1. 石油是怎樣形成的
石油的成油機理有生物沉積變油和石化油兩種學說。
前者較廣為接受,認為石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成,屬於生物沉積變油,不可再生。
後者認為石油是由地殼內本身的碳生成,與生物無關,可再生。石油主要被用來作為燃油和汽油,也是許多化學工業產品,如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。
石油的性質因產地而異,密度為0.8-1.0g/cm3,粘度范圍很寬,凝固點差別很大(30℃~-60℃),沸點范圍為常溫到500攝氏度以上,可溶於多種有機溶劑,不溶於水,但可與水形成乳狀液。不過不同油田的石油成分和外貌可以區分很大。石油主要被用作燃油和汽油,燃料油和汽油在2012年組成世界上最重要的二次能源之一。
2. 石油是怎麼形成的原理
石油形成的原理:
石油的生成至少需要200萬年的時間,在現今已發現的油藏中,時間最老的達5億年之久。但一些石油是在侏羅紀生成。
在地球不斷演化的漫長歷史過程中,有一些「特殊」時期,如古生代和中生代,大量的植物和動物死亡後,構成其身體的有機物質不斷分解,與泥沙或碳酸質沉澱物等物質混合組成沉積層。
由於沉積物不斷地堆積加厚,導致溫度和壓力上升,隨著這種過程的不斷進行,沉積層變為沉積岩,進而形成沉積盆地,這就為石油的生成提供了基本的地質環境。
大多數地質學家認為石油像煤和天然氣一樣,是古代有機物通過漫長的壓縮和加熱後逐漸形成的。按照這個理論石油是由史前的海洋動物和藻類屍體變化形成的。(陸上的植物則一般形成煤。)經過漫長的地質年代這些有機物與淤泥混合,被埋在厚厚的沉積岩下。
在地下的高溫和高壓下它們逐漸轉化,首先形成臘狀的油頁岩,後來退化成液態和氣態的碳氫化合物。由於這些碳氫化合物比附近的岩石輕,它們向上滲透到附近的岩層中,直到滲透到上面緊密無法滲透的、本身則多空的岩層中。這樣聚集到一起的石油形成油田。
通過鑽井和泵取人們可以從油田中獲得石油。地質學家將石油形成的溫度范圍稱為「油窗」。溫度太低石油無法形成,溫度太高則會形成天然氣。
(2)石油怎麼生成的擴展閱讀:
石油的物質成份:
油質(這是其主要成分)、膠質(一種粘性的半固體物質)、瀝青質(暗褐色或黑色脆性固體物質)、碳質。石油是由碳氫化合物為主混合而成的,具有特殊氣味的、有色的可燃性油質液體。嚴格地說,石油以氫與碳構成的烴類為主要成分。
構成石油的化學物質用蒸餾能分解。原油作為加工的產品,有煤油、苯、汽油、石蠟、瀝青等。嚴格地說,石油以氫與碳構成的烴類為主要成分。分子量最小的4種烴,全都是煤氣。
石油對環境不僅環境影響這么簡單,如今應該用危害來形容。污染可分為三個方面:
1、油氣污染大氣環境,表現為油氣揮發物與其它有害氣體被太陽紫外線照射後,發生理化反應污染;或燃燒生成化學煙霧,產生致癌物和溫室效應,破壞臭氧層等。
2、污染土壤,這里我們不必多說明,大家都知道石油污染土壤的地方,寸草不生。
3、污染地下水,我們現在生活的水資源被污染,以至於地方性癌症村屢屢皆是,這石油污染地下水的惡果是日日嚴峻。
輸油管線腐蝕滲漏污染土壤和地下水源,不僅造成土壤鹽鹼化、毒化,導致土壤破壞和廢毀,而且其有毒物能通過農作物尤其是地下水進入食物鏈系統,最終直接危害人類。
石油進入土壤後,會破壞土壤結構,分散土粒,使土壤的透水性降低。其富含的反應基能與無機氮、磷結合並限制硝化作用和脫磷酸作用,從而使土壤有效磷、氮的含量減少。特別是其中的多環芳烴,因有致癌、致變、致畸等活性和能通過食物鏈在動植物體內逐級富集,它在土壤中的累積更具危害。
3. 石油是怎麼來的
石油是由史前的海洋動物和藻類屍體變化形成的(陸上的植物則一般形成煤。)經過漫長的地質年代這些有機物與淤泥混合,被埋在厚厚的沉積岩下。在地下的高溫和高壓下它們逐漸轉化,首先形成臘狀的油頁岩,後來退化成液態和氣態的碳氫化合物。
由於這些碳氫化合物比附近的岩石輕,它們向上滲透到附近的岩層中,直到滲透到上面緊密無法滲透的、本身則多空的岩層中。這樣聚集到一起的石油形成油田。
阿拉伯國家有如此豐富的石油資源的原因:阿拉伯在中東,中東地區是海洋生活著許多海洋生物,石油就是這些海洋生物和這些熱帶植物的屍體所組成的。
