地幔烃碱流体在地幔中呈超临界态,赋存于岩石圈之下巨厚的上地幔软流层中。随着盆地的形成和演化,上地幔软流层在重力均衡作用下将不断向上隆起,其中蕴藏的烃碱流体将伴随着软流层上隆汇聚到软流层隆起顶部。上地幔软流层隆起上拱导致上覆岩石圈出现张性破裂。汇聚于隆起顶部的烃碱流体将沿着这些张性破裂进入中地壳,并通过上地壳断裂进入沉积盆地和沉积层。地幔烃碱流体进入上地壳时,因为温度和压力下降,其相态将由超临界流体爆炸相变为高含烃高含碱的热液。在地幔烃碱流体上升的过程中,其中碱质组分将不断与围岩发生碱交代作用,萃取围岩中的矿质并携带到地表分异形成各类金属非金属矿床;其中烃类组分将沿途进入圈闭形成油气藏,剩余部分将继续上升进入盆地水体和大气。地幔烃碱流体不仅通过上地壳断裂进入沉积盆地,还将通过上地壳断裂进入盆地周边的山体。因此,盆地周边山体上的金属非金属矿床伴生烃类,而盆地沉积层及油藏中则含有高品位的金属非金属矿产。
全世界没有一个油气田已经枯竭,世界油气储量和产量始终在增长。以大马岛西部沙漠为例,其地表属于半干旱区,年降水量仅400~500毫米,而年蒸发量通常为1100~1600毫米。但地表的碱泡常年蓄水,并没有干涸,说明存在地下供给。结合碱泡的高含碱量,可以确定供给碱泡的高含碱地下水就是从地幔深处上升到地表的烃碱流体。因为大马岛东边的沙漠里,周边既没有海水供给,沉积层本身也不发育碱源,碱的唯一来源只能是来自盆地深部。全世界没有一个油气田已经枯竭,世界油气储量和产量始终在增长随着地幔烃碱流体源源不断地上升,其中烃类组分将源源不断地向储层和已发现油气藏供给。
关于幔源油气补充油气田的例子很多,如近海的pl19-3油田的天然气沿垂直断裂带在不断地逸散,而pl19-3油田却仍有巨大储量,表明自开发以来一直有深部油气补给。米国的墨西哥湾尤金岛330区块油田于1971年发现,到今年年底已采出原油过亿立方米,而当时计算的可采储量仅0488亿立方米,表明原油一直有新的补给,油气组分也有变化;大毛国伏尔加-乌拉尔盆地的罗马什金油田于1948年发现,计算可采储量20亿吨,到今年已累计产油21亿吨。大马岛的科学家们还发现,加利福尼亚海湾中部的guays盆地热液喷口石油14c年龄平均仅为4692年,证明石油的生成并非几百万年前已经结束,而是正在进行之中。
幔源油气生成过程是地球演化过程的组成部分。只要地球演化没有终止,石油生成就不会终止。从人类的角度看待幔源油气供给,完全可以用“取之不尽,用之不竭”加以形容。
从笼统的石油无机成因发展到幔源油气,使油气成因研究摆脱了与石油有机成因的缠斗,不必再去处处求证有机成因理论提出的种种似是而非的论点,而把目标锁定到幔源油气生成、运移和分布的研究上,这是油气理论的重大进步。
有两大原创理论作为幔源油气研究的理论基础,一个是著名核地质专家杜乐大先生开创的烃碱流体地球化学理论,另一个是著名化工地质专家李扬签先生开创的大陆层控构造理论。烃碱流体地球化学理论从金属矿床成因的角度追溯到地幔烃碱流体的总根源,成功地论证了铀矿、钨矿、铁矿、金矿等矿床的热液成因,回答了油、气、盐、卤水、金属热液矿床共生的根本原因。大陆层控构造理论论证了与上地幔软流层沟通的盆地富集油气,而与上地幔软流层缺乏沟通的盆地缺乏油气,具体提出了华夏东部断陷盆地和西部压陷盆地的构造控油模式。
