我國有機(jī)地球化學(xué)研究現(xiàn)狀、發(fā)展方向和展望
——第十二屆全國有機(jī)地球化學(xué)學(xué)術(shù)會議部分總結(jié)

張水昌

（中國石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院實(shí)驗(yàn)研究中心，北京100083）

我國有機(jī)地球化學(xué)研究現(xiàn)狀、發(fā)展方向和展望
——第十二屆全國有機(jī)地球化學(xué)學(xué)術(shù)會議部分總結(jié)

張水昌

（中國石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院實(shí)驗(yàn)研究中心，北京100083）

我國有機(jī)地球化學(xué)經(jīng)過近30年的不斷發(fā)展，已經(jīng)從油氣勘探領(lǐng)域拓展到了煤、生物、環(huán)境和氣候幾大主要研究領(lǐng)域，為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步作出了重要貢獻(xiàn)，充分顯示了其強(qiáng)大的生命力。第十二屆全國有機(jī)地球化學(xué)學(xué)術(shù)會議在深部烴類流體性質(zhì)研究、致密砂巖氣和頁巖氣成藏、持久性有機(jī)污染物生化特征等方面取得了突出進(jìn)展，進(jìn)一步明確了學(xué)科發(fā)展方向。今后一段時期，①高有機(jī)質(zhì)豐度沉積物形成和空間展布的分析和預(yù)測技術(shù)，②發(fā)展地球化學(xué)與地質(zhì)一體化研究模型，③有機(jī)、無機(jī)相互作用及烴類礦床的次生蝕變和改造作用，④各種成因天然氣的生成機(jī)理、資源潛力和分布預(yù)測，以及⑤環(huán)境、煤、生物地球化學(xué)，將成為中國未來有機(jī)地球化學(xué)的研究重點(diǎn)。大會提出：①要重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性、實(shí)驗(yàn)方法的可信性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可對比性；②針對中國科技發(fā)展的需要，我國有機(jī)地球化學(xué)的發(fā)展應(yīng)該緊跟國際研究熱點(diǎn)，加強(qiáng)創(chuàng)新力度，促進(jìn)多學(xué)科交叉，走出一條有機(jī)地球化學(xué)與地質(zhì)學(xué)的綜合研究之路，并在未來非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)過程中大有作為。

發(fā)展方向；展望；研究現(xiàn)狀；有機(jī)地球化學(xué)；中國

20世紀(jì)30年代，德國有機(jī)化學(xué)家Alfred Treibs首次從石油、煤和頁巖等沉積物中分離和鑒定出了金屬卟啉色素，成為油氣有機(jī)成因?qū)W說的重要佐證，開啟了有機(jī)地球化學(xué)的學(xué)科研究階段，同時也見證了有機(jī)地球化學(xué)與油氣工業(yè)的淵源。經(jīng)歷了70多年的發(fā)展，有機(jī)地球化學(xué)現(xiàn)已發(fā)展為一門新興的、成熟的邊緣交叉學(xué)科，并且擁有眾多分支學(xué)科和不同的研究方向，不僅對國際性地學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)研究作出了貢獻(xiàn)，而且對全球的經(jīng)濟(jì)生活，特別是在油氣勘探開發(fā)和環(huán)境監(jiān)測保護(hù)方面，發(fā)揮著重要作用，已成為非常活躍的科學(xué)研究領(lǐng)域。

我國自從1981年由傅家謨院士發(fā)起，在貴陽召開第一屆全國有機(jī)地球化學(xué)學(xué)術(shù)會議以來，在黃第藩教授和梁狄剛教授前、后兩任學(xué)組組長的組織倡導(dǎo)下，全國有機(jī)地球化學(xué)學(xué)術(shù)會議每兩到三年舉行一次，至今已堅持了12屆，為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步作出了重要貢獻(xiàn)，充分顯示了我國有機(jī)地球化學(xué)學(xué)科具有強(qiáng)大的生命力。

2009年，全球原油減產(chǎn)，石油剩余探明可采儲量增幅降低，而全球天然氣剩余探明可采儲量增幅達(dá)5.7%；尤其是非常規(guī)天然氣產(chǎn)量增長迅猛，接近天然氣總產(chǎn)量的10%。北美頁巖氣、致密砂巖氣、墨西哥灣深水油氣以及稠油、油砂等非常規(guī)油氣成為油氣工業(yè)未來的接替領(lǐng)域，世界油氣工業(yè)呈現(xiàn)出油氣勘探開發(fā)以天然氣為主導(dǎo)、常規(guī)油氣與非常規(guī)油氣并存互補(bǔ)的格局。與此同時，隨著能源開發(fā)能力和強(qiáng)度的提高及消費(fèi)需求量的不斷攀升，溫室氣體排放、地下水污染以及海上油氣開發(fā)對海洋生態(tài)系統(tǒng)的破壞等環(huán)境問題令人堪憂。這些都引起了全球有機(jī)地球化學(xué)界的極大關(guān)注，成為競相研究的熱點(diǎn)。

