2021年8月9日《中國改革報》發表了題為《幔源油氣理論和技術支撐大慶油田重上5000萬噸》的整版報道，引起社會廣泛關注，有100多家媒體先后給予轉載。本文將向讀者深入報道幔源油氣理論最新進展及其應用。

幔源油氣理論認為，國家石油進口突破安全紅線，不是因為中國石油工業開采技術和開采能力的欠缺，而是因為主導石油理論出現方向性偏差。石油有機成因理論指出石油是化石能源，來自動植物碎屑沉積、埋藏和熱演化，石油即將枯竭。而幔源油氣理論則指出，石油來自100公里深處的地幔，取之不盡，用之不竭。兩個理論為石油工業指出截然不同的前途和命運。因此，我們必須高度重視石油理論之爭，這是一場石油工業的前途和命運之爭。

任何理論的科學性，都是可以被證實或證偽的。石油理論也不例外。石油有機成因理論最重要的三條立論依據是：①石油具有生命分子特有的旋光性；②石油具有生物所特有的分子，即生物標記物；③99%的石油發現于沉積盆地。上述依據均已經獲得重新解釋：

第一條，有機分子的旋光性，起源于有機分子的螺旋結構。所有具螺旋結構的分子，甚至具有螺旋結構的銅絲，都具有旋光性。石油有機成因理論認為，只有生物分子才有旋光性，這顯然是錯誤的。因為隕石中發現的有機質，同樣具有旋光性。從而證明生命物質或生命過程對有機分子的光學活性并沒有決定性作用。

第二條，所謂生物標記物，并非生物所特有。譬如，姥姣烷、植烷，這些有機成因理論所指的生物標記分子，不但在隕石中能夠找到，在地幔巖捕擄體中也能找到。生物體和石油中都有卟啉化合物，但葉綠素中鰲合的金屬是鎂，血紅素中鰲合的金屬是鐵，而石油中的卟啉分子鰲合的金屬是釩和鎳。

第三條，99%的石油發現于沉積盆地，是因為所有含油氣盆地均對應大規模上地幔軟流層隆起，且含油氣豐度與上地幔軟流層隆起幅度呈正比。在大規模上地幔隆起的頂部富集地幔烴堿流體（HACONS）。這些地幔烴堿流體，將順著的上覆剛性上地幔張性斷裂進入地殼和沉積層，進入我們已開采的油氣藏。地幔烴堿流體中的烴，就是油氣。

在有機成因理論指導下，世界探井成功率，只有10%左右。而按照小斷距基底走滑斷層控制油氣藏的認識來布井，2007年俄羅斯中央地球物理研究院在西西伯利亞盆地葉特-普羅夫油田獲得探井成功率100%，最高單井日產量達700噸；2020年新疆富滿油田在塔里木盆地塔北隆起南坡-北部坳陷阿滿過渡帶的走滑斷裂帶上獲得探井成功率95%，最高單井日產量達1000噸。相比之下，有機成因理論指導下的石油勘探，不過是試錯行為。

基底走滑斷層控制油氣藏，是石油來自地幔的證據之一。實踐上，走滑斷層控制油氣藏的認識已經得到普遍認可。而沉積層走滑斷層受控于沉積層之下的小斷距基底走滑斷層，則往往被忽視。受三維地震分辨率的限制，人們在三維地震剖面上，往往看不到基底發生的變化，并且常常認為盆地在各個地質時期發生的斷裂構造是相互獨立的。而實際上，沉積盆地從基底到沉積層頂部，其斷裂體系都是盆地統一應力場控制的結果。新構造運動對油氣藏形成和保存具有決定意義。

石油來自地幔的直接證據，是我們在松遼盆地周邊的火山玄武巖中，發現大量的地幔巖捕擄體，即玄武巖漿包裹著的地幔橄欖巖。從這些地幔橄欖巖中，我們抽提出C13～C35石油烴類。其色質譜圖與油氣藏中石油的色質譜圖完全一致。