(3)石油怎麼生成的擴展閱讀:
石油的成油機理有生物沉積變油和石化油兩種學說,前者較廣為接受,認為石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成,屬於生物沉積變油,不可再生;後者認為石油是由地殼內本身的碳生成,與生物無關,可再生。
石油主要被用來作為燃油和汽油,也是許多化學工業產品,如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。
從尋找石油到利用石油,大致要經過四個主要環節,即尋找、開采、輸送和加工,這四個環節一般又分別稱為「石油勘探」、「油田開發」、「油氣集輸」和「石油煉制」。「石油勘探」有許多方法,但地下是否有油,最終要靠鑽井來證實。一個國家在鑽井技術上的進步程度,往往反映了這個國家石油工業的發展狀況。
因此,有的國家競相宣布本國鑽了世界上第一口油井,以表示他們在石油工業發展上邁出了最早的一步。「油田開發」指的是用鑽井的辦法證實了油氣的分布范圍,並且油井可以投入生產而形成一定生產規模。
4. 石油和天然氣怎麼生成的
隨著科學的發展,大量的證據表明,石油和天然氣是由分散在沉積岩中的沉積有機質在成岩作用期間經微生物分解或熱解作用而形成。
一、油氣生成的原始物質
石油和天然氣來源於有機質。早在古生代以前,地球上就出現了生物,隨著地史的發展,生物廣泛地發育起來。地球上的動植物種類繁多,數量很大,化學成分也異常復雜,但就生成油氣的主要原始物質而言,仍然是以沉積岩中分散的有機質為主。那麼有機物質的哪些組分可以生成油氣呢?
(1)類脂化合物。常見的類脂化合物是脂肪,脂肪水解後生成脂肪酸,在還原條件下,脂肪酸發生去羧基和加氫作用,生成類似石油的液態烴類,是生油最主要的物質。類脂化合物主要來自於低等的生物和微生物體,如低等的藻類、細菌、低等水生物。
(2)蛋白質。蛋白質是生物體的基本組成物質之一,其性質不穩定,與酸、鹼共熱或遇酶水解可生成氨基酸的混合物。氨基酸去羧基和氨基可生成不同的低分子碳氫化合物。蛋白質主要來自於低等的生物(細菌、藻類等)。
(3)碳水化合物。碳水化合物即糖類,是高等植物的主要組分,易被水解、氧化及生物化學分解。碳水化合物在鹼性條件下,發生糖化作用生成脂肪酸,再向烴類轉化。碳水化合物較穩定的部分,如幾丁質、纖維素等,可以被降解形成腐殖類物質向煤轉化,同時,纖維素經微生物分解也可生成天然氣。
(4)木質素。木質素來自於高等植物,它是由對甲基烯丙基苯為基本結構單元的高分子化合物,是形成腐殖質的原始物質,故人們認為它可能是石油中芳香烴的母質之一,也是成煤生氣的主要物質。
可見,低等生物(如藻類和低等水生動物)和微生物是生成油氣的主要物質。
二、油氣生成的外界條件
有機質為石油和天然氣的生成提供了物質基礎,但要使有機質保存下來,並向油氣轉化,必須有適當的外界條件。
(一)古地理環境和大地構造條件
根據對現代沉積相和古代沉積岩的調查研究,淺海區、海灣、潟湖以及內陸湖泊的深湖—半深湖、前三角洲地區,是有利的生油氣地理環境。這些地方適宜於生物生活和繁殖,有豐富的有機質,且水體寧靜,含氧量少,具有生成油氣的還原環境;沉積物來源充足,沉積速度快,有機物能迅速被掩埋起來,利於有機質的保存。
從大地構造角度來說,沉積盆地中各類坳陷具有長時期的沉降作用,且沉降的幅度不斷被沉積物所補償,始終保持有利於生物繁殖的水深環境,保證沉積有機物不斷被新的沉積物所覆蓋,保持還原環境,減少有機物被氧化消耗。隨著有機物埋深加大,地層溫度升高,有利於沉積有機質向油氣轉化。我國松遼盆地中、新生代沉積層厚約5500m,華北、四川、准噶爾盆地沉積岩厚達上萬米,這些盆地都找到了豐富的油氣藏。
(二)物理化學條件
有機質向油氣轉化的物理化學條件主要有細菌、溫度、壓力、催化劑。
細菌是地球上分布最廣、繁殖最快的微生物。細菌能引起多種生物化學作用,尤其是厭氧細菌可以把沉積有機質分解成各種單體化合物和瀝青質。在成岩作用初期階段,細菌分解作用是主導作用。