我國非常規(guī)油氣資源極為豐富，非常規(guī)天然氣資源總量超過150×1012m3，其中煤層氣和頁巖氣資源量達(dá)67×1012m3，南海天然氣水合物資源量超過60×1012m3，潛力巨大。順應(yīng)21世紀(jì)低碳經(jīng)濟(jì)的大潮流，在第十二屆全國有機(jī)地球化學(xué)學(xué)術(shù)會議上，我國油氣地球化學(xué)界的專家學(xué)者將更多的關(guān)注投向了分子地球化學(xué)定量和精細(xì)分析、頁巖氣產(chǎn)量的主控因素、重油流體特征和深水原油流動性預(yù)測等方面的研究，并著力開發(fā)模擬生烴體系中生物或催化作用的新技術(shù)，建立綜合石油地質(zhì)與地球化學(xué)整體模擬非常規(guī)油氣聚集的新方法。研究內(nèi)容除了大會主題“海相油氣勘探地球化學(xué)”和“天然氣地球化學(xué)”之外，還涉及了煤、生物、同位素、環(huán)境地球化學(xué)及新技術(shù)新方法等5個方面，為我國有機(jī)地球化學(xué)的發(fā)展指明了方向。

1 第十二屆全國有機(jī)地球化學(xué)學(xué)術(shù)會議概況

本屆學(xué)術(shù)會議在中國石油學(xué)會石油地質(zhì)專業(yè)委員會、中國地質(zhì)學(xué)會石油地質(zhì)專業(yè)委員會和中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會沉積學(xué)專業(yè)委員會的聯(lián)合主辦和共同努力下，加深了學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)了學(xué)科交叉，明確了發(fā)展方向，而且涌現(xiàn)出一批高水平的研究成果。

1）規(guī)模大

參加這次會議的有來自三大國家石油公司、高等院校、科學(xué)院、企事業(yè)單位的科研院所及國外研究機(jī)構(gòu)共89個單位的366名代表，是歷次參會單位和人數(shù)最多的一屆，充分反映出我國有機(jī)地球化學(xué)學(xué)科的蓬勃興旺，反映出我國有機(jī)地球化學(xué)同行參與學(xué)科交流的高漲熱情，顯示出我國有機(jī)地球化學(xué)研究隊伍巨大的凝聚力。

2）成果多

會議共收到學(xué)術(shù)論文摘要436篇，內(nèi)容涉及烴源巖地球化學(xué)、油氣生成地球化學(xué)、成藏地球化學(xué)、天然氣地球化學(xué)和煤、生物、儲層、環(huán)境地球化學(xué)以及地球化學(xué)新技術(shù)新方法等。會議進(jìn)行了29個大會報告，還分6個組就6個專題進(jìn)行了133個分組報告。

3）水平高

本次會議給我們一個強(qiáng)烈的感覺是：無論是老一輩學(xué)者的學(xué)術(shù)報告，還是中青年學(xué)者的報告，他們針對研究領(lǐng)域中的某一學(xué)術(shù)問題，或者勘探生產(chǎn)中的具體難點(diǎn)，進(jìn)行了細(xì)致、深入的研究和探索，實(shí)驗(yàn)室工作和基礎(chǔ)研究更加深入，成果水平給人強(qiáng)烈的沖擊力。一批國家及部門不同層面重大項(xiàng)目的創(chuàng)新性成果，涉及地化研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題，相當(dāng)一部分研究成果處于國際前沿。

4）主題突出

這次會議是在我國能源需求形式嚴(yán)峻、油氣勘探取得重大進(jìn)展的大好形勢下召開的，會議的主題是“海相油氣勘探地球化學(xué)”和“天然氣地球化學(xué)”。許多學(xué)者對海相地層油氣生成、成藏和天然氣地球化學(xué)研究提出了許多新觀點(diǎn)、新思路、新方法和新領(lǐng)域，開闊了我們的眼界，對海相和天然氣領(lǐng)域地球化學(xué)的發(fā)展將起重要的指導(dǎo)作用。

5）應(yīng)用性強(qiáng)

