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為什麼火星能點燃石油

發布時間: 2025-01-02 03:33:12

❶ 火星上發現甲烷,來源已大概清楚,石油無機成因說獲關鍵證據

2019年6月24日,美國好奇號火星車的團隊公布了觀察到的甲烷漂浮在火星大氣中的甲烷羽流。

這是好奇號火星車集中檢測到的最大量的甲烷,按照體積計算為,這些甲烷在火星空氣中的含量為10億分之21。

發現這些甲烷的,是火星車上的可調激光光譜儀。

中美兩國的火星車已經在火星上漫遊,現場拍攝的照片,證明這個星球一片荒涼,並沒有任何傳說中的生物痕跡。

但是,科學家們曾經滿滿的期待著火星上有生命。

可以被檢測到、現在唯一能夠和生命聯系在一起的物質,就是火星在緩慢的釋放甲烷。

因為在地球上,甲烷一般由生物產生。甲烷細菌可以在新陳代謝的過程中產生甲烷;一部分哺乳動物,比如說牛在胃裡面也會產生甲烷。

一般認為甲烷不會自動產生,是因為甲烷是一種還原性的物質,在岩石星球上天然存在的物質大部分都是氧化物。

植物通過光合作用,才能夠把二氧化碳、水轉化為碳水化合物,才具備了還原性。

即使甲烷細菌生產甲烷也需要用到氫原子和二氧化碳反應。

宇宙大爆炸之初,只有氫和氦這兩種元素,其中氫的含量是最多的。比氦重的所有元素都是在恆星核聚變的時候形成的。而這種核聚變的過程和難度不一樣,所以形成的各種各樣的元素,它們在宇宙中的含量不一樣。

宇宙中含量最多的三種元素依次是氫、氦和氧。

所以,所以,如果沒有特殊的理由,一顆岩石行星上面幾乎所有的物質都被氧化了。

在通常情況下,天然存在的碳氫化合物只會存在於巨型的氣態行星,比如說木星和土星,或者是一些溫度極低的小體積行星、衛星上。

所以我們都會通常的認為,在地球上所有能夠燃燒的,具有還原性質的物質,煤炭和石油,它們最初的來源都是植物的光合作用。

樹的屍體被埋在地下,慢慢的變成了煤炭;而微生物的屍體埋在地下,慢慢的變成了石油。

所以石油和煤炭又被稱為化石能源。

石油的生物學成因有很多證據,其中之一是石油的生物學標記,同時石油和天然氣(主要成分是甲烷)又是伴生資源,而甲烷又是生物製造的,所以這一連串的證據基本上都支持石油來自生物。

但是這里有一個疑問,生物學標記並不是石油所獨有的,而且也沒有辦法保證這些生物學標記是在石油形成以後才進入石油內部的。

這就好像在問,為什麼隕石永遠會掉進隕石坑裡一樣,只有確定先後順序,才能明白這個過程到底是怎麼樣產生的。

當然,也有科學家的觀點認為石油來自於地幔,這種觀點一般被稱為石油的非生物成因學說,或者稱為石油的無機成因學說。

支持這種觀點的證據有:有一些油井開採光了以後慢慢又會重新產生石油;克拉瑪依有火山岩的油氣資源,但是按照石油的生物成因說,石油必須在沉積岩和液岩中形成。

如果我們堅持石油是生物產生的,還有一種可能:在油井采完以後,周邊的含油層里還有石油,在高壓下這些石油外慢慢的會向油井滲透,所以采乾的油井又會產生石油;油氣在高壓下也可能沿著裂隙滲透進花崗岩的內部。

現在石油的有機成因說之所以是主流,很重要的原因,是它可以完整的描述石油從有機物變成油的過程。

石油的無機成因學說關鍵的理論,就是地核必須製造具有還原性質的物質,這個物質就是氫。

氫原子核就是質子,地核內部的質子來源有兩個,第1個就是放射性衰變會產生中子,而中子在15分鍾之後就會自動的進行貝塔衰變,變成質子和一個電子;第2個是地核中的水和鐵反應形成氫。

