Ⅰ 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。
(1)開採油氣資源的自然因素有哪些擴展閱讀：
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。
Ⅱ 石油和天然氣的有機來源
目前，世界學術界大都接受了石油天然氣的有機來源理論模式。從地質學的角度也證實了這一觀點：大部分的石油天然氣礦床都分布在富含有機物質的沉積層。根據巴基洛夫（Бакиров，1993）的觀點，還存在一系列的難題，這些難題使這一理論仍然備受爭議。這些難題主要與石油天然氣的特點有關。首先，石油和天然氣是流體，能夠在油氣形成、礦床形成和破壞的不同階段運移。「礦床」這個概念對於石油和天然氣的積聚來說是相對的，因為石油天然氣的積聚是運移的結果，而石油天然氣的「產地」只能根據間接特徵來判斷。其次，不管是石油，還是形成石油的其他原始有機物質，都是各種化合物構成的復雜的混合物，其中很多都是現代實驗技術條件下無法分析判斷的。第三，在大氣圈的環境中，石油成分可能在多種因素的影響下發生了實質性的變化。第四，由於石油天然氣的儲存和加工條件的特殊性，不可能對其礦床進行直接的觀察和研究。石油天然氣一般是在地球深部形成，一旦被開採到地表，其存在的礦床就不復存在了。
20世紀上半葉，隨著新探明油田數量的增加以及石油開采量的提高，石油的研究領域大為拓寬，包括石油天然氣的成因、運移及積聚等問題。
對石油天然氣有機來源理論進行研究的著名學者有韋爾納茨基（Вернадский）、阿爾漢格爾斯基（Архангельский）、澤林斯基（Зелинский）、古布金（Губкин）、瓦索耶維奇（Вассоевич）等。
韋爾納茨基研究的是石油的生物化學基礎。他認為，地下的動植物機體在分解過程中，一部分有機化合物散逸到大氣圈和水圈，最穩定的有機化合物組成的部分進入沉積岩，在周圍的生物化學條件下成為形成可燃性礦物的原始材料。阿爾漢格爾斯基將「生油」（能夠形成石油）岩系的概念引入石油地質學。澤林斯基（Зелинский，1968）按照石油烴的有機合成進行了一系列實驗，得到的產物從外部特徵和物理、化學特性上都很像石油，但是與石油不同的是烴類組分不同。他寫到，化學家用這種方法將有機材料變成了石油燃料，而且可以斷定，因分解時天然材料的結構及組分不同而形成不同的石油烴混合物，混合物中具有石油烴族的典型組分，但是比例關系不同。
對於石油天然氣地質學的發展具有特殊意義的是古布金院士的著作。他在《論石油》一書（Губкин，1932）中提出了有關石油生成條件和形成規律的主要觀點。正是古布金的理論使石油形成假說成為完善的有理有據的理論。他提出了石油的動植物混合來源理論，揭示了從寒武紀至今在地殼的整個演化期間，在沉積盆地中一直持續著石油生成的過程。
古布金的研究形成了有關石油來源的「石油母岩岩系理論」和「腐泥岩理論」。於是，腐泥岩理論的實質是，動植物混合來源的腐泥和腐泥岩是生成石油和天然氣的原始原料，腐泥和腐泥岩在分解後經歷了不斷的演變過程，最終這些腐殖質轉化為石油」。
古布金認為生成石油最適宜的有機質是浮游生物，它們是自由漂浮的微型植物和部分微型動物（硅藻土等），在水體底部大量淤積，是有機質的主要物質來源——腐泥。而且他認為，在沉積盆地內空氣能夠到達的區域，有機質演化為藻煤或者混合來源的煤，而在還原性環境中則演化為石油烴。