來自生產(chǎn)一線的報告，以大量的分析數(shù)據(jù)與豐富的地質(zhì)構(gòu)造圖件相結(jié)合，瞄準(zhǔn)勘探中的難題，顯示出地球化學(xué)研究在油氣勘探中不可替代的重要作用。高校和中科院系統(tǒng)的學(xué)者從不同盆地的地質(zhì)特點(diǎn)入手，深刻論述了油氣勘探新領(lǐng)域中地球化學(xué)研究的作用。許多報告既有實(shí)例分析，也有機(jī)理機(jī)制研究，既有熱點(diǎn)地區(qū)新理論，也有成熟老區(qū)新認(rèn)識，內(nèi)容之廣泛，研究之深入，充分顯示了近幾年來幾乎所有油氣勘探的重大發(fā)現(xiàn)都有出色的地球化學(xué)研究成果，為有機(jī)地球化學(xué)學(xué)科增添了新鮮活力和“第一生產(chǎn)力”的濃厚色彩。

6）中青年地球化學(xué)家脫穎而出

這次會議上，中青年地球化學(xué)家的報告占全部報告的70%左右。從會上的報告中可以看出，他們朝氣蓬勃，最少保守思想，逐漸成為我國有機(jī)地化界的主力。

7）學(xué)術(shù)空氣活躍

沙龍形式是體現(xiàn)學(xué)術(shù)民主的最好平臺?！隘B合盆地油氣成藏地球化學(xué)”學(xué)術(shù)沙龍，圍繞塔里木盆地油源與成藏兩個主題，不同單位新、老專家各抒己見，展開了充分的討論，充分體現(xiàn)了學(xué)術(shù)面前人人平等的學(xué)術(shù)民主氛圍?！疤烊粴獾厍蚧瘜W(xué)與成藏”學(xué)術(shù)沙龍，圍繞不同成因的天然氣，包括有機(jī)氣、無機(jī)氣、深盆氣、頁巖氣、致密砂巖氣等連續(xù)氣藏以及在重點(diǎn)勘探領(lǐng)域的應(yīng)用等，開展了廣泛的討論，尤其是對低熟氣的生成及潛力規(guī)模、與生物氣的區(qū)分以及TSR（硫酸鹽熱化學(xué)還原反應(yīng)）等方面的討論十分熱烈?！皷|部斷陷盆地油氣成藏地球化學(xué)”學(xué)術(shù)沙龍，重點(diǎn)圍繞不同資源評價方法關(guān)鍵參數(shù)的求取、評價結(jié)果的可信度、生排烴效率、油氣地球化學(xué)與石油地質(zhì)如何更好地結(jié)合、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如何有效推至地質(zhì)體、如何強(qiáng)化地球化學(xué)的預(yù)測性等多方面的問題，開展了深入、廣泛的討論。

這次會議的不足之處是：

1）油氣地球化學(xué)成果多了些，環(huán)境、煤、生物地球化學(xué)方面的成果少了些，多偏重于經(jīng)濟(jì)意義比較重大的油氣領(lǐng)域，少了對環(huán)境、氣候、生物等對社會人類生存環(huán)境有重大意義的領(lǐng)域。

2）常規(guī)地球化學(xué)成果多了些，引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展、跟蹤國際學(xué)術(shù)前沿的成果少了些；

3）實(shí)例解剖多了些，機(jī)理機(jī)制等基礎(chǔ)性的、原創(chuàng)性的研究少了些；

4）數(shù)據(jù)堆砌多了些，放在精確的地質(zhì)格架中的分析、引經(jīng)據(jù)典的論證少了些；

5）大會報告中年人多了些，年輕人少了些。

2 我國有機(jī)地球化學(xué)研究工作展望和努力方向

2.1 高有機(jī)質(zhì)豐度沉積物形成和空間展布的分析和預(yù)測技術(shù)

