解读万米岩芯里的地球演化密码
石榴云/新疆日报记者 于江艳
万米之下，岩石流体性质是否改变？如此高温高压环境，是否还具备油气成藏条件？我国将首次在塔里木盆地万米深地之下钻取岩芯、岩屑，来验证各类科学猜想，并为地球科学探索提供第一手基础资料。
承担取岩芯任务的是深地塔科1井，该井设计井深11100米，是我国首口设计超万米的科学探索井，部署在中国石油塔里木油田，位于新疆沙雅县境内，地处塔克拉玛干沙漠腹地。
2月15日，石油人正在登记木方格晾晒的岩屑。陈士兵 摄
岩矿实验室首次搬到井场
为保障深地塔科1井安全平稳钻进，顺利完成地质任务，并取得科学发现，塔里木油田首次将岩矿实验室搬到了井场。
目前，实验室正在检测钻井过程中带出来的岩屑。“深地塔科1井按照每米捞取1次的原则录取岩屑样品，钻至9800米以后，由于地下岩石性质越来越复杂，对钻井影响越来越大，加密到每半米取样一次，并且取样份量是以前的3至5倍。”塔里木油田勘探开发研究院基础研究部课题经理杨果说。
实验室门口，摆着一排排标有样本序号的木方格，晾晒着不同地层深度的岩屑。
工人田耕成提着取样盆，忙碌地往返于振动筛与晾晒场之间，和同事一起24小时连续取样。那些从振动筛滚落下来的岩屑混合着钻井液，田耕成要先将采集下来的岩屑进行淘洗，然后再倒进木方格晾晒。待晾晒或烘烤干后，现场科研实验人员从中筛取出一小碟，再从中精选出米粒大小、能代表地层真实信息的岩屑，并将其磨成0.03毫米厚的岩石薄片，在显微镜下观察岩石的微观结构，并判断岩石类型，为钻井参数调整以及下一步钻头优选提供参考。
目前，塔里木盆地垂直深度超9000米的井极少，因此9000米以深的样品也非常稀少。为此，深地塔科1井升级管理保留9000米以深岩屑，样品总重从2公斤提升到10公斤。
通过连续取样，自7320米以后地层信息得到完整记录，为今后绘制出我国首份万米超深层地质剖面图提供了基础。
2月17日，井场上木方格里晾晒着岩屑。石榴云/新疆日报记者 于江艳 摄
首取万米深地岩芯
由于影响岩屑代表性的因素有很多，为给科学研究提供更准确信息，塔里木油田决定在保持岩屑取样的基础上，还将在万米超深层钻取岩芯。
“之前，塔里木油田曾在8650米取过岩芯，而在万米超深层取岩芯在中国乃至世界都尚属首次，将面临极大技术挑战，困难重重。”塔里木油田监督中心地质总监邓毅说，我国自主研发的抗240℃高温的取芯工具将投入到深地塔科1井使用。
届时，换上专用取芯钻头带上取芯筒，取芯钻头将在万米超深层切割出岩芯，取芯筒再从井底将岩芯抓取出来。“岩芯的珍贵程度，如同月壤。”邓毅表示。
对于塔里木油田来说，首先是根据岩芯“回答”两个油气领域科学问题。
一是万米之下的高温高压环境，油气储集空间是如何保存下来的？传统石油地质学理论认为，8000米以深是石油的“死亡线”，因为岩石被上覆地层压得非常紧实，油气储集空间非常有限。但事实上，如今塔里木盆地八九千米以深的井也采出了油气，其中，轮探1井在8200米已采出了石油。“在如此高温高压环境下，油气仍然能保存，它的储存机理是什么样的？理清储存机理，未来可进一步拓展找油气的深度空间。”杨果解释。
二是万米之下油气是如何生成的？生烃动力学是怎样的？到了万米之下的超深层，烃源岩能不能生烃？能生多少烃？“烃是石油、天然气等化石能源的主要组成部分。通过烃源岩岩芯可以模拟生烃下限，预测在更深的地层是否还有油气存在。”杨果解释。
3月3日，塔里木油田勘探开发研究院基础研究部课题经理杨果正在观察岩屑磨出来的薄片。陈士兵 摄
“回答”悬而未决的科学问题
塔里木油田勘探开发研究院副院长杨宪彰介绍，10亿吨级的富满油田是塔里木盆地超深钻井最集中区域，但至今没有一口井钻到油气源头，深地塔科1井取岩芯相当于是去寻找“油气龙头”，可以摸清富满油田烃源岩规模、底界。
在塔里木盆地，“油气龙头”可能埋藏在地下1万米，甚至更深，一旦深地塔科1井获得重大突破，将打开万米之下油气宝藏，在特深地层形成新的增储上产接替领域。
“当井钻到1.5万米、2万米或更深，若还能发现油气，有可能回答‘无机成烃’这个悬而未决的重大科学问题。”中国工程院院士李宁说。
众所周知，油气是如何形成的至今尚存在多种学术观点。国际主流观点认为有机成烃，即动植物等有机质埋藏后经过一系列复杂的物理化学反应形成烃源岩，再从烃源岩运移出来；但还有一种观点是无机成烃，认为石油是自然界的无机碳和氢经过化学作用形成的。
“如果无机成烃理论成立，那么油气将是取之不尽用之不竭的资源。”李宁表示。