石油烴形成的自然地理環境是古淺水海域、海灣的地槽構造帶。
有機質的形成過程分為兩個階段。第一個階段即生物化學階段，這時進行的是H2S，CH4，CO2，NH2及其他分解產物以及油母的蛋白質分解。第二個階段即地球化學或者動力化學階段，這些產物在溫度、壓力不斷升高的條件下轉化為石油和天然氣。之後，由於上覆岩層的壓力以及構造運動，石油和水從石油母岩中被擠壓出去，附著於孔隙度更大的岩石中（粗礦石和砂岩），隨著地層的向上隆起，石油沉降聚積在集油帶，並且形成有開采價值的礦藏。
石油天然氣母岩沉積物有機物質的演變是一個逐漸發展的過程，並且具有多級演化的特點。但是石油天然氣母岩沉積物究竟在岩石成因的哪一個階段成為石油天然氣的生成品，對此研究人員各持己見。
一部分學者沿襲古布金的觀點，認為有機質及石油烴的演變開始於早期的沉積變質階段，一直持續到退化階段。還有一部分學者認為，由於有機物質的熱催化和熱轉化作用，石油烴在退化階段形成。
值得一提的是，在石油天然氣礦床全球分布規律領域的研究上，古布金走在了同時代學者的前面。早在他研究出石油天然氣的主要分布區域之前，古布金就揭示了油氣儲藏與外圍山系（山脈的外圍地帶）的空間關系，也就是與古地台活躍邊緣共軛的蓋層褶皺帶前緣，是范圍廣大的沉積區域，也是石油天然氣聚積的區域。用現代的觀點來看，古地台邊緣最值得關注的是碰撞帶的過渡穩定邊緣地帶。屬於這一類的世界大型油氣田有：伏爾加-烏拉爾、加拿大西部、近貝加爾-普列特帕托木斯克、普列特維爾霍楊斯克等。古布金的這些觀點完全可能早於索羅赫金（Cорохтин）和烏沙科夫（Ушаков）的基於岩石圈構造的石油形成學說。索羅赫金和烏沙科夫提出了在俯沖帶由於與沉積物裹挾而至的生物有機體的熱量散逸導致烴族產生的可能性。
岩石圈板塊的構造理論證明了碳氫化合物從板塊俯沖帶向大陸地台方向運移這一新機制存在的可能性。島弧或者大陸活躍邊緣均向大陸地台邊緣推動。來自逆掩構造的碳氫化合物的運移通常促使地台邊緣（山前）坳陷帶石油天然氣儲量的明顯增加，有時甚至超出充填沉積層的石油天然氣原始總儲量的很多倍。
珀爾非利耶夫（Порфирьев，1966）認為，地球上已形成的所有油田都是在漸新世到第四紀期間形成的。他提出了石油的動植物混合物質起源學說，當溫度達到20～300 °時這些混合物處於均勻狀態。在高溫高壓的條件下這些混合物發生氫化作用，從而形成了石油烴。氫元素的來源是碳水化合物，它們被厭氧菌分解為氣態產物，包括氫元素。
此後，珀爾非利耶夫與戈林貝爾格（Гринберг）研究了有機物轉化為石油的過程，只有那種埋藏在「反應堆-地層」條件下的同質有機物聚積物才變為石油。在這種條件下形成的石油是在動力破壞的環境中進行運移的。
瓦索耶維奇（Вассоевич）花費了很多年來研究石油的成因問題，他認為主要有以下幾個因素：① 有機質在沉積岩中分布廣泛，其在地表層沉積岩中的克拉克值為0.7%（或者C有機質0.53%）；② 具有含碳烴的有機質，即「瀝青」，沉積外層（陸地部分）碳烴平均含量為120～150 g/m3，總量預計為n×1013 t，也就是說比石油總儲量（n×1011 t）高出很多倍。
