煤炭,是人們最熟悉和最“親切”的能源,從極普通的鄉(xiāng)村小灶到大型供熱系統(tǒng),都能見到它的身影。煤炭在我國的能源結(jié)構(gòu)中占到了70%以上,充當(dāng)極為重要的“角色”。在世界能源市場(chǎng)上,煤炭所占的比例也相當(dāng)大。
煤在能源結(jié)構(gòu)中占有如此“顯赫”的地位,應(yīng)該會(huì)受到人們的喜愛吧。可是,長期以來,石油勘探人員卻對(duì)在油氣勘探中遇到的煤層或含煤地層感到十分惱火。這是因?yàn)樵诤荛L一段時(shí)間里,人們一直認(rèn)為煤與石油是一對(duì)相互對(duì)立的“冤家”,即成煤環(huán)境下不適于生成石油。于是,石油勘探工作者一旦證實(shí)自己正在從事勘探的沉積盆地是一個(gè)含煤盆地,或者某一個(gè)勘探層系屬于含煤層系的時(shí)候,勘探石油的工作往往不是被終止就是放緩了勘探的速度。
其實(shí),在中外大量的文獻(xiàn)中,都曾記載過在開采煤的過程中發(fā)現(xiàn)少量石油的消息。但這些現(xiàn)象并未引起石油地質(zhì)界的重視。含煤盆地或含煤地層與石油無緣的觀念束縛了幾代石油地質(zhì)工作者的思想。
人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)是無止境的。20世紀(jì)60-80年代,經(jīng)過幾代石油與地礦工作者的努力,終于在澳大利亞、新西蘭、加拿大、印度尼西亞等國家相繼發(fā)現(xiàn)了典型的由煤層或含煤地層形成的油田。煤為什么可以形成石油而以前又不為石油地廈學(xué)家所重視呢?從理論上講,石油主要由水中低等生物(包括浮游植物(藻類)和浮游動(dòng)物)經(jīng)過地球化學(xué)、生物化學(xué)、熱變質(zhì)等作用后形成的;煤炭則主要是由陸生高等植物經(jīng)過煤化作用形成的。從本質(zhì)上講,兩者的“母質(zhì)”都是生物有機(jī)質(zhì),可以稱為“同源”。那么,煤與石油之間會(huì)有什么關(guān)系嗎?
在顯微鏡下,可以識(shí)別出煤中三大類基本有機(jī)成分鏡質(zhì)組(主要源于植物的木質(zhì)素和纖維素)、隋質(zhì)組(植物組織經(jīng)過絲碳化作用形成的富碳成分)和殼質(zhì)組(植物的孢子、花粉、角質(zhì)層、木栓質(zhì)體、基質(zhì)鏡質(zhì)體等構(gòu)成的富氫成分)。其中,鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組是生霞薯輜翻的主要物質(zhì)。
科技人員經(jīng)過模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),主要存在于樹皮之中的高等植物的木栓質(zhì)體和主要由高等植物的木質(zhì)纖維組織形成的腐殖質(zhì),在溫度和壓力尚不太高的條件(石油地質(zhì)學(xué)上稱之為“低熟階段”)下,便可以形成石油和天然氣,這是地層中主要的產(chǎn)油氣階段。而存在于煤中的一些組分則要在溫度和壓力進(jìn)一步增加的條件下才可能生成石油。在熒光顯微鏡下觀察,煤確實(shí)形成了石油,在煤塊內(nèi)部的裂紋和孔孔洞洞中,可以看到許多發(fā)出強(qiáng)烈熒光的物質(zhì),這是煤在排出輕質(zhì)組分液態(tài)烴以后殘留下的重質(zhì)瀝青。這種現(xiàn)象證明煤不僅生成了石油,而且還排出了煤層之外。多年的石油地質(zhì)學(xué)與煤巖學(xué)研究表明,如果煤中的木栓質(zhì)體含量達(dá)3%以上,就可以成為具有生油能力的油源巖。
由于煤生成的石油的物理和地球化學(xué)特征十分明顯,所以很容易被識(shí)別。煤生成石油以后,重質(zhì)部分往往會(huì)因煤中孑L孔洞洞所產(chǎn)生的強(qiáng)大吸附力而被滯存在煤內(nèi),輕質(zhì)部分則相對(duì)較容易被排出,所以由煤或含煤地層所形成的石油大多是高品位的輕質(zhì)油。
然而,由于煤的吸附性較強(qiáng),而且煤中大量存在微孔隙,使得煤中生成的石油比在巖石中生成的石油更難排出,這也是茌全世界范圍內(nèi)有難以計(jì)數(shù)的煤礦,但卻較少有煤成油田的主要原因之一。
我國的煤炭貯藏量極為豐富,多年來的煤產(chǎn)量一直居世界首位。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國石炭一二疊系、侏羅系和古近一新近系三大主要產(chǎn)煤地層的分布面積占我國陸地面積的1/8。近年來,在新疆吐魯番一哈密盆地找到的新疆第三大油田——吐哈油田就是一個(gè)含煤地層生成石油和形成油藏的實(shí)例。
煤不但可以生成石油,更可以生成豐富的天然氣。由于甲烷的分子附著力極強(qiáng),而且煤內(nèi)的孔隙空間又具有強(qiáng)大的容積,所以與常規(guī)的砂巖儲(chǔ)層相比,煤的儲(chǔ)氣量更大,往往可以達(dá)到砂巖儲(chǔ)層的兩倍以上。
根據(jù)我國境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的200多個(gè)類型不同、面積不等的含煤盆地的推算,埋藏深度小于2000米的煤炭資源量可達(dá)5.0882萬億噸,如果按每噸煤平均含氣7.14立方米計(jì)算,由煤產(chǎn)生的天然氣資源量可達(dá)33.6萬億立方米,約合159.6億噸可采原油。
當(dāng)然,在國內(nèi)外的研究人員中,也有對(duì)煤成油持?jǐn)嗳环穸☉B(tài)度的。在我國石油地質(zhì)界比較公認(rèn)的觀點(diǎn)是:煤可以生成石油,但要形成具有工業(yè)意義的大油藏,主要貢獻(xiàn)者應(yīng)該是夾在煤層之間的那些富含有機(jī)質(zhì)的泥質(zhì)巖;即含煤巖系。
(來源:《石油知識(shí)》)