㈠ 石油是如何形成的会枯竭是谎言吗
关于石油的形成目前准确的来说还存在一些争议,但很多人已经开始传石油枯竭是天大的谎言,是利益集团在操纵,我觉得这样的说法还为时过早。如果目前真有那么确定石油可再生的话,不管哪个国家都会偷偷加大生产力度好好捞一把,省的以后掉价了。
你可能会认为,说不定是各个国家已经都知道了石油可再生,但都达成了统一并且缓慢的生产,以防止石油掉价?但是纵观当今的世界,在各种利益冲突面前,很难保持这样的一致性。难免会有一些国家出来搅局的。所以石油可再生并没有达成共识。
下面就说下石油是如何形成的?以及现在的争议在哪?
石油是当今工业 社会 的血液,很多的化学燃料都是从石油里提炼出来的,并且人类目前还依旧处在使用化学能源的阶段,因此石油就成为了保障人类工业持续运转的必要原料,而我们每一个人的衣食住行现在都离不开石油,如果真的发现石油取之不竭用之不尽也没啥可藏着掖着的,这对人类是件好事。
人类使用石油的 历史 十分久远,可以追溯到2300多年以前,根据史料记载,我国早在公元前的3世纪已经有使用石油和天然气来烧饭、取暖和照明的 历史 了,而当时的时候并不是说向地下打了钻孔主动发现的石油和天然气,而是这些流体燃料常常会因为地下压力被喷到或流出地表。
人们当时对这种地下流出了的燃料知之甚少,直到19世纪人类才大规模的开采石油并用于工业生产。自从美国打出世界上第一个采油钻孔至今,已经生产了将近数千亿吨的石油。我们知道了石油的重要性,以及它的用途的广泛性,那么人们就像知道这种黑色的粘稠液体燃料是怎么来的?
长期以来,关于石油的形成原因一直是分为两大派别:生物成油说(有机起源说)和地球碳循环成油说(无机起源说)。
无机起源说认为石油是地球内部元素混合以后自发形成的,这中间肯定有十分复杂的物理化学机制。这种说法就意味着地球一直在不断的制造着石油。
但无机起源说无法解释石油复杂的化学成分以及油田的地质分布情况。虽然石油的主要成分是碳元素(83% ~ 87%)和氢元素(11% ~ 14%)还有硫和氧元素,但是石油并不是由简单的原子组成的,而是由碳和氢构成的大分子烃类(烷烃、环烷烃、芳香烃)混合而成的。地球内部确实存在很多的碳和氢,但他们在地球深处混合成复杂的烃类分子并通过岩石缝隙向上渗透并形成石油的具体机制并不是很清楚。而且,这种理论也无法解释为什么各个地区石油含量分布的不同。
所以很少由科学家支持这一观点,但石油的往上渗透可以解释为什么有些油田已经采空了,但隔一段时间就会有新的石油混入。有些人也以此为依据说石油是可再生的,但这个现象不足以说明任何问题,毕竟石油是具有流动性的,一个地区石油过度开采,导致压力下降,其他高压地方的石油渗入是可以解释这个现象的。拿出来说石油可再生并不不是一个有力的证据,只能说是一个疑点吧。
下面就是目前依旧是主流的有机生成说,虽然是主流说法,但也存在一些疑点。有机说认为,在地球的远古时代,海洋中生活着一些比较简单的原始生物,我们知道生物都是有机分子构成,等这些生物死后,大量的遗体就被掩埋,并于空气隔绝,在细菌的作用下经过了复杂的化学过程,经过漫长的演变和地质过程就形成了石油。其实跟煤的形成很类似。
随着油田地质和石油化学的深入研究,人们发现石油中存在的“卟啉”和植物中的叶绿素和动物身体内的血红素相似,当然石油也就有有机物的旋光性,而石油中碳-12含量高于碳13可以用植物的光合左右来解释。最有力的证据是石油都产自于和生物关系十分密切的沉积岩中,所以有机起源说也就成为了科学界公认的一种说法,当然这个说法也是石油会快速枯竭的来源。
但是在有机形成说中,也存在一些疑点,包括上文中说的一个疑点,随着开采深度和技术的进步,人们发现了在地球深处貌似存在石油和天然气的补给源,但是并不是很清楚石油的渗入是来自地球深处还是周围的含油层。所以这个疑点也被经常用来支持石油可再生的说法。还有就是随着航天事业的发展,我们确实还在无生命的其他星球上发现类似于石油和天然气的物质,但是也没有得到很好的确实。不然早就推翻有机说了。
