的差異，與石油資源的貧富變化相對應，表明二者之間有著深刻的內在聯系和密切的成因關系。據此推論和提出新的油氣成生模式：石油是生物能與熱能和其他相關能(如化學能、動能等)集成及其相互作用的綜合產物；石油的貧富總體受區域大地構造-熱環境、深部作用過程和深淺部物質交換、能量集成轉化程度的控制。

問 從烴源巖質量和規模及其石油資源來看有差別嗎？

答：渤海灣和河淮兩盆地的顯著不同除烴源巖的優劣外，主要表現在巖漿活動、地溫場、構造活動性和深部結構構造方面。這些均是兩個盆地深部作用過程及其演化差異的反映。由此導致的地殼淺層伸展強度、巖石圈深淺部物質交換等效應的不同，可能是導致盆地之間或盆地內部不同坳(凹)陷優質烴源巖是否發育、油氣資源貧富懸殊的深層次原因。

對石油極豐盆地富烴坳陷中優質烴源巖的生烴貢獻和所發現儲量的對比分析表明，同沉積期水體中生物的超常勃發繁盛是優質烴源巖形成最重要的條件。在通常生態環境下較深湖泊中生存繁衍的水生生物，即使在盆地演化過程中此環境存在的時間足夠長、保存條件良好，也難以形成規模優質烴源巖。生物超常勃發是有機質勃發的前提，前者的形成需要外部或特殊物質的介入，或特別的生態環境。火山活動也是一個引起有機質勃發的重要因素。

在陸相含油氣盆地沉積過程中，決定優質烴源巖形成的關鍵因素——水體中生物超常勃發繁盛，主要與較高的熱背景和來自盆地深部及之外火山、熱液活動等高營養物質的介入有關。其形成主要受控于深大斷裂的活動和活躍的深部作用過程。此構造動力學環境和鈾、鹽類等物質的介入，亦有利于烴源巖生烴轉化，并產生外源氫而使生烴量增多。這就可以較好地說明和理解渤海灣盆地和河淮盆地石油資源貧富懸殊的形成原因，同時也可解釋渤海灣盆地內部油氣貧富的差異及其變化特征。

這兩個盆地前新生界烴源巖的分布和地層時代也差別較大。渤海灣盆地除臨清坳陷外，大面積缺失中生界，上古生界也分布較局限，并有元古界較大范圍出露，區域油氣勘探前景欠佳。河淮盆地中北部及北鄰臨清坳陷，中生界分布較廣，上古生界在大部分地區存留，下古生界幾乎全區分布，具有較大范圍尋找源于前新生界烴源巖油氣的物質基礎和良好前景。這兩個盆地所在地區前新生代地層分布和剝蝕改造的顯著不同，是中生代晚期克拉通穩定性整體遭受破壞程度明顯有別的淺部效應。