根據現有的對於地球核心的測量,認為地球核心的密度偏低。

我們現在地球核心的密度是10.7,一般認為這是鎳和鐵經過高度壓縮以後才產生的。但是地球核心的壓力高達400萬個大氣壓,如果在這個大氣壓強下,鐵的密度會從7.9被壓縮到13左右。

這說明地球核心可能並不是純鐵,那麼它是什麼呢?有可能是純鐵、三氧化二鐵、四氧化三鐵的混合物。

我們知道地球是在原始太陽系的吸積盤中誕生的。

在地球誕生之前,物質基本上處於無重力狀態,各種物質是沒有辦法分辨輕重的。最初聚集成地球核心的物質含有各種元素,包括氫元素以及氫元素的各種化合物,比如說水。

在地球形成以後,重元素鐵和鎳等等沉到了地心,和地球最元初形成的一些物質混合在一起,在高壓、高熱的作用下,純鐵會把水中的氫原子置換出來形成氫氣和三氧化二鐵或者四氧化三鐵。

這就是為什麼地球的核心偏輕的原因。

這些氫氣從地核中緩慢的通過地幔釋放到地殼和地幔的交界面~莫霍面,和二氧化碳、水反應,就會形成烴類物質,這些物質在地殼的縫隙中聚集,經過高壓的作用,就會形成石油。

石油之所以在頁岩中含量比較多,因為頁岩的密度低,孔隙率大。

而且,反應用不光的氫,還會從地殼中滲透到地表。實際上在地殼的內部有大量的氫,但是通常認為在自然界中是不會有氫單質存在的。

2018年,在美國卡羅萊納海灣中就發現了大量的純氫滲透出來,每天高達2700立方米。

從科學的角度上來說,石油的無機成因還缺乏一個關鍵的證據,就是證明在無機情況下可以產生碳氫類的有機物。

現在火星上找到了甲烷,就填補了石油無機成因說的一個重要的缺口,因為甲烷和石油是伴生資源。

我們知道火星雖然比地球要小,但是它的結構和地球是類似的,它也有星核,也有地幔、地殼。

在遠古的時候,火星上還有火山爆發,證明火星的星核是灼熱的,地殼下面是灼熱的岩漿。

火星上還有岩石行星上最高的一座山,奧林匹斯山,高達21千米,它曾經是一座火山。

火星上也具有地球上形成氫的類似過程。

現在NASA的科學家們基本傾向於火星上的甲烷是氫元素和二氧化碳在某種反應情況下形成的。這個反應基本上就是地球上石油無機成因學說中的一個步驟。

按照石油的無機成因,火星上不僅會有甲烷,也會有石油。

現在雖然在火星上只找到了甲烷,但是已經證明了石油的無機成因學說是99.9%的正確。

接下來如果在火星上找到了石油,那麼就可以給石油的無機成因學說蓋棺定論了。

但我們也不能否定生物的屍體可以產生石油,所以地球上的石油實際上是兩個來源,一個是有機來源,一個是無機來源。

如果在火星上找到石油的話,可以評估一下石油的無機來源到底能夠產生出多少的石油。這樣我們就可以准確的評估地球上的石油到底是以哪個過程為主。

❷ 開採石油時,為何要在油井上方「點火」「伴生氣」了解一下

自從石油的 不可再生性 利用價值 得到肯定之後,世界范圍內關於石油的爭端就變得越來越多,像海灣戰爭、中東戰爭都是典型代表。

石油似乎真的有一種魔力,使得世界各國都為之瘋狂。一切真的如基辛格所言,在現今世界格局下, 石油與權力、貨幣之間有著密切的聯系

可以說,石油離我們普通人的生活很近又很遠,為什麼這么說呢?一方面,石油及其衍生加工產品存在於我們的日常生活中;另一方面, 開採石油的油田大多地處荒漠,生活在城市中的我們鮮少有機會可以看到