他認為，在沉積變質階段形成了甲烷和「微石油」，而在退化階段形成石油的其他主要組分。脫離母岩的微石油部分成為石油的組分，並且形成了獨立的相。在深部剩餘的微石油中在溫度和催化劑的作用下，這些高分子化合物分解為流動性更強的組分，並且補足微石油組分，甚至可以說是石油本身。在沉積岩沉降的過程中，石油烴因低分子碳氫化合物的增加而發生著變化，在隆起的過程中則發生生物化學的氧化作用。
瓦索耶維奇根據自己的研究，將沉積岩的縱向剖面劃分出岩石成因的各個階段：沉積變質、初級退化（早期）、中級退化（中期）、頂級退化（晚期），其中的每個階段又分為若干亞階段。
而後，孔托羅維奇（Конторович）、特羅費姆克（Трофимук）等很多學者建議將瓦索耶維奇的岩石成因帶與石煤的變質作用（煤化作用）聯系起來，如圖 2.1所示。
圖2.1 熱催化階段有機質生成石油示意圖
索科洛夫（Cоколов，1968）提出了碳氫化合物生成的垂直帶狀圖：剖面最上層是碳氫化合物產生的生物化學過程，往下1～2 km的深部分是熱催化帶，分為上層的石油天然氣亞帶和下層的甲烷亞帶。熱催化帶的有機頁岩脂類脂肪酸在釋放碳酸氣的同時生成碳氫化合物。在脂肪酸分解的同時，生成輕質和重質的液態及氣態的碳氫化合物。
最近數十年間，對於擁護石油有機起源學說的學者們來說，巴基羅夫（Бакиров）等的成果具有重要意義（Бакиров Ипр.，1993）。綜合油氣形成漫長的多級過程，可以將其歸納為以下階段：生物有機體內石油天然氣原始物質及個別組分的形成，沉積物中殘存物質的積聚；沉積變質及熱催化過程中有機質的轉化；碳氫化合物的新生產及其向集聚區域的運移；石油天然氣的橫向及縱向運移；礦床的形成、變形及損毀。
巴基羅夫也提供了石油天然氣沉積的主要鑒別特徵：① 水下厭氧環境（與空氣隔絕）下的聚積；② 相對穩定的盆地沉降條件下在相當長的地質時期的沉積積累；③ 沉積層內具有石油天然氣形成和發展的特徵，岩石中有機物質瀝青部分可能呈現出石油類碳烴含量的升高。
正如巴基羅夫所指出的，應該將石油天然氣母岩岩系與生油氣岩系區別開來，因為大量研究表明，含有有機物質的沉積物不是都能轉化為石油和天然氣。潛在的石油母岩岩層，如果不能沉降至有利於生油氣條件的深部，同樣也不具備生成石油和天然氣烴的可能性。
在此不一一列舉出為石油有機來源理論的發展做出過貢獻的所有學者。應該提到的俄羅斯學者有安德魯索夫（Андрусов）、布羅特（Брод）、加利莫夫（Галимова）、葉列門科（Еременко）、卡里茨基（Калицкий）等，國外公認的學術權威則是亨特（Хант）。
Ⅲ 石油和天然氣是怎麼形成的
海底的石油和天然氣是海洋中的有機物質在合適的環境下演變所產生的。這些有機物質包括陸生和水生的低等植物，死亡後從陸地搬運下來，或被江河沖積下來，同泥砂和其他礦物質一起，在低窪的淺海或陸地上的湖泊中沉積，逐漸使此處淤泥的中形成有機質含量。這種有機淤泥又被新的沉積物覆蓋、埋藏起來，造成一種不含氧或含極微量游離氧的還原環境。隨著低窪地區的不斷下沉、沉積物不斷堆積，有機淤泥所承受的壓力和溫度不斷增大，處在還原環境中的有機物質經過復雜的物理、化學變化，慢慢地轉化成對人類影響甚大的石油和天然氣。經過數百萬年漫長時間的萬物更迭的交替變化，有機淤泥經過壓實和固結作用後，變成沉積岩，並進一步生油岩層。沉積盆地是指沉積物的堆積速率明顯大於其周圍區域，。