無論是近海海域，還是成熟盆地，在疊合盆地中下部，這種預(yù)測都十分重要，它是尋找富油氣凹陷的關(guān)鍵技術(shù)。除了應(yīng)用傳統(tǒng)的TOC，Rock-Eval，VRo和生物標(biāo)記化合物參數(shù)以外，通過復(fù)雜的三維盆地模擬，結(jié)合脂肪烴或特定生物標(biāo)記化合物的單體穩(wěn)定碳同位素，利用化學(xué)計量中決策樹的聚類分析，能夠加深對烴源巖的有機(jī)相或高有機(jī)質(zhì)豐度沉積相的不穩(wěn)定性以及混源油組成的認(rèn)識等。例如美國著名的綠河頁巖，盡管已經(jīng)是研究最多的油頁巖，但是對于這套獨(dú)一無二的富有機(jī)質(zhì)沉積物的來源仍然還有一些問題。作為有機(jī)質(zhì)豐富的湖相盆地的頁巖，綠河頁巖沉積物在平面上呈現(xiàn)出高度的多相性，它隨環(huán)境的變化而發(fā)生迅速的變化，所以湖相沉積物能夠很好地記錄沉積過程的細(xì)微變化。對這種非均質(zhì)的湖相剖面樣品進(jìn)行精細(xì)的實(shí)驗(yàn)室分析，能夠了解湖相沉積過程和環(huán)境的變化。所以，對綠河頁巖烴源巖的研究仍然意義很大，也是長期以來不少著名學(xué)者堅持研究的重要原因。因此，對于我國中西部疊合盆地?zé)N源巖多發(fā)育“等時異相”的特點(diǎn)，加強(qiáng)對高有機(jī)質(zhì)豐度沉積物形成和空間展布的分析和預(yù)測，不僅將提升傳統(tǒng)含油氣系統(tǒng)的認(rèn)識，而且對于非常規(guī)油氣的聚集機(jī)理研究也能夠提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料。

2.2 發(fā)展地球化學(xué)與地質(zhì)一體化研究模型

油氣生成與成藏過程重建的定量描述，尤其是盆地模擬技術(shù)與地球化學(xué)的密切結(jié)合，近年來有很大發(fā)展。美國聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局能源科學(xué)中心Geoffrey博士通過將實(shí)驗(yàn)室校正的生氣過程碳同位素分餾模型與地質(zhì)模型相結(jié)合，建立了三維盆地模型，發(fā)現(xiàn)了盆地演化過程中的穩(wěn)定碳同位素分餾效應(yīng)比實(shí)驗(yàn)室模擬的結(jié)果更加強(qiáng)烈，并運(yùn)用這項(xiàng)認(rèn)識解決了Piceance盆地的致密砂巖氣和Woodford頁巖氣等非常規(guī)天然氣成藏過程研究中的許多相關(guān)問題。由此，美國地質(zhì)調(diào)查局建立了天然氣生成動力學(xué)數(shù)據(jù)庫，并將這種地球化學(xué)與地質(zhì)一體化模型從碳同位素成功拓展到氫和氘同位素的應(yīng)用當(dāng)中。

肖賢明研究員曾提出，盆地模擬與地質(zhì)的結(jié)合可以使我們的研究上一個檔次。尤其對于成熟探區(qū)而言，詳細(xì)掌握儲層演化過程、油氣充注歷史、油氣來源信息與混合情況，對于提高油氣產(chǎn)量十分重要。我國天然氣在油氣資源當(dāng)中占有重要地位，通過系統(tǒng)分析天然氣組分中穩(wěn)定碳同位素以及相關(guān)泥巖和頁巖中游離和吸附的天然氣中碳同位素的實(shí)時變化特征，已經(jīng)建立了與天然氣碳同位素有關(guān)的地球化學(xué)模型，分別解決天然氣混合來源識別及定量評價混合比例等問題。倘若整合地球化學(xué)與地質(zhì)模型，可以進(jìn)一步預(yù)測泥巖、頁巖的孔滲特征及與天然氣產(chǎn)能趨勢有關(guān)的很多勘探開發(fā)問題。

2.3 有機(jī)、無機(jī)相互作用及烴類礦床的次生蝕變和改造作用

油氣資源從生成到聚集成藏，大多發(fā)生多種類型的地球化學(xué)作用，經(jīng)歷復(fù)雜的次生變化過程。因此，科學(xué)識別和評價油氣的次生改造作用，鉆前準(zhǔn)確預(yù)測油氣的性質(zhì)，對于降低勘探風(fēng)險具有重要的意義。?？松梨谑凸緦＜褻lifford C. Walters開發(fā)了石油品質(zhì)模擬程序（PQS），來預(yù)測油氣品質(zhì)及數(shù)量和油氣的演化歷史等，基本代表了該領(lǐng)域的最新成果。PQS的基本前提是儲油巖中的油氣化合物產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)和生物過程而發(fā)生改變，而這些過程可以在一個統(tǒng)一的體系下來模擬。需要模擬的變形過程包括瀝青質(zhì)沉淀、生物降解、熱裂解和熱化學(xué)硫化反應(yīng)以及氣洗作用。

