维度分析意外揭示全球首个万米以下石油发现：理论与实践的完美契合

中国科学院力学研究所团队通过维度分析首次提出超深层生烃深度假说，预测全球约14.6%含油气盆地的生烃下限深度可能超过10,000米。2025年中国石油"深地塔科1井"在10,851-10,910米深度发现优质烃源岩及石油显示，首次验证该理论模型，颠覆传统石油深度极限认知，为超深层能源勘探提供理论支撑。

　　

在人类探索地球深部的征程中，10,000米深度一直被视为能源资源的"禁区"。传统理论认为，在如此极端的温度压力条件下，干酪根（Kerogen）——石油的"母质"——已失去生烃能力。然而，2025年2月中国石油"深地塔科1井"在塔克拉玛干沙漠10,910米深处发现石油的惊人事实，彻底颠覆了这一认知。这一突破性发现背后，是中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室团队基于维度分析理论的前瞻性预测。

干酪根生烃过程涉及复杂分子结构演变：初始阶段分子摩尔质量大、解离能低，随深度增加逐渐转化为结构简单、分子摩尔质量减小但解离能增高的产物。研究团队创新性地提出，实时解离能与分子摩尔质量的比值是决定生烃下限深度的核心内因，而温度、应力和地热流构成关键外因。通过快速匹配的维度分析法，团队首次推导出干酪根生烃下限深度估算方程，并绘制全球首张生烃下限深度分布图。

研究采用多尺度技术方法：1) 基于塔里木盆地5.4亿年岩心样本的干酪根提取与分子重构；2) 超高分子量干酪根大分子建模；3) 生烃反应模拟与关键参数计算；4) 地热流-压力耦合作用的多物理场分析。

【理论模型构建】

通过维度分析建立生烃下限深度方程，揭示深度极限主要取决于生烃末期解离能与分子摩尔质量比值。当该比值>1.8×10³ kJ/mol时，生烃下限可延伸至16,337米。

【全球预测验证】

统计显示全球14.6%含油气盆地的预测生烃下限超过10,000米。塔里木盆地的实际发现（10,851-10,910米）精准落入预测区间，证实模型可靠性。

【工程实践互证】

"深地塔科1井"钻探成果与理论预测形成闭环验证：1) 发现优质古老烃源岩；2) 明确石油显示特征；3) 确认极端条件下干酪根仍保持生烃能力。

这项研究开创性地将力学理论与能源勘探相结合，其重要意义在于：1) 突破传统石油深度极限理论，拓展勘探空间至超深层；2) 建立首个基于物理机制的全球生烃深度预测模型；3) 为"能源独立"战略提供16%的新增资源潜力。研究同时揭示，地热流异常区（>60 mW/m²）与高应力场（>200 MPa）的协同作用是实现超深层生烃的关键外因。

正如Du S.和Zhao Y.-P.在讨论中指出的，这项发现仅是探索地球深部能源的起点。未来需重点研究：1) 10,000米以下干酪根分子演化路径；2) 极端环境烃类运移-聚集机制；3) 全球类似盆地的勘探潜力评估。该成果发表于《The Innovation》的实践表明，基础理论研究与工程技术突破的协同创新，正在重塑人类对地球资源的认知边界。