总结:现在说可再生还是为时过早所以两个学说都不完整,都存在能被人挑出来的瑕疵。但是现在就急着说石油可再生简直就是在胡扯,就算最后证明的石油可以在地球的深处通过复杂的化学和物理过程形成,并缓慢的往上渗透,但是这个碳循环也是相当缓慢的,不是说我们人类抽多少就能往上立马往上渗多少,毕竟这是一个自发的碳循环过程,并不是机器在地球内部合成。
石油是如何形成的这个问题,科学家也还没真正弄清楚。
目前两个结论,一是生物死后经过长久的堆积加上地壳运动形成的。二是地壳自己生成的,就好比地球自己出现砖石或者碳酸钙一样,可能就是地壳运动产生。
会枯竭不是谎言,因为石油和煤碳等矿产都是不可再生资源,石油是在几千万至几亿年地壳运动中形成的,如果过度开采就会面临枯竭。不过人们不必担心能会枯竭,现在人们已经使用太阳能、风能等清洁能源,现在还有可燃冰、干热岩等可开发利用,总之人类在不断在更新和 探索 新能源,在未来会出现石油、煤碳等能源枯竭,但不会出现能源枯竭,会有新的能源来替代。
世界上有两大骗局,一是石油,二是钻石。钻石只是由普通的碳元素构成,却被包装成“稀世珍宝”,天价销售;石油也是主要由地壳内的碳元素形成,推翻了以前不可再生的“生物成油说”,其实是可再生资源,不会枯竭。
石油号称“工业的血液”,用途广泛。而它的成因与可否再生的说法已逐渐接近真实。
石油的成分石油的主要成分就是油质、胶质、沥青质及碳质。主要是碳氢化合物的混合物,构成的化学元素主要有83% 87%的碳、11% 14%的氢、0.06% 0.8%的硫、0.02% 1.7%的氮、0.08% 1.82%的氧等,其它就是镍、钒、铁、锑等微量元素。它主要是烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。
石油的外文名是:oil或petroleum,国内石油的名称和使用 历史 悠久,名称是由北宋时期的沈括就第一次提出。它在世界上的使用时间也可以追溯到公元前5450年的古埃及。
石油的形成与枯竭论石油的形成,传统的说法是“生物沉积变油说”,最近几年的说法是“地壳内的碳形成说”。后者的说法日益占了主流,推翻了不可再生的传统理论,油价也随之下跌,车主们暗暗庆幸。
“生物沉积变油说”,是1956年由美国地质学家哈伯特公布的一篇《石油峰值论》里提出的。论文认为:石油是一种古老的化学燃料,而且不可再生,是埋藏在5亿多年以前的海洋藻类及古老恐龙等生物在地壳中经过高温高压等漫长的生化反应形成,这样漫长的生化反应不可能再发生了,也就是说地球上的石油是“不可再生资源”。他的依据大约有两个:1.石油具有油腻腻的旋光性,这是有机生物独有的特征;2.现代与古代沉积物中都有石油的烃类化合物。
不过哈伯特在1989年离世前曾说,在发表《石油峰论值》以前曾得到英美石油巨头的意示:让他预算世界石油总量。于是他在论文中估算出全世界石油总量只有1.25万亿桶,美国只1500亿桶,1970年会达到开采峰值。这个数字比当时美国威克斯预估的美国有4000亿桶低了三成。当然这分明是那些石油巨佬有意为之,他们就是为了让石油售高价,而且让教科书也这样记载,来增加权威性。
他们除了两个不像理由的理由,没有其它任何科学依据。
他们的第一个理由“石油呈现生物的旋光性,”其实只要在石油形成过程中落入一些动物就能形成这样的“生物特性”;第二个理由“沉积物中都有石油的烃类化合物”并不严谨,因为“沉积物”包含了任何地底流体底层的固体微粒,它们可以在江河湖海、冰川、沙漠等大部分地下形成,但内含的生物化石或生物旋光性并不多,没有石油那些明显,还是这样的动物含油量低还是没有含油量呢?另外要形成上万亿吨的石油需要的生物恐怕古今的动物全部加起来也难以形成!