石油來自地幔的化學熱力學證據，來自烴類的化學熱力學計算及高壓合成實驗。化學熱力學計算表明，乙烷以上的烴類，只有在超過3萬大氣壓的環境才能形成，對應深度在100公里以下。烴類高壓合成實驗，所用原料是地球上最普通的大理石、氧化亞鐵和蒸餾水。高壓腔內，超過1萬個大氣壓時，開始出現甲烷。超過3萬個大氣壓時，烴類分子開始演化。超過5萬個大氣壓同時溫度達到1500℃時，系統自發地產生具有天然石油分布特征的甲烷、乙烷、正丙烷、2-甲基丙烷、2，2-二甲基丙烷、正丁烷、2-甲基丁烷、正戊烷、2-甲基戊烷、正己烷、2-甲基己烷，直到正癸烷、乙烯、正丙烯、正丁烯、正戊烯。

幔源油氣理論植根于烴堿流體地球化學理論，并融入了化學熱力學計算和高壓生烴實驗、地幔巖捕擄體烴類抽提實驗、小斷距基底走滑斷層控制油氣藏的工業實踐及大陸層控構造理論、地球非對稱膨脹理論等最新研究成果。它不但指出石油來自地幔，還清楚地回答了石油為什么來自地幔、石油為什么主要分布在沉積盆地、石油為什么分布在沉積層花狀斷層附近、石油為什么取之不盡用之不竭？

地幔烴堿流體的根源在于地核。研究表明，地核的最小年齡不足10億年,遠小于45億年的地球年齡，這是令人費解的。而在地球非對稱膨脹理論看來，則是自然而然的。今天看到的太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋，是最近2億年以來誕生的，它們占地球71%的表面積，就是因為地球減密膨脹而新生的表面積。地球減密膨脹發生在巖石圈之下的所有層圈，這說明地球的化學演化仍在進行之中。

地球非對稱膨脹理論吸收了板塊構造理論中大洋中脊擴張的認識，否定了洋殼俯沖的認識。由此，在我們面前展現出一個新的地球觀：這個地球是不斷膨脹、不斷演化的。在地球演化過程中地幔烴堿流體源源不斷地產生。大洋水來自地球內部，它們是地幔烴堿流體的組成部分，說明地球深部釋放烴類的規模極其龐大。現今的大洋中脊附近，仍然有黑煙囪在源源不斷地噴射地幔流體，其中烴類的最小年齡不足5000年。

既然地球深部在源源不斷地釋放烴類，地質歷史時期陸地上的石油烴類都到哪里去了呢？研究表明，這些石油烴類已經演化為煤和石墨。煤田地質學教材承認，煤的形成經歷石油和軟瀝青這一階段。煤成因的特殊性在于，煤層底板可以是任何巖性，任何時代，與煤層沒有成因聯系。地質上從來沒有發現煤異地搬運的痕跡。煤層非常純凈，沒有任何搬運過程可以實現這樣的分選效果。尤其是薄煤層的分布面積可達幾萬平方公里，這要求成煤物質只能是流體，而人們在自然界中卻沒有發現這樣的流體。

大慶油田青山口組和嫩江組泥巖中發育上百條煤線，即薄煤層。這些薄煤層就是在盆地沉降的過程中，地幔烴堿流體由控陷斷裂上涌至盆地表面的水體之中，其中石油烴類漂浮在水體表面，經過氧化轉變為瀝青層，繼續接受沉積、埋藏，最終演化為薄煤層。石油來自盆地深部，作為成煤物質，既符合成煤物質本地來源說，又符合成煤物質異地來源說。同時符合成煤物質是流體和純凈物的要求。

甲烷冰，又稱天然氣水合物，本質上仍然是幔源油氣。甲烷幾乎可以生成于地球的各種環境，但乙烷以上烴類只能生成于超過3萬大氣壓的地幔。天然氣水合物分布于海底、凍土帶這類高壓低溫的特殊環境，嚴格受控于斷層。甲烷冰的形成機制是氣體通過多孔介質因壓強減小而溫度降低至冰點的焦耳-湯姆效應，是形成于滲透層內部的封蓋層，對深部天然氣向大氣釋放起封蓋作用。建議慎重開采天然氣水合物。