溫度可以加速化學反應進行。沉積有機質在埋藏深度不斷加大,地層溫度不斷上升的情況下,有機質發生熱解形成烴類。高溫下,有機質變質作用增強,裂解成氣態物質(甲烷)和石墨。在油氣形成過程中,溫度起主導作用。隨著沉積有機質埋藏深度加大,壓力升高,在中等溫度(50℃)下,增加壓力到30~70MPa時,類脂化合物室內模擬試驗時產生烴。
壓力可以促進加氫作用,使高分子烴變成低分子烴,使不飽和烴變為飽和烴,對形成石油的質量有影響。
催化劑是指能夠加速有機質向油氣轉化的物質,但它本身在反應前後並不發生變化。室內研究表明,在150~200℃時硅酸鋁能催化脂肪、氨基酸以及其他類脂化合物生成烴類化合物,膨潤土也有催化作用。
三、油氣生成階段
有機質向油氣轉化,依據其作用因素和產物的不同,大致可以劃分為三個階段。
(一)生物化學生氣階段
有機質自沉積埋藏開始至1500m深度范圍,壓力增大,溫度小於60℃,以細菌活動為主。有機質在細菌作用下發生分解,產生大量氣態物質,如CH4、CO2、N2等。同時,階段後期有極少量的碳數較高的液態烴形成。因此,此階段只能形成氣藏,而不能形成像樣的油藏。
(二)熱催化生油階段
隨著有機質埋深加大,地層溫度、壓力不斷升高,細菌作用逐漸減弱,地熱及無機催化作用起著主導作用。此階段深度大約在1500~6000m,溫度在60~210℃之間。其中在60~120℃、深度在1500~3000m范圍內,有機質發生催化降解、加氫作用,大量的液態烴和氣態烴形成,稱之為「生油主帶」。我們把有機質開始熱解成為大量石油烴和氣態烴的溫度(約60℃)稱為「生油門限溫度」。在埋深3000~6000m、溫度120~210℃階段,溫度的作用更為顯著,有機質熱解產生少量的氣態物,先形成的液態烴部分裂解,形成濕氣或凝析氣。
(三)熱裂解生氣階段
當埋深超過6000m、溫度超過210℃時,有機質和已生成的石油發生降解,早期尚有少量的液態烴,但最終它們均裂解成為氣態烴(CH4)和石墨,稱之為「干氣階段」。
四、生油(氣)層
能夠生成工業數量的石油和天然氣的岩石,稱為生油(氣)岩,也稱為生油(氣)母岩。由生油(氣)岩組成的岩層稱為生油(氣)層,它是自然界生成石油和天然氣的場所。
生油(氣)層是由顆粒較細的沉積岩層組成。常有兩類岩石:一是黏土岩,包括泥岩和頁岩;二是碳酸鹽岩,如泥晶灰岩、介殼灰岩、白雲岩、礁灰岩等。生油(氣)層的共同特徵是:顏色較深,多為灰褐、黑色;顆粒較細;含有較多的分散狀有機質(如微體古生物化石)和黃鐵礦。
生油(氣)層常形成於水體較為安靜、有機質豐富的深湖相、半深湖相、前三角洲相、淺海相、潟湖相等相帶。
生油岩的鑒別,目前已由定性的判斷向定量的方法分析轉變。定量確定生油岩是分析岩石中的各種地球化學指標,包括有機質豐度指標、有機質類型指標、有機質成熟度指標和有機質轉化指標四類。
5. 石油是如何生成的
石油
成因學說目前還有很多爭議,但最為大家認可的海相成油學說。生成的地點是
三角洲
等有大量泥沙沉積且
地殼
穩定沉降的地域,成油氣候條件是溫暖潮濕。在這種情況下,
海水
或湖水中的浮游生物包括
藻類
和其它簡單
浮游動物
,它們死亡後沉積到海底部,加上
水底生物
的有機殘骸,被河流等帶來的泥沙覆蓋,如此層層沉積,形成富含
有機質
的
沉積層
。然後沉積層逐漸隨地殼沉降下沉,到一定深度後,隨著地層溫度和壓力的升高,在缺氧的環境下,有機質開始分解,經過一系列復雜的
化學反應
,最終形成石油。其中1500~3500米深度是成油的主要區域。
6. 石油是如何產生的
目前普遍認同的理論是,埋藏在地下的遠古時代未被細菌分解的有機物在一定溫度、壓力條件下,經過幾百萬年的演變,形成了可供開採的石油。微生物將地表以下的有機物轉化為碳氫化合物,剩下的埋藏在深層地底的有機物則在溫度和壓力下經過分解及復雜的化學反應生成石油。通常具有商業價值的油田都位於地表以下500米-700米深處,最深的油井在約6公里深的地底。而10公里以下的更深處則根本不會有石油或天然氣。
肯尼認為,淺層地表形成的低壓條件更容易產生甲烷,而不是較重的碳氫化合物。他在實驗室中將氧化鐵、卵石和水加熱至900攝氏度高溫時得到重碳氫化合物。據此他認為,穩定的石油只有在30000個大氣壓條件下,也就是100公里以下的地底才能形成。
不過,即使肯尼關於石油形成的理論只有部分正確,也可能為石油勘查工作打開一扇新的探索之門。