最重要的,由石油成分可以知道,主要构成是碳,如果是生物的生化反应就会是钙、磷等元素。
另外,一些石油矿井在开采完的几年后,石油又会出现。比如俄罗斯伏尔加-乌拉尔罗马什金油田在1948年发现时只有20亿吨储量,2002年却还有30亿吨。这样的例子在世界各地都有。足以说明石油不是“生物成油说”的那样会有枯竭的一天,真相是:石油可以用“用之不竭”来形容了!高昂的油价背后是复杂的利益链!
“石油会枯竭”是伪命题吗?
一直以来都盛传着一种说法:石油将在未来XX年用完,或者XX年后石油即将枯竭。
这个说法其实很早就有,最早是在上世纪50年代,着名的地球物理学家马里恩·金·哈伯特(Marion King Hubbert)提出来的,他绘制了一个钟形曲线,用来描述和预测石油的产量。并且预言,石油的产量会在1966年到1972年达到峰值,之后开始下滑。
这听起来还是挺奇葩的,但还真的被他说中了一部分,1970年真的就达到了石油产量的高峰。于是,很多人开始相信他的这套理论。
可是好景不长,如果照这个理论推演下来,石油应该慢慢开始枯竭,事实上并没有。于是,很多人就提出,石油枯竭是一个伪命题。那真的就是如此吗?
从地球世界去看这个问题
首先,我们都知道,石油实际上是 烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物 ,也就是有机物,其中含碳量极其高,这也是化学能源的主要特点。当然,关于石油的形成目前来看还是有争议的,但并不是我们这次要说的重点,这里就不过讲述。
有一点可以确定,从地球整体的视角出发来看,石油其实是地球碳循环的一部分。因此,只要地球碳循环还在持续,石油就不应该枯竭。换句话说就是,人类可能都灭绝了,石油都还不会枯竭。
但是,我们要知道的是,并不是存在石油,我们就可以直接开采来用的。实际上,从石油的开采到销售是一套极其复杂的体系。那具体是咋回事呢?
人类开采的石油会枯竭吗?
大家首先从做买卖的角度来思考时空开采这个问题。我们要知道的是,开采石油是需要付出成本的。不同的地方开采石油的难度是不同的。有些地方开采起来就很容易,比如:中东,恨不得插根管子就要冒油。有些地方开采其实就极其费劲,我们举一个例子, 大港油田 。一开始技术条件比较差,就需要工人们在没有完全融化的水塘当中穿行,并进行开采。
因此,同样是开采一桶油,实际上付出的人力成本,装备设施的成本,物流成本以及时间成本是不同的。
但是一桶油的价格是受到市场决定的。我们可以想一想,如果石油开采的成本要大于油价,那开采还有意义吗?这不是典型的赔本买卖吗?
