1978年,中国原油年产量首次突破1亿吨,进入世界产油大国行列,而陆相生油指导了整个新中国石油开发的进程。
“解放前,中国石油的产量很少,年产量不到9亿吨,基本都靠国外进口的洋油,比如美孚等公司。”中国工程院院士翟光明回忆。解放后,随着多位石油地质学家的理论探索,和大庆、渤海湾等大型油田的勘探和开发,中国终于脱掉了“贫油”这顶帽子,向世界证明了又一个石油大国的存在。这个过程中,一个主要的理论指导,就是“陆相生油”理论。
“海相”统领世界石油许久
“陆相生油”理论的发现背景,是世界上石油开采百年历程中积攒下来的“常识”:石油的生成和油气藏的形成只能在特定大地构造单元内的海相环境中进行。
不管是占了世界石油储备80%以上的中东十几国,还是广阔的北美大陆和俄罗斯、乌拉尔-伏尔加、西西伯利亚地区,世界大部分石油产地都是海相地层。
“海洋占了地球70%的面积,所有的生物都来自于海水。”翟光明介绍。海水里面的生物死后,其尸体作为有机物埋在了地下,逐渐受到温度、压力等变化,在还原环境下逐渐形成了碳氢化合物,这就是石油的产生。“大部分都是海相生油,不管是美国,还是中东国家,所谓内陆盆地中找油的不是没有,但是很少。”
所谓海相和陆相,指的是岩石形成的沉积环境,即“沉积相”。“海相”就是海洋环境中形成的沉积相的总称,陆相则是陆地的自然地理环境下的沉积相的总称。湖泊相、河流相等都属于陆相环境。
早在1863年,加拿大著名石油地质学家T.S.亨特就阐明了石油的原始物质是低等海洋生物;前苏联地球化学之父B.A.别纳科依在其名著《地球化学概论》中指出,石油是海洋生物生成的;1943年美国地质学家W.E.普赖特再次强调,“石油是未变质的近海成因的海相岩层中的组成部分。”
“从北美到中东,再到前苏联的新西伯利亚地区,世界上大部分产油地区都是海相的,在这种情况下,人们不相信能在陆相中找到油田,更别说大型油田了。”翟光明说。
“贫油”帽子戴多年
1913年,美国美孚石油公司组织了一个调查团到中国的山东、河南、陕西、甘肃、河北、东北和内蒙古部分地区进行石油勘探调查,没有什么收获。据此,美国明尼苏达大学埃蒙斯教授于1921年断言:“所有的产油层几乎毫无例外地都是海相地层或与海相地层密切相关的淡水地层。”
1922年,美国斯坦福大学地质学教授勃拉克韦尔德在一篇题为《中国和西伯利亚的石油资源》的论文中再次强调,中国没有新生代海相沉积,似乎为“中国陆相贫油”又增加了论据。
跟随世界流行的“海相生油”理论,中国在解放前的的确确心甘情愿地戴着“贫油”
这顶帽子。“解放前只有甘肃、新疆、陕西和四川四个地方有一点油气,根本出不了什么油,一年只有9万吨油。”那个时候,中国更多的是进口“洋油”,“美孚”(Mobil)公司的商标在当时可说是遍布各地。
最早提出“中国的陆相也可能生油”概念的是一名老地质学家潘钟祥。1941年,当时正在美国堪萨斯大学攻读博士学位的潘钟祥在美国石油地质学家协会上首次提出,陕北的石油产自属于陆相沉积的三叠系及侏罗系,此外,四川产天然气的自流井也是陆相地层。但作为一名沉积学家,他只是在理论上提出了一种石油探测的新可能。
同时,石油地质学家孙健初等于1937年在新疆发现了独山子油田,1938年在甘肃玉门开发出了老君庙油田。为实践上证实中国可以从陆相地层中找到石油提供了先期准备。
带领中国摆脱“洋油”
“‘陆相生油’理论的诞生和实践的成功,是一个众人逐步探索,逐步发展的过程,这和物理学、数学的理论发展不同。”翟光明说。中国“陆相生油”理论逐步被世界认可,除了石油地质学家不断的探索努力之外,更重要的原因在于,大庆、渤海湾等大型油田在这个理论指导下不断被开挖出来。
新中国诞生后,随着五年计划的逐步推行,和社会主义现代化建设的火热展开,对石油的需求增加。“国家组织了石油勘探,油气勘探,特别是在西北地区寻找,因为西北地区路头很多,路头上有很多背斜,是可能找到油气的地方。”
