古龍頁巖油沉寂億年終成“金”

20世紀60年代，在發現大慶油田不久後，細心的石油地質人員便在鑽井取芯中發現了一個秘密：剛出筒的頁巖岩心在裂縫處有油氣冒出。“在頁巖裏找油”自此在石油人心裏生了根。

（油氣運移成藏示意圖。何坤 楊春龍 曾花森 繪）

1981年，我國在古龍地區英12井的古龍頁巖裂縫中，首次開採出原油，日産油達到3.83噸。由於技術、成本等因素的掣肘，此後很長一段時間裏，古龍頁巖油未能實現商業開發。直到2020年，大慶油田通過技術創新，終於取得了古龍頁巖油開發的歷史性重大戰略突破。

油從哪來

古龍頁巖乾酪根源自植物和細菌

自從石油被發現以來，人們就不斷探索它的成因。20世紀70年代以來，石油的有機成因論得到普遍認同，即石油生成于富含有機質的沉積岩之中，而這種能生油的沉積岩也被稱為生油岩或烴源岩。

石頭裏為什麼能生成石油？其實，生油的物質是岩石中的沉積有機質，也就是石油地質家常説的“乾酪根”。乾酪根最早用於描述蘇格蘭的一種通過加熱能生成蠟脂的頁巖，後被石油地質家用於描述岩石中所有能生油的固體有機質。

乾酪根的原始生物母質來源包括真核生物（浮游植物和高等植物）和原核生物（細菌）等。古龍頁巖的生物母質來源豐富，包括浮游植物、高等植物和細菌。其中，浮游植物類包括綠藻、輪藻和溝鞭藻等，這些藻類多以層狀堆積在頁巖中。古龍頁巖的有機質含量與藻類的富集程度有關，這説明它們是該套頁巖主要的生物母質。陸生高等植物主要為孢子和花粉。其中，以蕨類植物最多，裸子植物次之，被子植物最少。細菌尤其是藍細菌、綠硫細菌和嗜甲烷菌等原核生物，也是古龍頁巖重要的生物母質來源。

油量有多少

古龍頁巖層體積相當於120個三峽水庫

距今大約9100萬年前，松遼古湖達到全盛期，湖泊最大面積為12萬平方公里，是目前我國陸地最大的湖泊——青海湖面積的27倍。當時雨水充沛，河流攜帶大量營養物質進入湖泊，各種浮游植物等生物得以爆髮式生長。它們死亡後沉降在湖底，與石英、長石、黏土等礦物一起經過數百萬年的沉積，最終形成平均厚度在110米左右的黑色富有機質頁巖層，其體積接近於120個三峽水庫。

岩石學觀察顯示，古龍頁巖中乾酪根可佔到岩石總品質的1%—10%，平均為2%—4%。隨著松遼盆地的持續沉降，地層溫度和壓力逐漸升高，在距今8500萬年的時候，乾酪根開始發生熱降解生成石油。

據第四次全國油氣資源評價估算，古龍頁巖生成石油的總量超過900億噸。其中，滯留在頁巖內的石油量接近一半，大約有450億噸。目前，古龍頁巖油預測資源量超過151億噸。2021年，針對齊家—古龍凹陷1413平方公里面積的青山口一段中下部油層，提交新增石油預測地質儲量達12.68億噸，證實古龍頁巖油具有廣闊的資源前景。

如何運移成藏

古龍頁巖原油因運移距離形成三類油

松遼盆地中淺層發現的常規油、緻密油和頁巖油3類油氣，主要是古龍頁巖生成的，只是聚集在不同的位置。如果頁巖油是滯留在頁巖內的部分，那麼常規油是遠離頁巖聚集的部分，而緻密油就是在離頁巖較近的地方聚集的部分。

從古龍頁巖開始沉積到距今約6500萬年，這一時期，頁巖中的固體乾酪根轉化生成液體原油，會發生體積膨脹，導致頁巖中的流體壓力顯著升高，進而驅動頁巖中的原油順著開啟的裂縫和斷層向外運移。

古龍頁巖生成的原油沿著斷裂向上遠距離運移，會在遠離頁巖的大慶長垣聚集，形成大慶油田的常規油。原油向下或側向短距離運移，就會在鄰近頁巖的下部地層中聚集，這些地層中的岩石後期由於埋深增加而變得緻密，因此這些原油也被形象地稱為緻密油。構造演化和持續埋藏作用，導致古龍凹陷的斷層變成封閉狀態，岩石變得異常緻密，頁巖中的油氣難以再向外運移，從而滯留下來聚集形成頁巖油。

（作者 何坤 曾花森）