所以,实际上,许多还储藏着石油的地方,而我们没有去开采的原因就在于开采他们所需要消耗的成本太高,得不偿失,因此就没开采。
而且许多油田只是开采了一小部分,然后石油公司就换到其他的油田。这是因为许多油田开采到一定程度之后,由于各种原因,开采难度加大,开采成本上升,导致开采成本大于油价,于是就会暂停开采。
所以,我们看沙特是石油大户,但究其本质其实是它们开采石油的成本要远低于其他国家,因此可以挣这笔钱。
从这个角度来看,我们就会知道,石油其实还有很多,只是我们因为成本的原因,没有去开采,并不是说已经被开采完了。比如,中国油田的采收率只有可怜的28%~35%,这意味着一个油田的大部分石油其实没有被开采出来。这样的情况放眼全球是如此。其实我们换个角度来想,花这么多钱,费老大劲开采这些石油,远不如再花钱买一块好开采来的划算。
我们还总会听到,多少年后石油就会被开采完,实际上也是有问题的。这里的问题就在于他们只计算了已探明的石油的情况,但是实际上这些“已探明石油储量”逐年在增加。
基于这两点,实际上可被人类开采的石油还是很有潜力的,因此,一时半会,石油并不会枯竭,可以用很久很久,根本不是短期内人类需要操心的事情。
替代资源
尤其是在油价的驱使之下,但油价高到一定程度时。许多人就会开始思考新能源,比如:天然气,页岩油等等。美国如今就在大力发展页岩油。
除此之外,我们知道 汽车 是消耗石油的大户,随着油价越来越高,保护环境的意识逐渐地加强,发展出了电动 汽车 。因此,各种新能源和替代能源的出现,也在减缓石油的消耗。
总结
“石油枯竭”实际上是个伪命题。虽然从客观的角度上看,石油总有一天会枯竭,但人类根本等不到那天。即便是可开采的石油,目前来看,人类也根本没有必要担心会发生枯竭。不过,石油燃烧产生温室气体这是客观事实,我们不能因为石油足够多,而肆无忌惮地消耗石油,这会加重温室效应。从绿色环保的角度来看,发展新能源还是十分必要的。
石油是怎么形成的?
在远古时代,人类还没有出现,许多的动物还处于进化前的低级时代,地球在海洋的复盖下,温暖的阳光孕育了非常多种类的植物。
这些植物在海洋里,在陆地上疯狂的生长着,层层叠叠的生长在一起,许多植物寄生在某些植物的身体上,而使整个世界被植物复盖。
地壳运动,许多平原隆起,而成为高山,这给形成河流创造了条件。
因为水是由高向低流的,高处下雨的水,流向低处,把上游的泥沙带到低处。覆盖了低处层层叠叠茂密的植物。
年复一年,日复一日。把河流下游所有的植物都掩盖了。
时间荏苒,底部的泥沙长期被上面的泥沙压住,而变成了沉积岩。这些沉积岩,把这些腐烂的植物密封在一个巨大的空腔内,亿万年之后,这些植物变成了沼气,沼气凝聚液化而变成了石油。
我们的教科书上写过,石油是由古代生物的残骸形成的,当然一直以来任何的假说都存在争议,这个假说也不例外,在这里我就简单介绍一下石油的无机形成假说。
这个假说是说石油与古代的生物无关,而是由地球在正常的自然环境下,通过内部的高温高压,无机条件下形成了石油和天然气。原理是短练的烷烃类物质会在高温高压下自动合成长链吸听物质,也就是我们看到的石油和天然气,通过这种说法可以认为地球是一个装满石油和天然气的海绵,不但取之不尽用之不竭,而且石油和天然气还会不断的形成,这样人类使用传统油气就不会存在理论的天花板。
这个理论也有一些依据,比如说既然都是古代生物形成的石油,为什么石油大多户籍在中东领域不是应该按照古代生物的分布而划分吗?另一方面据一些油井开采者说,石油往往是在越深的地方提取的,油质越好,如果是古生物残骸形成的这一种说法就不太成立。
如果真是这样形成的话,那么就意味着人类的能源使用不再有极限,唯一的极限是温室气体排放对全球变暖造成的影响。
石油是怎样形成的说不好,没研究过,也没看到过资料。但是,有很多资料和专家讲是古时有机生物沉积化学物理反应演变生成的,这我认为不正确,也不太符合常识。关于枯竭,我想是肯定的,也是早晚的事,因为地球就那么大,资源就那么多,用没了或者转变为其他物质了,那不是没了也不叫石油了,所以枯竭是早晚的事。
“石油枯竭”的说法是哪来的?