目前，我國已經(jīng)建立了一批國際先進(jìn)的有機(jī)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，完全具備開展分子地球化學(xué)精細(xì)測試與定量分析的儀器條件。下一步，還需要加強(qiáng)先進(jìn)儀器的開發(fā)和應(yīng)用，順應(yīng)國際上從“石油組”的概念出發(fā)，利用原油中龐大的分子級信息反映油氣性質(zhì)的成因，就像生物的基因組合控制性狀表達(dá)一樣，可以幫助我們判識頁巖和煤層生物氣、頁巖和焦瀝青裂解氣等非常規(guī)油氣的母質(zhì)類型，用來開展生物降解稠油和儲層中流體地球化學(xué)特征研究等。這方面的研究很有可能開啟油氣地球化學(xué)直接從分子范圍探討“油氣基因”信息的新時代，進(jìn)而開展油氣次生蝕變作用以及推算流體特性和相態(tài)變化的油氣開發(fā)研究。

2.4 各種成因天然氣的生成機(jī)理、資源潛力和分布預(yù)測

目前，世界油氣勘探開發(fā)呈現(xiàn)出精細(xì)化和非常規(guī)性等特點(diǎn)，未來發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)也對能源結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。在這樣的背景下，全球非常規(guī)天然氣發(fā)展迅猛。頁巖氣、生物氣、晚期裂解氣以及混合氣的研究舉足輕重，尤其是生物氣生烴模擬研究成為當(dāng)前研究的重要領(lǐng)域，并且許多工作把實(shí)驗(yàn)和地質(zhì)有效結(jié)合起來，都獲得了卓有成效的成果。傳統(tǒng)的研究方法是通過人工培養(yǎng)基的實(shí)驗(yàn)方法，而不能真正代表地質(zhì)條件下天然氣的生成速率。C.Clayton等提出一種新方法，基于混合培養(yǎng)基生成即微生物產(chǎn)烴效率來模擬生物氣的生成，同時還需要考慮天然氣在干酪根中的吸附量和在孔隙水中的溶解量以及天然氣的散失量等因素，這樣就可以模擬生物氣的生成剖面、最大的生成速率等參數(shù)。這對于科學(xué)評價中國生物氣的分布和資源量具有重要的借鑒意義。

另外，頁巖氣是一種熱成因或者生物成因的自源性烴類氣體資源，它蘊(yùn)藏于中細(xì)粒、富含有機(jī)質(zhì)的低滲透性巖層中，一般發(fā)生在自由、吸附和溶解狀態(tài)下。頁巖氣的產(chǎn)量受復(fù)雜因素影響，主要體現(xiàn)在氣源特征、成巖作用、有機(jī)-無機(jī)組成、氣體儲層特征、孔隙壓力、誘導(dǎo)封閉類型、流體的濕潤性和飽和度等。大量特征數(shù)據(jù)的有效分析對于提高頁巖氣的采出量至關(guān)重要。通過可視化技術(shù)集成上述多種系統(tǒng)對頁巖氣體系進(jìn)行精確的表征和分類，能夠有效地說明在特定地質(zhì)環(huán)境下提高頁巖氣采收率的主控因素。我國頁巖氣的資源遠(yuǎn)景已經(jīng)被人們逐漸認(rèn)識，并且這一遠(yuǎn)景潛力還將隨著一些因素的研究逐漸升高，比如斷裂、易變的巖相或者緊臨油頁巖的地層等。隨著頁巖氣在世界范圍內(nèi)研究的加強(qiáng)，預(yù)計我國很快也將進(jìn)入頁巖氣時代。

2.5 環(huán)境、煤、生物地球化學(xué)

環(huán)境有機(jī)地球化學(xué)是環(huán)境地學(xué)和有機(jī)地球化學(xué)的一個重要分支研究領(lǐng)域，主要研究地表環(huán)境中有機(jī)物質(zhì)（含有機(jī)污染物）的來源、遷移、轉(zhuǎn)化與歸宿，以及有關(guān)的全球性和區(qū)域局部性環(huán)境問題。我國環(huán)境地球化學(xué)的先導(dǎo)傅家謨院士指出，環(huán)境有機(jī)地球化學(xué)著重研究有機(jī)污染物，尤其是有毒有害難降解有機(jī)化合物在表生作用帶的機(jī)制，它們與無機(jī)礦物、金屬元素和大分子有機(jī)物的相互作用等，同時也要研究探討古氣候、古環(huán)境與全球變化。目前，分子有機(jī)地球化學(xué)的發(fā)展為環(huán)境有機(jī)地球化學(xué)研究提供了重要的追蹤手段——環(huán)境標(biāo)志化合物。將來，環(huán)境有機(jī)地球化學(xué)還要為環(huán)境恢復(fù)和治理提供新的重要補(bǔ)充手段，不僅研究表征有機(jī)污染物的環(huán)境行為和毒性機(jī)理，還需要解釋生態(tài)環(huán)境的地球化學(xué)過程，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的合理演替。