在一定特定時期，沉積岩沉積在像盆一樣的海洋或湖泊等低窪地區，並具有較厚沉積物的構造單元，稱為沉積盆地。沉積盆地在漫長的地質演變過程中，隨著地殼運動抬升，海洋變成陸地，湖盆變成高山，一層層水平狀的沉積岩層也跟著發生規模不等的撓曲、褶皺和斷裂等形變，從而使摻雜在泥砂之中具有流動性的點滴油氣離開它們的原生地帶（生油層），經「油氣搬家」再集中起來，儲集到儲油構造當中，形成可供開採的油氣礦藏，所以說，這一個個沉積盆地就像是一個個聚寶盆。
在儲油構造里，由於油、氣、水所佔比重不同，因此各自的分布也有不同：氣在上部，水在下部，而石油層在中間。儲油構造包括油氣居住的岩層——儲集層；覆蓋在儲集層之上避免油氣向上逸散的保護層——蓋層；以及遮擋油氣進入後不再跑掉的「牆」——封閉條件。只要能找到儲油構造，就不難找到油氣藏。油氣藏通常是多種類型的油氣藏復合出現，我們將多個油氣藏的組合稱為油氣田。
世界上，海洋油氣同陸地油氣資源一樣，分布極為不均。在四大洋及多個近海海域中，波斯灣海域的石油、天然氣含量最為豐富，約占總貯量的50%左右；第二位是委內瑞拉的馬拉開波湖海域；第三位是北海海域；第四位是墨西哥灣海域；其次是亞太、西非等海域。據中國南海油氣資源也有巨大的發展遠景，是世界海洋油氣主要聚集中心之一。石油和天然氣是人們向海洋索取資源的一大重要成果。
Ⅳ 油田是怎麼形成的是些什麼成分
油田的形成：所有的石油都是從古老的岩石中生成的，而並非通常認為的埋藏在地下的死亡動物或者植物等有機體在壓力和熱的作用下分解轉化而成。
石油的成分主要有：油質（這是其主要成分）、膠質（一種黏性的半固體物質）、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。
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。
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影響因素
油田的驅動類型關繫到開發方式的選 擇問題，根據石油儲藏情況，從而決定靠什麼力量 (天然能量或人工保持壓 力) 開發油田。
水壓驅動油田，利用邊緣高壓水的能量，最終採收率最高，可達50—30%;；氣壓驅動油田，由氣體以氣頂形式能量作用推動原油流向井 底，最終採收率為40—50%; 溶解氣驅動油田，從油層分離出的氣體膨脹使 原油流向井底，最終採收率僅15—30%。
彈性驅動油田，受岩石壓力，石油 壓縮，利用油層壓力降低的力量，使油體膨脹流向井底;；重力驅動油田，原 油靠本身重力作用流向井底。後兩種油田採收率都較低。
最終採收率的不同，影響資源利用程度和投資效果，直接關繫到油田開發的總投資和開發速 度，當然也直接影響油田開發價值，對油田布局有很大作用。此外，還要考慮井場布置問題。
Ⅳ 石油的開采基本條件是什麼
石油開采是即地震勘探、鑽井完井交井以後，將原油從地層中開采出來進入油氣集輸系統的一個重要的資源能源行業。在國民經濟中具有舉足輕重的作用。從我國現有油田的情況來看，絕大多數不具備充足的天然能量補給條件，而且油田本身的能量不足以長期維持採油的需要。在工業高速發展，對能源的需求逐年增加的今天，保持科學的較高腔舉蔽的採油速度和較高的原油採收率尤為重要。