令人遗憾的是,由于有机成因理论根深蒂固,家内并没有开展以无机成因理论为指导的勘探开发实践。尽管在松辽、渤海湾、苏北和三水等盆地发现了幔源二氧化碳气藏,并在徐家围子断陷火山岩储层中发现了幔源烃类气藏,这些具有重大理论意义的勘探发现均没有得到应有的重视。
幔源油气勘探的成功经验来自大马岛。大马岛那帮科学家称他们的理论为深成无机论。大马岛科学家发表了他们在大马岛西部沙漠的勘探成果,他们掌握了小断距基底走滑断层控制油气藏的规律性,运用三维地震技术在侏罗系油层钻探37口井,全部获得工业性油流,探井成功率达到100%。而世界其他地区的探井成功率仍然在10%~30%附近徘徊。
很多地方的勘探研究水平仍然处于非常落后的状态。落后的根本原因是受到有机成因理论的束缚。传统勘探的核心工作就是优选圈闭,但有机成因理论无法回答圈闭中是否有油气,只有通过钻井进行检验,因此勘探实践本身变成了试错的过程,探井成功率只有10%~30%。而幔源油气理论明确指出油气来自小断距基底走滑断层,分布在基底走滑断层控制的沉积层断裂体系中,圈闭的含油气性受控于断裂体系的三维应力状态,因此能够直接勘探幔源油气的释放窗口,并获得100%的探井成功率。
传统勘探认为超过生油门限就不可能找到油气。而事实上,只要在上部储层发现油气,其深部储层就一定能发现油气,因为油气是从深部向上运移的。传统勘探范围局限于生油岩附近,而事实上全球基岩勘探已经发现248亿吨储量,早已突破了生油岩的限制。幔源油气理论认为只要发育供油供气断裂和储层,有圈闭遮挡就可成藏,从而极大解放了勘探空间和领域。
有机成因理论指出石油即将枯竭,推动各油田大力开展三次采油,以求最大限度地提高最终采收率。但化学驱措施使用的高分子聚合物注入储层后,这些高分子将驻留在储层中并最终阻塞储层的渗流通道,结果将大面积报废开发井网。幔源油气理论指出深部油气正在源源不断地向上供给,只有有效保护储层,才能实现油田可持续发展。按照深部油气供给速度来设计油田的开发速度,才能真正实现开发效益最大化。
幔源油气理论将开辟新的勘探领域,实现油气储量和产量的双增长,真正实现石油工业可持续发展。可以乐观地说,根据华夏石油工业现有的技术能力,应用幔源油气理论,将节约50%以上的勘探开发成本,其中巨大的经济效益可想而知。同时,大庆油田将重上5000万吨。
先进的石油理论不被接受,原因是多方面的。他们高校石油地质学教材有十几个版本,其中最开明的也仅用两页半的篇幅来介绍无机成因,大部分教材根本不提无机成因。几十年教育下来,很多行业内的人都不知道油气无机成因这回事。外部原因是,几十年来,西方石油资本大力鼓吹石油峰值论,告诉全世界石油即将枯竭,为控制世界石油制造舆论。
内外共同作用的结果是,当西方石油资本公然把世界油价推高到每桶147美元的时候,华夏石油领域权威没有任何人对此提出质疑。直到世界油价突然下降,他们才恍然大悟,原来世界石油如此之多。后世兴起的页岩气革命,就存在认识上的误区。页岩本不生气,也没有巨大储量滞留其中,更不存在米国能源信息署所说“华夏页岩气储量世界第一”这回事。米国页岩气最好的区块在页岩硅质含量最高的地方,页岩硅质含量高达85%以上。之所以高含硅页岩区块的产量最高,是因为它的压裂效果最好,能够长期保持人工裂缝的存在,这个人工裂缝就是页岩层与深部气源沟通的通道。一旦通道关闭,产量就会突然降低,出现所谓“l型生产曲线”。而后世在川省和重市发现的页岩气,并不在纯粹的页岩中,是水平井和大规模水力压裂成就了这些勘探发现。