研究發(fā)現(xiàn)，煤層吸附的大量天然氣中存在生物作用的天然氣，并且經(jīng)歷氧化作用的煤層更容易被產(chǎn)甲烷菌所利用。煤的有機(jī)質(zhì)組分中只有少部分可以被微生物改造和降解，因此煤巖組分成為影響產(chǎn)生煤層生物氣的主控因素。未來，微生物產(chǎn)甲烷的動力學(xué)研究將成為煤層氣成因研究的重要方向，并通過這項(xiàng)研究加深對原油生物降解的對比研究和認(rèn)識。中國含煤盆地眾多，煤系地層分布廣泛，因此加強(qiáng)煤中產(chǎn)甲烷菌生烴動力學(xué)方面的研究，能夠大幅提高煤層天然氣的產(chǎn)量。

另外，Glombitza報道了低熟煤可作為深處微生物的養(yǎng)料。為了研究不同成熟度富有機(jī)碳巖石為深部微生物排放低分子量培養(yǎng)基的潛力，用一種堿性酯分裂技術(shù)確定油源母質(zhì)中低分子量有機(jī)酸的數(shù)量。結(jié)果顯示，煤層提供的低分子量有機(jī)酸在成巖作用和早期成巖后期足夠微生物維持生命；在持續(xù)的成熟過程中，早期成巖階段酯醇約束作用迅速退化，作為陸生植物有機(jī)物供給的代表，長鏈脂肪酸數(shù)量（C20—C30）在成巖作用和早期成巖后作用過程中不斷減少。這些認(rèn)識對探索深部生物群如何存活提供了很好的參考，對于中國拓展生物氣勘探范圍和領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的啟示。

2.6 重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性、實(shí)驗(yàn)方法的可信性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可對比性

實(shí)驗(yàn)室和測試分析技術(shù)是有機(jī)地球化學(xué)的“生命線”，新技術(shù)、新方法的開發(fā)和應(yīng)用是推動有機(jī)地球化學(xué)革新的“必由之路”。目前，在國內(nèi)有機(jī)地球化學(xué)界百家爭鳴、蓬勃發(fā)展的同時，還需要清醒地認(rèn)識到，面對復(fù)雜的地質(zhì)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的多解性，很多研究者不免出現(xiàn)把先驗(yàn)認(rèn)識強(qiáng)加在了實(shí)驗(yàn)前處理和測試分析當(dāng)中，造成了實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能對比，解釋和認(rèn)識過程中各執(zhí)一詞、爭論不休。因此，有機(jī)地球化學(xué)未來的發(fā)展當(dāng)中，必須把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性、實(shí)驗(yàn)方法的可信性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可對比性放到十分重要的地位，尤其是在新方法和新技術(shù)的使用方面，更需要加快標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，確保有機(jī)地球化學(xué)將來的發(fā)展得到更多國際同行的認(rèn)可，真正達(dá)到世界先進(jìn)水平。

3 幾點(diǎn)希望

3.1 跟蹤國際研究熱點(diǎn)

隨著全球?qū)δ茉葱枨蟮牟粩嘣黾樱瑢τ谔岣叻浅Ｒ?guī)油氣的開發(fā)水平以及探索和評估石油的接替資源提出了新的要求。面對未來油氣勘探開發(fā)的發(fā)展格局，油氣地球化學(xué)通過研發(fā)高分辨率、高靈敏度的科學(xué)技術(shù)，向分子級化合物定量和單體烴同位素測量的方向不斷發(fā)展，為科學(xué)地精細(xì)評價資源潛力、建立完善的成藏系統(tǒng)模型及準(zhǔn)確預(yù)測油氣產(chǎn)量提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，并圍繞非常規(guī)油氣勘探和開發(fā)難題積極開展了富有挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性的儲層流體性質(zhì)研究，成為國際有機(jī)地球化學(xué)界研究的熱點(diǎn)。

比如像三維盆地模擬這種在國外非常活躍、可以用來預(yù)測石油生成的時向、儲量、運(yùn)移路徑和聚集的三維可視化技術(shù)，在我們這次會上此類報告則嫌太少。盆地模擬與地質(zhì)的結(jié)合，可以使我們的研究上一個檔次。國外有研究報道，天然氣產(chǎn)率和同位素動力學(xué)算法同盆地模擬（三位一體）相結(jié)合，可以確定烴源巖的生氣區(qū)域，以及在勘探區(qū)和遠(yuǎn)景區(qū)域的聚集史。我國很多地區(qū)天然氣的來源是否為多種不同成熟度的烴源巖混合成因氣，或者為生物氣，認(rèn)識一直存有爭議。加強(qiáng)盆地模擬與地質(zhì)研究的結(jié)合，有助于我們從地質(zhì)熱史多樣性的角度認(rèn)識天然氣碳同位素值的特殊性和多變性，并且可以直接由烴源巖和累積氣體聚集史的圖位進(jìn)行定量分析，并揭示氣體組成和同位素值的成因。