頁巖氣，原國土資源部命名為172號新礦種，本質上同樣是幔源油氣、常規油氣。頁巖氣并不在頁巖層之中，而是在頁巖層之下的深部儲層。大規模水力壓裂的目的，就是制造人工裂縫與天然裂縫溝通，進而溝通深部儲層。頁巖氣開發顯示“L型”開采曲線，是因為大規模水力壓裂造成的人工裂縫，經過幾個月或更短的時間，將重新關閉，從而造成產量急劇下降。所以，開采頁巖氣，必須不斷重復進行大規模水力壓裂。

為什么大家在清楚地知道：頁巖氣開發成本大于價格，嚴重的地表和地下水污染、大氣污染，誘發5.6級以上破壞性地震，知道西方各國普遍進行全國性或地區性立法禁止頁巖氣開發和大規模水力壓裂的情況下，中國的頁巖氣開發還要繼續推廣呢？原因在于，大家并不知道頁巖不生氣、不儲氣。我們應用大規模水力壓裂技術開采頁巖氣，實際上是走了彎路。因為我們可以用直井、斜井這些更經濟更環保的辦法，直接開采深部儲層的天然氣。所謂深部儲層與頁巖層的埋深也不過相差幾百米至幾千米而已。開發成本卻可以得到十倍百倍地節約，一口井投資從幾千萬上億，下降到幾百萬。

石油有機成因理論認為石油來自生油層，生油層生出的石油，將大規模儲存在可滲透的儲層之中。石油開發的任務就是采用各種技術手段開采這些靜態存儲的油氣，一次采油是彈性開采，二次采油是水驅，三次采油是化學驅等。因此，國家大力推廣化學驅技術，試圖更多地開采出儲層中的剩余油氣。

而事實上，石油并非靜態地、大面積地存儲于滲透性儲層，而是存儲在供油斷裂附近2公里以內，工業油氣井分布在供油斷裂附近1.5公里以內。供油斷裂附近的油氣，不是靜態的，而是不斷從供油斷裂獲得補充。所以，試圖以注入化學劑的方式在儲層內大面積清洗剩余油的想法與地質事實不符。

美國于1964年進行了第一次化學驅礦場試驗，從上世紀70年代到1985年共進行了183個化學驅項目。80～90年代中期美國化學驅技術有一個快速發展階段，進入21世紀，化學驅項目幾乎停止。自上世紀60年代，全世界有200多個油田或區塊進行了化學驅試驗。到80年代，化學驅經過這些老牌石油國長達20多年的論證，現場證明使用效果并不理想。于是，大多數國家放棄了化學驅項目。

從大慶油田總產量和化學驅產量數據中，我們可以發現：化學驅產量增加這么多，而實際總產量不增反降。從1996年到2013年，大慶油田化學驅產量從214.99萬噸增加到1400萬噸以上，而油田的總產量卻從5600萬噸降低到4000萬噸，化學驅增油趨勢和總產量下降趨勢恰好形成了剪刀差。由此可見，正確的石油地質認識，才是石油工業發展的決定性因素。

2022年8月12日，金之鈞院士率北京大學能源學院科研團隊到大慶油田交流，有幸受邀向北京和大慶油田專家做了題為《現代石油地質學——幔源油氣理論》的演講。演講的開場白是：“我曾經是北京大學的一員。北大是出思想的地方。李四光教授1920年就任北大地質系主任，他提出地質力學。潘鐘祥教授1950年就任北大地質系主任，他提出陸相生油理論。何國琦教授1983年就任北大地質學系主任，他的學生提出幔源油氣理論”。

中國石油地質學已經徘徊了半個多世紀。時代需要北大思想者，時代呼喚顛覆性基礎理論。提出幔源油氣理論，只是萬里長征的第一步。克服一切困難，在實踐中應用和推廣這一理論，才是一場真正的二萬五千里長征。我們堅信在國家和企業各項人才政策、創新政策的扶持下，幔源油氣理論一定能夠得到發揚光大。祝愿國家石油安全早日得到保障！