由中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所擔(dān)負(fù)的“優(yōu)質(zhì)烴源巖中成烴生物評價技術(shù)與應(yīng)用”科研項目，經(jīng)過科技人員的4年攻關(guān)，形成了一系列重要創(chuàng)新成果，取得了整體具有國際領(lǐng)先水平的重大技術(shù)突破，并在2013年度中國石化集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)獎勵評審中榮獲前瞻性基礎(chǔ)性研究科學(xué)一等獎。這是該所自科技資源整合重組以來在中國石化獲得的首個基礎(chǔ)前瞻性研究科學(xué)獎。

    項目主要完成人：騰格爾、謝小敏、張志榮、申寶劍、陶國亮、陶 成。

    成烴生物作為油氣原始物質(zhì)來源，對研究烴源巖形成時間、沉積相、有機(jī)質(zhì)類型和生烴潛力等具有重要意義。目前，在成烴生物的形態(tài)識別方面，主要通過有機(jī)巖石學(xué)方法對其種類及數(shù)量進(jìn)行分析，但是，傳統(tǒng)的研究方法及技術(shù)手段顯現(xiàn)出一定的局限性，有機(jī)質(zhì)原位激光微裂解分析無法滿足對單個成烴生物組分及其更廣分子量和生標(biāo)分析的需要，有機(jī)質(zhì)激光微裂解碳同位素在線分析技術(shù)國內(nèi)外尚未突破，屬國際攻克難點技術(shù)。

科研人員在分析優(yōu)質(zhì)烴源巖中成烴生物的形態(tài)特征

    國內(nèi)外在優(yōu)質(zhì)烴源巖研究方面已取得一些進(jìn)展，但還存在發(fā)育層位時代、沉積環(huán)境、母質(zhì)和控制因素層次不清等眾多問題。以干酪根類型指數(shù)來劃分有機(jī)質(zhì)類型時，難以回答以哪一類成烴生物為主、貢獻(xiàn)多少等與生烴潛力密切相關(guān)的問題，也不能充分提取環(huán)境信息，如何識別烴源巖中成烴母質(zhì)尤其微體、超微體和高熱演化有機(jī)質(zhì)仍屬世界級難題。

    為此，自2009年以來，該所依托國家自然科學(xué)基金項目“地質(zhì)環(huán)境及生物演化與優(yōu)質(zhì)烴源巖形成”、中國石化股份有限公司基礎(chǔ)性前瞻性科技開發(fā)項目“顯微－超顯微成烴生物識別與微區(qū)分析技術(shù)研究”、石勘院院控項目“超顯微有機(jī)巖石學(xué)分析技術(shù)與應(yīng)用”等重大科研攻關(guān)項目，組織了多個學(xué)科的科研人員，瞄準(zhǔn)有機(jī)巖石學(xué)和地球化學(xué)技術(shù)發(fā)展前沿，針對烴源巖中超微體、無定形體、高熱演化成烴生物識別及沉積有機(jī)質(zhì)原位成分信息提取等技術(shù)難題，采用綜合地質(zhì)學(xué)、有機(jī)巖石學(xué)、地球化學(xué)、古生物學(xué)、激光光譜學(xué)以及實驗新技術(shù)、新方法與地質(zhì)應(yīng)用新思路、新途徑相結(jié)合的研究方法，以成烴生物及實驗技術(shù)為核心，以成烴生物形態(tài)識別為切入點，以揭示海陸相烴源巖質(zhì)量的控制因素和形成機(jī)理為突破口，緊緊圍繞完善成烴生物分析技術(shù)、深化烴源巖中可溶有機(jī)質(zhì)、微化石與現(xiàn)代微生物的對比，以及具特殊生源、環(huán)境意義的生標(biāo)、生烴母質(zhì)及演化規(guī)律等展開了基礎(chǔ)前瞻性攻關(guān)研究。

