揭示石油流動方向和里程的新指標(biāo)——石油地質(zhì)科學(xué)研究取得重要進(jìn)展

近期，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、中國石化石油勘探開發(fā)研究院、美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)、美國加利福尼亞大學(xué)和中國石油長慶油田公司的研究人員，在國際重要學(xué)術(shù)雜志《科學(xué)報(bào)告》上發(fā)表了能夠揭示地下石油在幾百萬年前甚至上億年前的流動方向和里程的新指標(biāo)。這項(xiàng)成果對于研究石油的流動規(guī)律、油藏的形成、石油在地下的分布規(guī)律和石油勘探等均具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。

石油是保障國民經(jīng)濟(jì)和國家安全的不可再生資源。為確保石油的長期穩(wěn)產(chǎn)，需要不斷地發(fā)現(xiàn)新油藏。石油的可流動性決定了其在地質(zhì)歷史上的流動方向和里程，是石油勘探所需的重要信息。眾多的科學(xué)家經(jīng)過幾十年的努力，在石油中尋找能夠反映石油流動情況（包括方向和里程）的化合物。隨著測試技術(shù)的迅猛發(fā)展，科學(xué)家們已檢測出石油中穩(wěn)定的極性化合物用來直接反映石油的流動情況。但后續(xù)的研究表明，這種經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)不能正確反映石油的流動情況。其原因是石油中的任何化合物都會或多或少地繼承其母源特征（包括有機(jī)質(zhì)類型及其熱演化程度），即受母源影響，此外還會受到生物降解的影響。至該論文發(fā)表時(shí)，這些影響尚未解決，石油在地質(zhì)歷史上的流動情況仍然是一個(gè)未解之謎。

由國內(nèi)外華人科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)，以提取或消除單種信息的方式解決了這兩種影響的問題。他們首先應(yīng)用濃縮–稀釋定律的基本原理建立了數(shù)據(jù)處理方法，定量消除生物降解的影響。科學(xué)家們針對母源影響的難題，以物質(zhì)平衡原理和吸附理論為基礎(chǔ)，經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，建立了極性化合物的含量受石油流動中的吸附作用與母源雙重控制的新理論。在未受生物降解影響或消除了生物降解影響的來自單一母源的石油中，微量極性化合物的含量與母源的成熟度可呈線性關(guān)系，與石油的流動里程呈指數(shù)衰減關(guān)系。據(jù)此，建立了消除母源影響且只反映石油流動情況的新型分子指標(biāo)——二次運(yùn)移分餾指數(shù)及其計(jì)算方法。新指標(biāo)是石油流動的計(jì)程器，且指標(biāo)的下降方向反映石油的流動方向。該指標(biāo)在我國鄂爾多斯、渤海灣和加拿大西加盆地進(jìn)行了應(yīng)用，經(jīng)受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，進(jìn)一步證明了其正確性和實(shí)用性。在應(yīng)用中，還證明了油氣成藏理論中關(guān)于油氣富集帶的差異聚集原理，揭示了鄂爾多斯、渤海灣和加拿大西加盆地相關(guān)的石油分布規(guī)律，為進(jìn)一步擴(kuò)大找油提供了重要依據(jù)。

理論與實(shí)踐證明，該指標(biāo)可有效地反映石油在地質(zhì)歷史上的流動情況與組分的變化行為，在石油地質(zhì)基礎(chǔ)研究和勘探實(shí)踐中將發(fā)揮十分重要的作用。盡管石油工業(yè)經(jīng)歷了一百多年的發(fā)展，但是世界上許多盆地中的石油流動情況仍然沒有被認(rèn)識。新指標(biāo)是幫助地質(zhì)學(xué)家正確評價(jià)石油的流動情況和發(fā)現(xiàn)新油藏的有利工具。

這項(xiàng)成果由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員張劉平、中國石化石油勘探開發(fā)研究院國家“**計(jì)劃”特聘專家黎茂穩(wěn)、佛羅里達(dá)州立大學(xué)美籍華裔教授王楊、加利福尼亞大學(xué)美籍華裔教授尹慶柱和中國石油長慶油田公司教授級高級工程師張文正合作完成，得到了國家科學(xué)技術(shù)管理部門、中國科學(xué)院、中國石油化工和中國石油天然氣股份有限公司的資助。審稿專家認(rèn)為，該論文對地質(zhì)層析作用和影響因素進(jìn)行了深入細(xì)致的理論研究，闡明了石油流動過程中極性組分變化的原因和規(guī)律，據(jù)此建立了能有效揭示石油流動方向和里程的新指標(biāo)，具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。