话说关于“石油枯竭”的问题都喊了好多年了,而且每次流传的版本都不太一样,有时候是40年,有时候是50年。但是每当我们到了那个时间节点时,却发现还有很多石油。那么问题来了,“石油枯竭”到底是不是一个伪命题?
要了解这个问题,我们首先就得了解一下这个说法到底是咋来的?
如果详细地去追溯 历史 ,我们会发现,这个观点确实来自于一个学者,他的名字叫做Marion King Hubbert,翻译过来就是马里恩·金·哈伯特。这个学者是着名的地球物理学家。 他基于自己的长年以来的研究,就提出了一套理论。具体来说就是用一个曲线来描绘全球石油的产量和时间的关系,这个曲线是非常常见的钟形曲线,根据他的理论,他预言在了石油的产量将会在1966年~1972年之间达到一个 历史 性的峰值,并且从那之后开始逐渐下滑,直到消耗完为止。 照理说如果这套理论不准确的话,也不至于会流传得那么广。偏巧这个理论说对了一小半,到了1970年的时候,石油的产量真的达到了高峰,再加上马里恩·金·哈伯特原本就是很着名的学者,这两者一结合,这个理论和预言就可以被人所接受,并且开始流传开来。也就是在那时候开始,人们开始相信,石油在未来XX年后,就会被消耗完。
“石油枯竭”靠谱吗?
不过,这件事其实没多久就迎来了反转,因为按照他的理论,石油的日常量应该在1970年之后没多久就开始下滑,可是这非但没有下滑,相反还保持着十分稳健的趋势。那我们就能说“石油枯竭”这个说法不靠谱吗?
其实,客观地说,这个问题并不简单,我们还可以从多个维度来看。
我们先从石油的本质来看。首先,石油其实就是一种 含碳的混合物 ,其中有各种烃,我们也管这叫做有机物。人类可以通过燃烧石油来获取能量。石油燃烧后会产生温室气体二氧化碳,这些温室气体直接被排放到大气当中,如果持续这样下去,那地球就会越来越热。不过,实际上,并不是这样。地球也有自己的调节机制,这就是 碳循环 。
无论是石油,还是二氧化碳本质上都是碳循环的一部分,被排放到大气中的二氧化碳,会有一部分还会通过植物的光合作用回到生物圈,甚至是经过几百万年,最终又成了石油。如果我们仅仅从地球演化的角度来看,“石油枯竭”就是一个典型的伪命题。
因为如果石油真的被耗尽了,说明地球上的生物食物链已经彻底不存在了。
以上仅仅是从地球演化的角度来看,我们其实还可以从成本和收益的角度来看这个问题。
首先,我们要确定一个基本点,那就是开采石油来卖不是做慈善的,而是只起码要挣点钱的。那我们就可以来考虑一下,卖石油的成本以及收益是什么?
其实这也很简单,开采石油首先需要人力、设备、物流和时间的。而石油的价格是由市场来决定的。
其中有些地方开采石油比较容易,还有一些开采石油比较难, 这就会造成不同地球石油的成本不同, 如今中东地区开采成本是最低的。
不仅如此,同一个地区,随着开采得越多,开采的难度也会提升,这时候成本也就越高。
基于这两点,我们思考一下,如果石油的开采成本低于市场价,那其实皆大欢喜,可以开采挣钱,如果石油的开采成本高于市场价,那应该如何操作呢?