    通過數(shù)年的科研攻關(guān)，該項目取得了一系列創(chuàng)新成果和關(guān)鍵技術(shù)：一是創(chuàng)建了超顯微組分形態(tài)與元素分析技術(shù)，攻克了超微、高演化成烴生物識別和無定形體精細(xì)分類等技術(shù)難題，使有機(jī)巖石學(xué)由微米級提升至納米級水平；二是有機(jī)質(zhì)原位激光微裂解在線色譜質(zhì)譜分析技術(shù)取得突破性進(jìn)展，首次實現(xiàn)有機(jī)質(zhì)原位激光微裂解碳同位素分析，為表征有機(jī)質(zhì)生烴潛力提供了新參數(shù)；三是初次查明南方高演化烴源成烴生物組合，填補(bǔ)了原始低等生物生烴演化模式空白，對成烴理論中有機(jī)質(zhì)類型和資源潛力評價提出新挑戰(zhàn)；四是率先揭示了優(yōu)質(zhì)烴源巖形成與重大生物事件的耦合關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了準(zhǔn)噶爾盆地二疊系頁巖油中存在細(xì)菌類貢獻(xiàn)，為頁巖有機(jī)質(zhì)富集機(jī)理及富集層段預(yù)測提供了新思路；五是首次研發(fā)出成烴生物原位激光微裂解同位素在線分析系統(tǒng)和成分離線分析系統(tǒng)，實現(xiàn)了單體烴碳同位素在線分析。他們還圍繞該項目申請國家發(fā)明專利5項，發(fā)表論文27篇，其中SCI收錄6篇，被國內(nèi)外引頻次137次。

    另外，在與當(dāng)前國內(nèi)外同類技術(shù)相比，該項目研究成果具有先進(jìn)性。一是建立的成烴生物微區(qū)識別技術(shù)，實現(xiàn)了對超顯微成烴生物的識別，尤其是細(xì)菌類與真菌類的鑒定，并將鑒定結(jié)果應(yīng)用到烴源巖評價中，這項研究是目前國際上所沒有的；二是多種方法綜合對有機(jī)質(zhì)的精細(xì)研究，解決了目前烴源巖研究中存在的有關(guān)難題，這在此前的研究中所沒有的；三是與世界其他實驗室相同技術(shù)對比，該項目研發(fā)的有機(jī)質(zhì)激光微裂解分析技術(shù)具有靈敏度更高、激光作用光斑更小、化合物分析范圍更廣、獲得的生物標(biāo)志物特征更全的優(yōu)點，尤其重要的是還能進(jìn)行在線同位素分析；四是將細(xì)菌的有機(jī)巖石學(xué)特征與生標(biāo)化合物及同位素特征相結(jié)合，揭示了準(zhǔn)噶爾盆地蘆草溝組烴源巖中存在甲烷氧化菌，與國際上油氣地球化學(xué)實驗室研究成果相比，該項成果可為烴源巖沉積環(huán)境及生烴潛力研究提供更多更重要的基礎(chǔ)資料；五是成烴生物的識別技術(shù)在中新生代盆地和頁巖油、頁巖氣等非常規(guī)油氣勘探開發(fā)方面具有重要的推廣應(yīng)用前景。

    專家們稱，這些新技術(shù)的研發(fā)和綜合應(yīng)用，代表了中國石化在烴源巖資源潛力評價技術(shù)方面所取得的重大突破，研究成果對推動有機(jī)巖石學(xué)、地球化學(xué)學(xué)科交叉發(fā)展，帶動成烴基礎(chǔ)理論、頁巖油氣新興領(lǐng)域發(fā)展具有重要科學(xué)價值和引領(lǐng)作用，創(chuàng)立的實驗技術(shù)系列已列入中國石化地球化學(xué)特色技術(shù)，為常規(guī)、非常規(guī)油氣勘探研究形成了新的技術(shù)儲備。

    目前，該項目建立的一系列成烴生物評價新技術(shù)方法所提供的分析結(jié)果，已為相關(guān)的國家“973”、重大專項和中國石化科技項目以及中國南方、東北、西北地區(qū)油氣勘探研究成果采納，并應(yīng)用于我國既有巨大資源潛力又富有挑戰(zhàn)性的海相碳酸鹽巖層系高過成熟烴源巖的基礎(chǔ)前瞻性研究，包括烴源巖形成機(jī)理、資源潛力和頁巖油氣評價等。同時，選區(qū)樺甸、準(zhǔn)噶爾盆地古近紀(jì)、二疊系油頁巖開展了成烴生物、生烴模擬及古環(huán)境研究，取得了較好應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益。已建立的一系列沉積有機(jī)質(zhì)精細(xì)識別的實驗技術(shù)方法，為常規(guī)、非常規(guī)油氣的基礎(chǔ)前瞻性研究提供了堅實的實驗測試基礎(chǔ)，已在中國石化勝利油田、西北分公司、南方分公司和東北分公司等單位進(jìn)行了宣傳推廣，深受油田生產(chǎn)單位好評。