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構中占到了70%以上,充當極為重要的“角色”。在世界能源市場上,煤炭所占的比例也相當大。
煤在能源結構中占有如此“顯赫”的地位,應該會受到人們的喜愛吧。可是,長期以來,石油勘探人員卻對在油氣勘探中遇到的煤層或含煤地層感到十分惱火。這是因為在很長一段時間里,人們一直認為煤與石油是一對相互對立的“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自己正在從事勘探的沉積盆地是一個含煤盆地,或者某一個勘探層系屬于含煤層系的時候,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,在中外大量的文獻中,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工作者的思想。
人們對自然界的認識是無止境的。20世紀60-80年代,經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)和浮游動物)經過地球化學、生物化學、熱變質等作用后形成的;煤炭則主要是由陸生高等植物經過煤化作用形成的。從本質上講,兩者的“母質”都是生物有機質,可以稱為“同源”。那么,煤與石油之間會有什么關系嗎?
在顯微鏡下,可以識別出煤中三大類基本有機成分鏡質組(主要源于植物的木質素和纖維素)、隋質組(植物組織經過絲碳化作用形成的富碳成分)和殼質組(植物的孢子、花粉、角質層、木栓質體、基質鏡質體等構成的富氫成分)。其中,鏡質組和殼質組是生霞薯輜翻的主要物質。
科技人員經過模擬試驗發(fā)現(xiàn),主要存在于樹皮之中的高等植物的木栓質體和主要由高等植物的木質纖維組織形成的腐殖質,在溫度和壓力尚不太高的條件(石油地質學上稱之為“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油氣階段。而存在于煤中的一些組分則要在溫度和壓力進一步增加的條件下才可能生成石油。在熒光顯微鏡下觀察,煤確實形成了石油,在煤塊內部的裂紋和孔孔洞洞中,可以看到許多發(fā)出強烈熒光的物質,這是煤在排出輕質組分液態(tài)烴以后殘留下的重質瀝青。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。多年的石油地質學與煤巖學研究表明,如果煤中的木栓質體含量達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特征十分明顯,所以很容易被識別。煤生成石油以后,重質部分往往會因煤中孑L孔洞洞所產生的強大吸附力而被滯存在煤內,輕質部分則相對較容易被排出,所以由煤或含煤地層所形成的石油大多是高品位的輕質油。
然而,由于煤的吸附性較強,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有難以計數(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,多年來的煤產量一直居世界首位。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國石炭一二疊系、侏羅系和古近一新近系三大主要產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——吐哈油田就是一個含煤地層生成石油和形成油藏的實例。
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,而且煤內的孔隙空間又具有強大的容積,所以與常規(guī)的砂巖儲層相比,煤的儲氣量更大,往往可以達到砂巖儲層的兩倍以上。
根據(jù)我國境內已發(fā)現(xiàn)的200多個類型不同、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5.0882萬億噸,如果按每噸煤平均含氣7.14立方米計算,由煤產生的天然氣資源量可達33.6萬億立方米,約合159.6億噸可采原油。
當然,在國內外的研究人員中,也有對煤成油持斷然否定態(tài)度的。在我國石油地質界比較公認的觀點是:煤可以生成石油,但要形成具有工業(yè)意義的大油藏,主要貢獻者應該是夾在煤層之間的那些富含有機質的泥質巖;即含煤巖系。
(來源:《石油知識》)