实际上,这时候就会选择停止开采。
因此,大多数如今不再继续开采的,并不代表没有油了,只是继续开采赔钱,所以不开采了。就拿中国来说,中国采收率只有28%~35%,这意味着大多数油还在地下没有开采。
所以,其实从这个角度来看,石油是不可能耗尽的。因为如果人类真的要去耗尽石油,这就意味着要花巨大的功夫去开采,那这个油价肯定会是天价,谁能买得起,谁又舍得用?到那个时候,人类宁愿花一部分钱去研发使用新能源。
以上我们说到的还是已经探明的石油,事实上,几乎每隔一段时间,人类都会探明一些有石油的地方。因此,石油的储量不仅仅没有跌,相反还在增加。
除此之外,如今各国也都在研究新能源的使用,这其实是基于环境的考虑,碳排放始终是一个问题。因此,在可预见的未来,人类或许有可能因为碳排放的问题而放弃使用石油。
因此,基于以上四点的分析,我们知道,“石油枯竭”是可能出现的,但在人类灭绝之前是不可能遇到这种情况。
石油是如何形成的?会枯竭是谎言吗?
石油“全身”是个宝石油是非常重要的战略储备物资,从地底下钻出原油,脱去水和盐,再利用精炼技术,最大化的利用原油的价值,可以做出许多于我们生活息息相关的产品,包括沥青、润滑油、汽油、柴油等等。
作用之大被定义为液体黄金的美称,石油现已经成为了大国博弈的关键,沙特地区遍地石油,撑起整个国家的财政,在新能源未取得突破时,石油依然是市场的主流。
石油的起源之谜
关于石油的形成,目前有两个学说。
一是生物成油
生物成油,我们在教课书百年可以见到粗略的解释,在上亿年前,大量的动植物因地壳变迁埋藏地底,经过高温、高压反复打磨,成了现如今的石油资源。
详细点解释,就是在当时多数的地质学家认为石油就像煤炭一样,是由动物的尸体和藻类的尸体腐化而成,煤炭和石油两者之间的形成区别是材料的来源不同。
形成石油的材料来自于大海,而煤炭的材料来源于陆地的动物尸体。
经过漫长的时间,有机物和细菌,经过高压和高温的考验,逐渐转化成“黑金”,开始向上渗透到中空的岩石层,汇聚成油田,在经过人工开采便可以问世属于不可在再生能源。
二是非生物成油
非生物成油是俄罗斯地质学家提出理论假设,他认为地壳中存在大量的碳,它们分层有序,有些碳会以碳氢化合物的形式存在,逐渐沿着岩石缝隙上移至中空岩石层,然后冷却形成了石油矿藏,属于可再生能源。
两者本质上又很大的差异,生物成油注定了,石油是越用越少,非生物成油则表明石油取之不尽用之不竭。
所以在此争议中诞生出非生物石油理论,不过非生物石油理论只能解释了干枯的油井中又出现了原油的现象,但是它又无法解释石油中复杂的化合物。
总体来说,前者是多数人地质学家支持的观点,石油是不可再生能源。后者虽然是满足了些特定条件,但是整体来说还是存在无法解释的原因。
不管怎么样,未来的世界绝对以新能源为核心的能源竞争,石油的争议什么时候能结束,恐怕到等到石油无价值的时候才能够说明白吧!
话说小学时候就知道石油是化石燃料,是由生物遗骸形成的,那时候就说石油再有40年就开采完了,但目前的状态是发现一个又一个大油田???