石油開采受著區域地質條件的控制，並分布在含油氣盆地之內，含油氣盆地是一定的地質歷史時期內，受同一構造格局控制的，具有共同發展歷史的統一沉降區。原油開采是集採油、井下作業、注水、集輸為一體的工藝過程。建國前我國僅有以玉門油礦為代表的工藝比較落後的一些小油區。對石油大規模勘探開發是從建國後六十年代大慶、大港、勝利、遼新等大的油氣田。油氣田遍布全國，已經具有相當大的規模和生產能力，無論是生產工藝和石油開采都具有世界先進水平。成為國民經濟發展的支柱產業。
但是，由於四十多年的原油開采，造成老油區資源能量的嚴重不足，給地面環境帶來了嚴重污染，這些矛盾制約了生產的發展，引起了我們對石油開采過程中特別的關注。因此節約和利用資源、能源、降低消耗，在石油開采過程保護好環境是我們亟待解決的問題。
一、 簡單的工藝過程
石油開采方式有自噴採油和機械採油，自噴採油是由於伍州地下含油層壓力較高，憑其自身壓力就可以使原油從井口噴出的採油方式。機械採油則是利用各種類型的泵把原油從井中抽出，目前我國石油開采以機械採油為主。不同的地質情況不同的油品性質採用不同的機械開采方式。對粘度小於50毫帕斯卡.秒，密度小於0.934的原油（稱為稀油），一般用常規開采。對粘度大於50毫帕斯卡.秒，密度大於0.934的原油（稱為稠油），一般用熱力採油，即採用熱蒸汽吞吐、摻稀油及伴熱的採油方式。以遼河油田為例，氣候寒冷是北方冬季的特徵。油質除一部分稀油外，大部分油質為稠油和特稠油，由於原油重質成份多，粘度大，相對密度大，在油藏條件下原油幾乎不能流動，無法用常規的方法開采，給生產和環境帶來了一系列的問題。我們油田採用熱力採油、稀釋、乳化降粘方式開采。
稀釋開采：即將一定量粘度小的稀油加入稠油中，降低粘度。
熱力採油：即蒸汽吞吐、蒸氣驅，就是對油層注入高溫高壓蒸氣，加熱油層里的原油，使原油的升高，粘度降低，增加原油的流動性，推動油層里的原油流向生產井。另外注入蒸氣對油層加熱後，蒸氣變成熱水流動，置換油層里原油滯流空隙。原油受注入蒸汽加熱，其中輕質成分將氣化，烴體積膨脹也會將原油推流到生產井。
乳化降粘：即將含有表面活性劑的水溶液混入稠油中，並在油管和抽油管表面上形成親水的潤濕表面。 大大降低油流時的阻力，使油能夠正常開采出來。
二、 塬油開采過程中的環境因素分析
由於石油開采是一個從地下獲取資源的過程，地質條件及地下的情況是石油開采中的決定因素。雖然石油開采是最終獲取資源的活動，但是各種相關工藝如鑽井。各種井下作業等對石油開採的地下地質情況。地面有直接的聯系的影響。因此在考慮環境時也應做為石油開採的環境因素一並考慮。同時考慮了三種狀態，三種時態和六個方面。
1. 石油開采生產過程中的環境因素（包括正常異常緊急情況）。
2. 資源能源的使用在工藝的各個環節中都會涉及到，為方便分析，作為總的環境因素來考慮。
3. 原油做為石油開答迅採的特徵污染物在每個工藝中也都會涉及到，因而也作為總的環境因素來考慮。
三、 主要生產過程的一些說明