在評估重油的勘探遠(yuǎn)景方面，儲層流體地球化學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)初見成效。傳統(tǒng)的盆地正演模型存在預(yù)測誤差，例如生物活性破壞了石油組成和流體特性的梯度（Latar等，2006，2008），給流體性質(zhì)預(yù)測造成干擾。因此，有研究提出了根據(jù)圈閉中原油組分特征與現(xiàn)今流體性質(zhì)梯度直接確定油氣充注年代的新方法。對于盆地模擬方法的開發(fā)，不僅要用來預(yù)測油氣生成的時間和產(chǎn)量，還應(yīng)該重視預(yù)測油氣的很多地球化學(xué)及物理性質(zhì)。尤其對于深水油氣勘探開發(fā)，更需要在鉆前預(yù)測原油的流動性，為優(yōu)化開發(fā)方案提供技術(shù)參考。這些都將成為我們未來研究的重點(diǎn)。

3.2 加大創(chuàng)新力度

地球化學(xué)說到底是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，任何重要成果的取得都要立足于技術(shù)的進(jìn)步。首先，是分析技術(shù)上要有創(chuàng)新。從這次會議上展示的成果來看，凡是技術(shù)含量高、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)充分并得到合理解釋的成果，都獲得了很高的評價。地球化學(xué)是提供油氣生成聚集過程證據(jù)的有效手段，是其他學(xué)科不能比擬的，但我們的研究者在這方面顯得不夠嚴(yán)謹(jǐn)，證據(jù)不夠充分。

其次，是要深入研究和解決中國自己遇到的特殊地球化學(xué)問題，針對中國的地質(zhì)特點(diǎn)，不斷探索油氣生成和成藏的機(jī)理，如原油生物降解機(jī)理以及降解成氣機(jī)理、深層和淺層天然氣形成機(jī)理及預(yù)測、硫酸鹽熱化學(xué)還原反應(yīng)（TSR）機(jī)制、高溫/高壓條件下的油氣生成與保存及不可動用稠油的氣化機(jī)制等。

3.3 促進(jìn)多學(xué)科交叉

在許多西方石油公司，地球化學(xué)家常被稱為石油系統(tǒng)分析家，地球化學(xué)家常和地球物理學(xué)家、盆地模擬專家一起協(xié)作，形成一個完整的工作團(tuán)隊，這樣往往可以使一個盆地的油氣資源得到一個更為接近真實(shí)的評價。由于21世紀(jì)的勘探和開采會變得更加困難，搞地球化學(xué)的首先要懂地質(zhì)，懂點(diǎn)層序地層、沉積相、巖石物理、構(gòu)造運(yùn)動、地應(yīng)力、溫壓系統(tǒng)，要學(xué)點(diǎn)地震和測井，同時還要有扎實(shí)的化學(xué)、生物學(xué)、物理化學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識。在這次會議上，我們非?？上驳乜吹剑延幸恍﹫蟾嬲故玖硕鄬W(xué)科的交叉，比如生物氣的成因研究等。在強(qiáng)化油氣地球化學(xué)研究的同時，還應(yīng)該多吸收其他領(lǐng)域的研究成果，比如環(huán)境、煤、生物、土壤化學(xué)等領(lǐng)域。

3.4 提升地質(zhì)-地球化學(xué)綜合研究能力

國際上有機(jī)地球化學(xué)研究先進(jìn)的國家，都在朝著綜合研究的方向發(fā)展。我們有世界上最龐大的地球化學(xué)研究隊伍，我們有條件也應(yīng)該出一批國際領(lǐng)先的研究成果。在識別不同成因天然氣來源方面，美國能源研究中心研發(fā)的GOR-IsotoPesTM模型是建立在生烴熱模擬數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)生烴動力學(xué)得到的地質(zhì)演化過程中乙烷碳同位素的變化曲線來計算天然氣生成的時間和溫度，識別天然氣成因，并預(yù)測油氣產(chǎn)量、天然氣同位素分餾效應(yīng)以及氣油比范圍等參數(shù)，為油氣開發(fā)提供重要的油氣藏特征參數(shù)。將地球化學(xué)研究與地質(zhì)認(rèn)識有機(jī)地結(jié)合在一起，特別有助于勘探家們正確認(rèn)識油氣充注歷史和保存條件等。在解決天然氣藏復(fù)雜地質(zhì)問題方面，如果能將地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)整合在三維地質(zhì)模型的新程序中，用來預(yù)測和輸出勘探區(qū)內(nèi)的氣油比（GOR）、原油密度（API）以及粘度等流體特征的平面分布圖，定量評價多種成因天然氣的混合比例，就能更加體現(xiàn)出地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)的寶貴價值。