不過大部分人還是在電視上看到過石油開采過程的,其中卻有個迷惑行為使人不解,那就是 開採石油時,人們往往要在油井的上方點火

石油是 當今世界各國競爭的主要資源之一 ,可以說它作為一種 戰略儲備 關繫到了 國家的生存發展的「命脈」 。雖然它在政治、經濟當中充當著「神」一樣的角色,但實質上它只是一種 固態、液態和氣態的烴類混合物 而已。

我們理解中的石油,大多是加油站里油箱里的粘稠液體,這種理解過於片面,因為石油可以分為很多種形式,比如 原油、天然氣液、天然氣和天然焦油 等等,它們都屬於石油。這種黑色的液體黃金也被叫做 「工業的血液」 ,其主要構成成分是環烷烴、芳香烴和烷烴等等。

石油的顏色其實有很多種 ,比如金黃、墨綠、深褐色、黒褐魟等等,大家經常看到的只是其中一類。根據相關史料記載,石油其實很早就被人類發現並且使用了,最早可以追溯到 古巴比倫和古埃及時期 。那時的人類就已經能夠開采和利用石油了,十分神奇。

值得一提的是,統計石油的單位有很多種,比如加侖、升、噸等等,最常用的還是 一桶等於42加侖 ,也就是等於158.99升,而 一噸則約等於7桶

石油的密度大約為 0.8到1.0g/cm³ ,其 凝固點的差異 很大,在 30 到-60 之間不等 ,沸點的范圍則在常溫到500 以上的范圍內。大家在生活當中見到的多為加工過的石油,而 油井開採的是原油 。原油就是石油埋藏在地底時本來的樣子,保持著原有的化學和物理形態,屬於 初級產品

因石油埋藏在地下的緣故,人類想要開采它就和開采地下水的方式類似,簡單來說就是 「鑽井」 。當勘探考察完某地的石油儲備之後,再經過綜合考量和部署後就會展開鑽井工作,可以說 鑽井是開採石油當中最為重要的手段 。鑽井的次數根據地層情況的不同有所變化, 鑽井工程的耗資常常佔到總投入的50%以上

通過以上我們對石油及其開采有了大致的認識,那麼為什麼在開採石油時,一定要在油井上方點火?那些燃燒的火炬到底有什麼作用呢?

誠然,作為沒有石油及勘探專業知識的普通人,我們看不懂油井上方的點火操作也是正常的。為此,不少專家和油田工人專門出面進行了解答,表示 大家不用擔心這種行為會造成爆炸或者有什麼危險性,一切操作都是有科學依據、安全可靠的

還記得我們在上文中提到了石油的定義嗎?它並非是單純的「液體」,而是一種 氣態、液態和固態共同構成的混合物 ,油井從地底開采出的原油更是保持了其原有的性質。

因此,在油井上方點火並不是為了燃燒石油液態或者固態的部分,而是要 燃燒伴隨著它一起出現的氣體 。專家稱,這種氣體在專業上被稱為 「伴生氣」 ,這種伴生氣往往會隨著石油一起 從井口當中逸出

所以,大家現在應該明白了,油田當中一直燃燒著的火炬實際上是在燃燒這些伴生氣體,而在油井上方點火的操作也並不是什麼迷惑行為。這種燃燒伴生氣體的方法, 不僅確保了石油開採的安全,還提高了經濟效益

這些伴生氣當中的成分十分多樣,比如有甲烷、乙烷,此外 可能還含有液態烴、二氧化碳、硫化氫等各種雜質 。假如這些氣體直接排入到空氣當中,才是真正的隱患,因為它們在上空 一旦遇見一點兒小火星就能立即燃燒發生爆炸 ,從而 威脅到採油工人的生命安全 。所以,點火的操作恰恰是「防患於未然」,防止它們直接進入大氣。

此外,這種行為也從側面為開采省下了不少錢。可能會有人想, 為什麼不將這些氣體收集起來呢? 畢竟裡面還有天然氣呢,如果將其收集開發不是能獲得更大的經濟效益嗎?