1. 石油開采企業應對採油生產之前的鑽井和採油生產中的各種油井作業的相關方提出的管理要求，在各種設計中應了解施工中的基本環境因素和環境影響，國家對它的法律法規要求。並在預以充分的注意，採取事先預防。由於石油開采涉及地面環境和地下地質情況，從鑽井到採油，井下作業，外輸都存在泥漿處理、油品泄漏、原油落地。原油脫後水回注、烴類揮發，化學品葯劑使用，有害固廢處理、井噴、火災等重要環境因素，如果逢值訊期控制不好，一旦事故發生就會導致大氣、水體、土地、養殖業等的污染，伴隨而來的就是環保糾紛經濟賠償，影響了企業正常生產，給企業帶來巨大的經濟損失。因此在石油開采過程中應特別強調安全生產，環境保護，遵守法律法規等。
2. 在原輔材料的選擇上、施工的設計上，都要求符合清潔生產，盡一切努力考慮清潔的工藝技術，使用無毒無害的清潔原材料，清潔的工藝流程、清潔的節能設備，以避免在生產過程中，運輸過程中對環境的污染，對人體的損害。應該預防在先，作為污染預防不能只採用末端治理，應在生產的源頭考慮預防污染的問題，並在生產過程中，各種工藝、各個環節都應考慮清潔生產的要求，這樣才能保證全過程式控制制。
3. 對有毒有害化學品等，在鑽井、採油、井下、集輸過程中都有不同程度的使用，要求按照MSDS的要求分類存放，對人員進行安全教育，盡量採用危害小的化學品，以免造成對人員損害和環境的污染。
4. 工藝及生產過程中的環境因素。在石油開采中，由於特定的地質條件，原油從地下開采出來後輸出時，在井口、集轉站及長距離輸送都需加熱。因此動力系統、能源消耗都需要重點考慮，採油過程中能源消耗是比較大的，在考慮生產成本時應計算在內，降低能耗，合理使用能源是石油開採的主要指標之一。
5. 石油開采是資源的開發，資源消耗同樣非常重要，在石油開采過程中，原油泄漏、原油落地、油泥產生不但增加各種費用，使生產成本上升，影響了資源的有效利用，而且贊成了環保工作的難度，目前各採油企業都注重了對資源消耗的控制，一是把資源消耗做為消耗定額主要指標之一加以控制考核。二是大搞綜合利用，減少浪費以保護資源，保護環境。
四、 應急准備和預防措施
從石油開采、井下作業、集輸，在任何一個環節中，均不能鬆懈，安全、環保第一的問題。必須要有組織保障，要有靈活的可操作的指揮系統和一定的應急准備程序，當然首要的是預防為主，絕對控制事故發生，其次是出現緊急情況時，應盡早消除或將其控制在最低限度。這就是石油開采企業的安全環保預防的主要對策。
石油開采是被公認的有毒有害、具有污染、井噴、火災性質的危險企業，因此在嚴格遵守法律法規了至關重要。在整個生產工藝過程中、設計上已考慮了緊急情況，雖然都有應急的准備，一旦事故發生都有應急措施，但是為了以防萬一，必須要求全體員工有比其他企業更強的安全意識和環保意識，安全、環保第一的思想與生產同樣具有重要的地位。
Ⅵ 北極苦寒，卻有豐富的油氣資源，石油天然氣真是古生物變的
煤炭、石油和天然氣被稱為「化石能源」，科學家說它們是遠古時期生物殘骸沉積形成的。說起石油，許多人第一個想到的是沙特，因為在中東地區許多地方「往地上砸個坑就能冒出油來」。但是你知道嗎？在北極的一些地方，愛斯基摩人在營地旁邊隨便撿塊「黑土」就能生火取暖，因為那就是從地底滲出來的石油！有朋友問，地球的北極向來天寒地凍，許多地方寸草不生，不適合生物生存，為什麼在北極圈裡有許多油氣田，包括俄羅斯在內的一些北極國家似乎有抽不完的石油和天然氣？難道石油真的與古生物無關？
北極到底有多少石油和天然氣？沒有人知道准確的答案。這里太寒冷，人們只勘探了一小部分區域。地質學家們估計，北極未勘探儲量超過900億桶（約122億噸）常規石油、48萬億立方米常規天然氣和440億桶天然氣液體，分別佔全球未勘探油氣儲量的16%、30%和26%，這一筆巨大的財富就埋在北極厚厚的冰蓋之下！