在未來非常規(guī)天然氣的勘探開發(fā)過程中，地質(zhì)與地球化學(xué)的綜合研究也大有可為。地球化學(xué)數(shù)據(jù)在區(qū)分吸附氣和游離氣、天然氣成因類型和成熟度方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，如果緊密結(jié)合地震反演、構(gòu)造演化等研究方法，則能夠更加科學(xué)地開展預(yù)測頁巖氣和泥巖氣儲層孔滲特征以及天然氣產(chǎn)能變化趨勢等多方面的天然氣藏評價和分析研究。

4 結(jié)束語

我國有機(jī)地球化學(xué)研究領(lǐng)域還存在著大量的問題沒有解決。無論是油氣領(lǐng)域還是環(huán)境、生物等領(lǐng)域，無論是東部成熟盆地的勘探還是中西部疊合盆地中下部的勘探，無論是油還是氣，無論是深層還是淺層，都還存在著許多與油氣生成與成藏相關(guān)的問題。而我國有機(jī)地球化學(xué)界之所以還有這樣大的凝聚力，學(xué)術(shù)空氣這樣活躍，出了這么多成果，就是因?yàn)槲覀冞@支隊伍有很強(qiáng)烈的科學(xué)探索、發(fā)展技術(shù)、解決生產(chǎn)難題、振興油氣工業(yè)、發(fā)展有機(jī)地球化學(xué)學(xué)科的責(zé)任感。從大家展示的這許多研究成果的背后可以看出我國有機(jī)地化界的一種精神，那就是團(tuán)結(jié)、和諧、奮發(fā)、向上的精神。這種精神將繼續(xù)激勵我們一代又一代地球化學(xué)工作者勇往直前。

總而言之，這次學(xué)術(shù)會議是21世紀(jì)初對我國有機(jī)地球化學(xué)學(xué)科發(fā)展的一次大檢閱，展示的成果琳瑯滿目、豐富多彩。正像學(xué)術(shù)委員會主任梁狄剛教授所說，這次會議我們“收獲了知識，收獲了成果，收獲了友誼，收獲了團(tuán)結(jié)”；也如組委會主任王招明教授所說，這次會議真正成為了“交流認(rèn)識成果，共同促進(jìn)提高”的平臺。

（編輯 李 軍）

Status，trend and outlook of organic geochem istry research in China—a summary of the Twelfth National Conference on Organic Geochemistry

Zhang Shuichang
（PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development，Beijing 100083，China）

Nearly 30 years of develoPment has exPanded the research scoPe of the organic geochemistry in China from the Petroleum exPloration to key research domains such as coal，biology，environment and climate.Its great contribution to the economic growth and social advancement of the country has showed its strong vitality.In the Twelfth National Conference on Organic Geochemistry，breakthrough has been made in the researches of deeP hydrocarbon fluid ProPerties，tight sand gas and shale gas reservoiring，biochemical characters of Permanent organic Pollutes，etc.The direction for the disciPline is therefore further clarified.At Present and for a Period of time to come，the research of the disciPline would be focused on①technologies for analyzing and Predicting the formation and distribution of organic-rich sediments；②the develoPment ofmodels that integrate geochemistry with geology；③the interaction of nonorganic and organic matters aswell as the secondary alteration and transformation of hydrocarbon-bearing dePosits；④themechanism，Potential，and distribution of natural gas with different origins；and⑤the geochemistry of environment，coal，and biology.The conference ProPoses that①stress should be Put on the rePeatability of exPerimental data，the reliability of exPerimentalmethods and the comParability of exPerimental results；and②that the geochemistry research in China should follow closely the international lead，bemore creative，blaze a trail for a integrated research of organic geochemistry and geology，and Playa key role in exPloration and Production of non-conventional gas.

develoPment direction，outlook，status of research，organic geochemistry，China

P593

A

0253-9985（2010）03-0265-06

2010-05-05。

張水昌（1961—），男，教授級高級工程師、博士生導(dǎo)師，有機(jī)地球化學(xué)。