這種想法沒錯,但是 只適用於含硫量較大的油田 ,對於其他類型的油田以及規模較小的油田都不適用,因為 開發的效益遠遠低於直接燃燒獲得的效益

畢竟如何收集氣體並且開發利用需要經過比較復雜的程序,並不是我們想像當中的那麼簡單。國家在綜合考量之下,會 選擇在適宜收集開發伴生氣的油田進行實驗 ,這類創新火炬項目目前在不少油田當中都有出現。


油田伴生氣不僅具有燃燒性,還具有 腐蝕性、毒性 。伴生氣的性質 根據地理位置的不同,也會表現出不同的特點


在大型油田當中的伴生氣大多是 通過管網直接進入 ,這類伴生氣的氣體含量很大,還與附近的管網相連,經過處理之後比較 容易輸送至別的地方 。還有一種伴生氣則是從邊遠處零散的油井當中逸出的,這種伴生氣 不僅分量少而且分布過於分散,附近也無連通管道,並不利於處理收集

總的來說, 伴生氣能否開發利用是由它的性質所決定的 。一般來說 邊遠井區的零散伴生氣不屬於收集開采范疇 ,因為這類氣體不僅分量少還不穩定,並不具備經濟效益。與之相對的另一種伴生氣則可以收集開發,目前這類油田當中的伴生氣開發正在進行當中。

隨著油田數量的增加以及大型油田的出現和開發, 創新改建「火炬」燃燒 ,綜合利用油田伴生氣成為了專家們關注和研究的問題。經過不斷地深入,他們 將伴生氣的類型再次細分,針對每一種都提出了專用的回收方法

比如說針對「井口套管氣」這種類型,可以 在套管上面直接安裝氣體壓力單向泄放裝置 ,這類定壓閥在西峰油田被廣泛使用,取得了不錯的效果。對接轉站、增壓點等密閉型站點的伴生氣則通過 不增壓分輸技術、油氣混輸技術 等方式進行收集利用。

至於產氣量巨大的大型聯合站,大多會使用 使用油罐抽氣技術和原油穩定技術 ,像油罐抽氣技術適用於大多數站場的油罐揮發氣回收,不僅能夠有效收集,還能夠 減少油罐內壁腐蝕性

當通過以上各種技術將油田的伴生氣收集以後,就要根據它們的性質來確定利用它們的途徑了。目前來說,主要將這些伴生氣用作於 燃料、發電 等領域。伴生氣可以作為 燃料氣 用於油田站點或者基地附近的 生活供氣 ,其使用方式根據油田的伴生氣含量大小而變化。

至於利用伴生氣發電則是更常見的一類綜合利用方式,不少油田為此裝置了多台 燃氣發電機組 ,通過發電機的動能轉化成電能。如果油田的規模很大,還能 在附近建立發電站,利用伴生氣進行發電,再將產生的電用於石油基地 ,做到真正的自給自足。


從相關的報道來看, 將油井伴生氣從燃燒轉化為電能的綜合利用方式 已經在我國不少油田當中被 推廣使用

比如長慶油田,這里採油一廠的負責人在采訪中就介紹到,過去燃燒廢氣的火炬現在已經很少出現了,因為他們已經將廢氣 「變廢為寶」 。這種變廢為寶的方式就是 發電 ,自2007年時,這里就已經設置了 32個燃氣發電井組 ,共擁有 燃氣發電站11座 ,這樣的綜合利用使得採油一廠的 經濟效益增加了3200萬元


盤古梁油田同樣也對油田伴生氣進行了綜合利用, 熄滅了這些燒錢的火炬之後,從前的廢氣變成了現在不可或缺的「寶貝」


不論是燃燒還是收集,都是專業人員根據當地的實際情況進行考察商議之後作出的決定。我國現在正積極推廣火炬的改建和油田伴生氣的利用,因為根據不少油田的試點情況來看, 油田伴生氣的開發利用前景還是比較廣闊的 ,如果能夠有效開發,能將其從廢氣變為清潔能源。