石油源自地球生物遗骸是个天大的谎言?石油行将枯竭是个巨大的阴谋?地球石油蕴藏很可能取之不竭?为这一颠覆性的观点提供有力佐证的,是前苏联科学家花费40年时间,在传统理论上不可能找到石油的地方找到了石油。他们究竟用什么方法找到了巨量石油?他们又是如何用科学证据来证实传统石油生成有机论是伪科学的?推荐看一下下面这本书:《石油大棋局》,这本书是我我在大学时候看的。
石油目前来说太重要了,美英石油帝国为何要编织这个谎言,它是如何一步步成长起来的?两伊战争、海湾战争、车臣战争、伊拉克战争、颜色革命,这些事件跟石油枯竭谎言有何关系?它们背后的黑手是谁?美英精英集团为达到控制石油、控制世界的目的,是如何从觊觎中东等国储量丰富的石油,到一步步通过外交、经济、军事等手段在这些国家驻军、将其据为己有的。
㈡ 挖矿属于石油化工
不属于。
挖矿属睁羡脊于采矿业。采矿业是指对固体、液体或气体等自然产生的矿物的采派枯掘。包括地下或地上采掘、矿井的运行,以及一般在矿址或矿址附近从事的旨在加工原材料的所有辅助性工作。
石油化工。一般指以石油和天然气为原料的化学工业。范围很广,产品很多。原油经过裂解、重整和分离,提供基础原料。从这些基础原料可以制得各种基本有机原料如甲醇、悉渗甲醛、乙醇等。
㈢ 石油矿井是什么意思
石油矿井是指人工开采石油资源的地下通道。石油从地层中被抽取到地面处理和加工。根据地质条件和采矿需求,石油矿井有不同的开采方式和结构形式。石油矿井也是石油资源开采的主要手段之一。
石油矿井的开采需要依赖各种设备和工具,包括钻机、水泵、管道、阀门等。开采过程中,首先需要进行勘探和测试,确定石油资源的分布和储量。然后安装设备进入矿井进行采挖和采集。在采集过程中需要对石油进行分类、分离和初步加工。最后,通过管道将采集到的石油输送到加工厂进行加工处理。
随着需要开采的石油资源越来越深,石油矿井面临的挑战也越来越多。例如,矿井安全问题、环境污染等。同时,随着技术的不断更新,石油开采技术也在不断发展。例如,石油增产技术、智能化装备等。这些技术的应用将会使石油矿井在面临挑战时更具有应对能力。
㈣ 石油和天然气矿床
由于石油和天然气具有燃烧充分、发热量高、比重小、流动性、易于开采、运输方便和成本低廉等优点,近年来的开采量和需求量迅猛增长。据统计,在工业较发达国家的能源消费结构中,煤炭的地位由90%跌至30%左右,而石油、天然气则上升到65%~75%。
石油和天然气还是合成纤维、塑料、合成橡胶、化肥、农药等化学工业最主要的原料。石油和天然气的化工产品,目前约有50余种。从石油和天然气中尚可提取大量的硫,有些还可提取氦、氩、汞。因此,人称它们为“工业的血液”。
一、石油的基本特征和成因
1.石油的组成和性质
石油主要是由多种碳氢化合物构成的混合物。纯粹由碳和氢两种元素组成的化合物,称为碳氢化合物(烃)。烃可以分成几个族。石油主要是烷烃(CnH2n+2)、环烷烃(CnH2n)、芳香烃(CnH2n-6)所组成。此外,石油中还含有少量的非烃类,如硫、氮、氧等,但含量很低(表10-1)。非烃组成对石油的质量影响很大。原油中含硫<0.5%为低硫原油;含硫>0.5%为高硫原油。在石油灰分中还含有30多种微量元素,其中以钒和镍含量最高。
表10-1 石油和天然气的化学组成
石油是有机化合物的混合物,因而没有固定的物理常数,多为墨绿色、深褐色至黑色,具明显的气味,轻质石油有芳香味,浓而黑的石油有沥青味,少数含硫、氮多的有恶臭味,密度一般在0.75~1.00 g/cm3之间;石油的粘度主要取决于其化学组成,烷烃和溶解气的含量高则粘度小,环烷烃含量高则粘度大;石油难溶于水,却易溶于许多有机溶剂;在紫外光照射下显出荧光,这可作为确定岩石是否含油的标志。此外,石油的导电性差,是电阻率测井中用来寻找油藏确定油层的依据。
