深部油气资源将成勘探新领域

关于油气的有机成因或无机成因，一直是石油地质学研究争论的热点。有机成因理论因其可以较为准确地指导油气生产，得到越来越多的支持。但随着现代观测及实验技术的不断创新，以及近年来众多新型油气藏的涌现，无机成因学说和无机油气资源再次得到科学家的关注。

无机油气主要是指地幔捕获的地球早期原始气体或水岩反应（费托合成）形成的油气，以无机烷烃气、氢气、二氧化碳以及稀有气体为主。目前在美国加利福尼亚湾的瓜马斯盆地、加拿大地盾、巴西桑托斯盆地、中国东部裂谷盆地等都发现了丰富的无机油气资源，也在一定程度上得到了开发应用。

此前，中国科学院院士戴金星、金之钧分别带领研究团队对我国东部的松辽、渤海湾、苏北、三水、莺歌海等盆地天然气进行了系统研究，通过氦同位素和烷烃气碳氢同位素组成，证实了这些盆地的烷烃气部分来自于深部无机烷烃气的贡献。通过计算得出松辽盆地庆深气田无机烷烃气贡献率在25%~53%以上，无机烷烃气储量超过500亿方，首次证实无机烷烃气可以形成工业性气藏，为无机成因的烷烃气的勘探开发提供了关键的理论支撑。

氢气也是无机天然气的一种重要的清洁能源。自上世纪80年代起，美国地质调查局（USGS）堪萨斯州分局与CFA石油公司在堪萨斯盆地施工的Henis和Scott井，氢气的含量稳定在34%（沉积岩）和90%（前寒武基底），日产氢气约93.2立方米和370立方米，持续时间超过30年。在我国东部地区郯庐断裂带附近，天然气中氢气含量从0.01%到5.5%不等。金之钧等人根据玄武岩中橄榄石和辉石斑晶的热释气体组分和含量，估算东营—惠民凹陷幔源火成—岩浆活动输入氢气约441亿方。2015年《自然》杂志报道，前寒武纪大陆圈层每年可向地球输入5.1万亿方氢气。

氦气由于具有特殊的物理化学性质，被广泛应用于国防、军工以及化学分析等科研生产的各个方面。据USGS公布的资料，全球氦资源量大约为519亿方，其中美国占世界总资源量近40%（约206亿方），目前已大规模开采60多年。卡塔尔为101亿方、阿尔及利亚82亿方、俄罗斯68亿方、加拿大20亿方。USGS预测，我国氦气资源量11亿方，仅占世界2%左右。迄今为止，氦唯一的来源仍然是含氦天然气，其具有工业经济价值的含量下限为0.05%。我国东部断裂带附近的含油气盆地是深部幔源氦气藏的主要分布区域，如松辽盆地芳深9井氦气含量最高可达2.743%。由于氦气只能与烷烃气共同成藏，因此，在寻找无机烷烃气藏过程中可以兼顾氦气资源。

无机二氧化碳来源较多，主要包括深部地幔脱气、深部岩浆和深部流体热作用下的碳酸盐岩分解等成因。无机二氧化碳在我国东部含油气盆地广泛分布，仅南海北部探明二氧化碳储量超过1万亿方。这些二氧化碳气藏为实施二氧化碳驱油技术提供了便利而廉价的气源，成为油气田“增产增效”的有效手段。

“热液石油”也是未来油气勘探值得关注的领域。深部流体在侵入沉积盆地过程中携带了大量的物质和能量，促使沉积盆地有机质成熟生烃，形成“热液石油”。与正常石油形成相比，“热液石油”可在几万年甚至几千年时间形成，几乎是“瞬时”形成。“热液石油”最早发现于加利福尼亚湾的瓜伊马斯盆地，地处东太平洋海隆与圣安德烈大断裂相接的高热流裂谷带。此外，在东北太平洋的米德尔裂谷和埃斯卡诺巴海槽、东非裂谷的坦噶尼喀地堑、南戈尔达海岭的红海海槽等均发现有热液石油天然气。最近，我国苏北盆地黄桥富二氧化碳油气藏、塔里木盆地塔中—顺南—顺北等地区也发现了热液石油。

总之，无机油气和热液石油将是未来几十年油气勘探的重要领域之一，尤其是无机烷烃气、氦气和氢气将成为重要的可持续资源增长点。目前我们虽然已对这些无机油气资源的成因机制有一定的认识，但对其资源潜力和富集规律的了解仍知之甚少，这为寻找具有商业开发价值的无机油气带来诸多挑战。因此，笔者建议对深大断裂发育的深层—特超深层盆地或者深部流体活跃的新生盆地加大无机油气资源的基础地质理论和技术攻关，实现油气资源的多元化勘探。

（作者单位：中国石化石油勘探开发研究院）