上世纪五十年代初,几乎所有石油地质学家都聚集在新疆、甘肃、青海、宁夏等地寻找石油。“到了50年代末,我们从西部转移到东部来,来到了松辽平原、渤海湾平原,当时采用了一种新的技术,地震勘探技术,就是采用了地震的方法来了解地下的情况。”
石油勘探技术的改变和石油勘探重点战略的东移让中国的石油工业发生了巨变。
50年代末,松辽盆地的特大型油田———大庆油田被发现。
大庆油田的原油产自白垩系陆相储层,厚度达1000米以上,油田规模约1000平方公里,年产量达5000万吨。
1964年的人大会议上出现了人们熟知的一句话,我国政府首次向世界宣告:“我国需要的石油,过去大部分依靠进口,现在已经可以基本自给了。”从此,“中国石油工业彻底甩掉了‘贫油’的帽子。”
指导新中国石油开发进程
大庆油田1963年初步宣告胜利,在周总理的批示下,继续进行石油勘探战略转移,大队人马移到了华北地区,展开了第二次大规模石油探测。60年代,一系列大中型陆相油田在渤海湾被发现。翟光明介绍,“胜利、辽河、大港、华北、中原、冀东这六个盆地的油田,也全部都是陆相油田,总产量也达到了6000万吨,在世界上来说都是大型的油区,世界不承认也得承认了。”
到了1978年,中国原油年产量首次突破1亿吨,进入世界产油大国行列。“陆相生油指导了整个新中国石油开发的进程,它的意义可谓重大。”翟说。
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“陆相”“海相”相互补充
统领中国石油地质界50年的“陆相生油”,现在也在随着科技进步不断发展。
从地质学角度讲,“陆相生油”之所以在中国有这么大的实践性,是和中国复杂的地质条件分不开的。翟光明介绍,在中国内陆有不少湖泊,由于湖盆小,各种方向来的沉积多,因此造成多种沉积和复杂情况。在陆相下面,中国的确也有一套海相地层,分别存在于陆相地层的下面。
过去50年来,在陆相生油理论的指导下,石油勘探人员只是在新老第三纪里找油,几个油田中只有大庆是中生代和局部地区有些是白垩纪的。随着石油勘探技术越来越进步,国家现在也开始展开海相石油的开采,而且找到一些大油气田。
上世纪80年代中期开始,国家开始大力发展近海勘探,在东海、南海等地实现了海上油气勘探的新进展。
翟介绍,中国的海相主要存在于南方地区,但如四川等地的海相地质非常复杂。而陆相生油和海相生油两套理论正在互相补充,在结合中国地形特点的前提下,为中国的石油勘探继续做出理论指导贡献。
-名词解释
何谓海相与陆相
所谓海相和陆相,指的是岩石形成的沉积环境,即“沉积相”。任何一块沉积形成的岩石都凝聚了大量的生物信息,沉积相则展现了在一定沉积环境下沉积岩(沉积物)的综合特征,包括了海、陆、湖沼等自然地理特征和隆起、凹陷等构造特征等等。所谓“海相”,就是海洋环境中形成的沉积相的总称,陆相则是陆地的自然地理环境下的沉积相的总称。
-新知补丁
石油的产生和发展
海水里面的生物死后,其尸体作为有机物埋在了地下,逐渐受到温度、压力等变化,氧元素分离,碳和氢慢慢形成了碳氢化合物。这就是石油的产生。现在地球上存在3000多种碳氢化合物,石油是其中350种左右的碳氢化合物形成,比石油更轻的碳氢化合物则成了天然气,和石油形成类似的固态则是煤。
早在2000多年前,中国人就钻出了世界上第一口油井,尽管当时只有浅浅的243米。现代石油开采从1846年开始,当时的加拿大首次将煤加工成了煤油。第一口商业油井于1859年在北美出现,此后,美国逐渐成为世界上最重要的石油出口国家。而上世纪70年代“能源危机”之后,中东也逐渐成为了世界上最大的石油产出地区。
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