並且,從環保方面來說,收集肯定比直接燃燒的方式更高, 燃燒之後的部分氣體還是有害的,長此以往這些氣體進入大氣會造成霧霾等空氣污染現象 。所以將油田伴生氣從直接燃燒轉變為收集利用,是未來石油開發當中的關鍵事情。

大家都期待著一個個火炬能夠逐漸熄滅,我國的石油開采必然能在科學的決策之下得到 創新和進步

❸ 火星上有石油嗎兩種石油生成方式皆可在火星上造油,卻難以利用

石油被稱為「工業的血液」,是當今世界最離不開的能源和物質原材料來源之一,體現為氣態、液態和固態的烴類混合物。石油存在於地球的地層中,那麼在火星的地層中,會不會也有石油存在呢?

要討論這個問題,必須先明白石油是怎麼形成的?一般認為石油是由於古代海洋或湖泊中的動物和微生物的遺體在地層中經過漫長時間的演化形成的,這是一種廣為人知的說法,這種說法認為石油是生物遺體沉積變油,是不可再生的,根據這種說法來判斷,火星上會不會有石油存在呢?

我們都知道火星是一個表面沒有任何生命存在的星球,起碼至今還沒有在火星的表面發現任何生物,那麼既然火星人沒有生物,應該說火星上也不會有石油了,但是石油的形成需要經歷數百萬甚至幾億年的時間,那麼火星在遠古的時候是不是有生命存在呢?如果那時候有類似地球這樣的大量生物存在的話,火星的地層中也有可能是有石油存在的。

通過對太陽系演變的推算以及火星表面地形地貌狀況的判斷,天文學家普遍認為遠古時期的火星表面上是有河流、湖泊和海洋存在的,液態水的存在也說明火星上有適宜的溫度,既然有液態水和適宜的溫度,那麼火星上就很可能有生物存在,在地球上原始的藻類曾經在大氣層大量釋放氧氣,火星可能也經歷過類似的階段,因此遠古的火星或者也不缺氧氣,那麼它的環境就會支持動物的存在,這些生物的遺體在火星地層中經過漫長時間的演化也就形成石油了,所以如果火星上遠古時期也曾經有生命存在,那麼火星上應該也是有石油的。

但是石油的形成還有石化油的說法,也就是無機形成,是指碳氫元素在高溫高壓條件下形成有機物,類似於甲烷這種簡單有機物的形成,這種石油形成的說法目前還沒有形成定論,但是也為很多科學家所接受,如果石油以這種狀態也可以形成的話,那麼火星上應該是和我們的地球一樣存在不少石油的,而且不只是火星,應該是很多類地行星上都存在石油。

從如上兩種情況來看,火星上是完全有可能存在石油的,只是如果石油只能以第1種情況形成的話,那麼火星上的石油存在的可能性將會小很多,因為遠古的火星存在生命還只是一種假象,而且迄今為止,人類也並沒有在火星的表面上看到有石油或者天然氣溢出的現象,只是覺察到了少量的甲烷溢出的現象。

不過現在判斷火星上有沒有石油還為 時尚 早,因為即便是有時有,我們也是用不了的,只有等到我們人類能夠往火星上移民的時候,才能想辦法利用它,而且即便火星上有石油,我們也無法在它的表面利用它,因為火星的大氣層基本上都是二氧化碳,氧氣含量極其微小,石油中提煉出來的燃料不可能在火星的表面像在地球上這樣燃燒使用,只有在人類建設的封閉式基地中,裡面的空氣含量類似於地球大氣層,石油燃料才可以燃燒,但是那樣對封閉式基地中的氧氣消耗量又非常大,所以如果不將火星大氣改造成地球這個樣子,那麼火星上就是有石油也是沒有多大用處的。