這么多的石油和天然氣究竟是怎麼形成的？它們真是古代生物變化而來？古代生物又是如何在北極酷寒條件下生存的呢？
在大約5500萬到4500萬年前的始新世時期，我們的地球不是今天這個樣子。那時候亞洲與北美洲之間還有大陸相連，北冰洋在陸地與格陵蘭島的包圍下就像是一個巨大的湖泊，並且這是一個溫暖的湖泊。
因為地球傾斜角度、繞太陽軌道進動、加上地殼板塊移動造成頻繁火山噴發排出大量二氧化碳（這是一種溫室氣體），始新世早期大氣層中二氧化碳的濃度高達3500ppm，是今天的9倍。多種因素疊加，使當時的地球溫度比今天高許多，北極平均氣溫達到13 ；而在最熱的20萬年時間里，北冰洋的平均溫度高達23 ，與今天我國南海差不多！
在如此高的氣溫之下，地球上沒有一處地方會被冰川覆蓋，北極更是草肥水美，一派欣欣向榮的景象。從格陵蘭島到阿拉斯加，從北歐到今天俄羅斯的北部再到加拿大的北部，到處都是密集的棕櫚樹林，地面是繁茂的蕨類植物、雜草和苔蘚，水面則被厚厚的滿江紅覆蓋。
滿江紅在今天熱帶和亞熱帶地區很常見，它的英文名叫Azolla，是一種水生蕨類植物。由於葉子在秋天會變成紫紅色，因此被稱為滿江紅。
在溫度合適的情況下，滿江紅繁殖速度極快，它的生物量每3到10天就能翻番，直到覆蓋所有水面，葉片層層疊疊，連蚊子都沒辦法找到空隙產卵，因此滿江紅又有「蚊子蕨」之稱。
滿江紅佔領了其它生物的生存空間，但它並非一無是處。滿江紅的大量繁殖能吸收空氣中的二氧化碳；它葉片里邊共生了一種古老藍藻，這種藍藻細菌能吸收空氣中的氮，將它轉化成氨供滿江紅生長所需。這種遍布北冰洋水面的水藻每公頃能吸收15噸碳和2.5噸氮，同時釋放出氧氣，而當它們死亡時下沉，就把碳和氮以有機物的形式帶入到水底。
北冰洋的四周有許多江河將淡水和泥沙補充到海里，海面是溫暖的淡水，海水的下層則是冰冷缺氧的鹹水，微生物極少，沉入水底的滿江紅殘骸不會被分解，年復一年，海底堆積的滿江紅越來越多。
經過幾千萬年的累積，北冰洋海底的動植物殘骸達到數百米甚至上千米厚，這些殘骸被泥沙掩埋覆蓋，有機物在沉積岩層巨大壓力下分解、升溫，慢慢變成了石油和天然氣。
實際上在更早的白堊紀和侏羅紀時期，地球也經歷過非常溫暖的時期，北極地區在此期間同樣是動植物繁盛，海洋和海盆的淺水區域有大量浮游生物繁衍、死亡並沉入水底形成油氣埋藏。
隨著億萬年間地殼不斷運動，歐亞大陸與北美洲分開，部分地殼隆起變成陸地，油氣順著岩層的縫隙向上擠出形成易開採的油氣層，但有更多石油和天然氣深埋水底。俄羅斯擁有北冰洋沿岸最漫長的海岸線，自然也有了數不盡的油氣資源，只是因氣候寒冷、勘探不易，許多油氣田依然不為人所知。
北極地區勘探和開採油氣的成本是其它地區的兩倍以上，當國際油價處於低位時，相關國家在北極開採的積極性不高，而一旦國際能源價格上漲，在這里的生產活動就會活躍起來。由此帶來的一個問題是：深層油氣的開采意味著全球碳排放增加、氣溫升高又會導致北極地區凍土加速融化，更多被困在淺表土層的甲烷被釋放出來，更加劇全球氣候變暖。環境保護與經濟發展始終是我們迫切需要解決的一對難題。
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