2.石油的形成
关于石油的成因,长期以来曾有无机说与有机说的争论,现在已普遍承认石油是有机成因的。那么生油的原始物质是什么?人们曾指出石油直接起源于活的有机体,并认为细菌是促使烃类化合物转变为更多类石油烃的主要营力。海洋生物,特别是藻类被认为是最佳的生油物质。而对沉积岩的研究则表明,各种沉积物中均不同程度的含有机质:泥质岩平均为2.1%,碳酸盐岩中为0.2%,砂岩中为0.05%。目前,已能从沉积有机质中提取氨基酸、类脂物、糖类物质以及烃类和沥青组分,但它们只占有机质中很少的一部分,而绝大部分是高分子残渣——干洛根。干洛根指存在于沉积岩和沉积物中不溶解于有机溶剂的有机质。干洛根可从脂肪、碳水化合物、蛋白质及腐殖酸中产生。1962年亨特首次在隔氧条件下加热干洛根获得烃类化合物。尔后提出了干洛根热降解成油的观点,这一认识得到广泛的重视和认同。
石油的生成取决于:①大量的有机物质来源;②有利于有机质保存的还原环境;③促使有机质向石油转化所需要的合适温度、压力以及细菌、放射性作用等。当有机质在埋深过程中由于温度的升高达到一定程度时,就会有大量烃类产生;因此,长期稳定下沉的深坳陷是形成石油的最主要地质构造条件。只有当沉积物下沉到相当大的深度,才能保证温度和压力升高到足以使有机物热解转化成为石油。
二、天然气的基本特征和成因
广义的天然气泛指存在于自然界中的一切气体,狭义的天然气则指分布于沉积圈中或地壳上部的各种天然气,其主体是聚集成气藏的烃气。人们一般所指的天然气,即是那些与石油有成因联系的烃类为主的气藏中的天然气。
1.天然气的化学组成
气藏中天然气的主要成分是烃类(表 10-1),通常甲烷为主,次为重烃气,其中以C2H6、C3H8最常见。非烃气在大多数气藏中都为次要组分,常见为N2、CO2、H2S、CO、SO2、H2、Hg以及微量或痕量的惰性气体等。有时这些非烃气也可以成为天然气的主要组成,并形成非烃气藏,如我国广东三水盆地的CO2气田,CO2高达99.53%。
2.天然气的成因类型
(1)生物成因气:亦称菌解气,是指在浅层低温的还原条件下的生物化学作用带内,由厌氧细菌等微生物分解有机质而形成的天然气(甲烷气)。通过现代海洋沉积物中的微生物对有机质的矿化作用研究表明,有机质形成甲烷是细菌的代谢作用过程。在喜氧细菌的代谢作用中,游离氧很快被消耗,形成缺氧环境。在厌氧细菌生活的环境中,细菌的发酵作用明显加强,生成甲烷的速率加大。因此,富含腐殖型和混合型有机质的浅海和海陆交替带的硫酸盐还原作用带以下深度,是生物气大量生成的有利环境。生物气在天然气工业中具有重要地位,占世界天然气总探明储量的20%以上。
(2)与成油作用有关的天然气:指分散的有机质(干洛根)在热降解成油过程中,与石油一起形成的甲烷为主的天然气,也包括液态烃在过成熟阶段热裂解形成的甲烷气。由于这种天然气在成因上和分布上与石油关系密切,又称为油型气。油型气通常有三类:①油田气,指溶解于原油中的气体和从原油中析出呈游离状态的气体;②气田气,是一种与石油没有伴生关系的甲烷气,产于与石油大体相同的构造中;③凝析气,是一种含有凝析物(油)的气体,这种气体冒出地面后,由于温度和压力的下降,会析出液态凝析物,它是一种轻质的、淡黄色液态烃,称为凝析油。
(3)煤层气:也称煤型气,是指煤在煤化过程中变质作用阶段所形成的天然气,是赋存于煤层中的自生自储式非常规天然气。煤矿开采过程中不时涌出或爆炸的瓦斯,就是煤层气。在实际应用中,有人也称之为煤成气。从真正意义上讲,煤成气是指煤或煤系有机质在天然热力作用下生成的热解气,多聚集于煤层之外其他储层中。
煤层气作为一种新兴、洁净、高效的能源,已被世界上许多国家开发利用。世界煤炭资源非常丰富,因此煤层气潜量巨大。就目前所知,在世界发现的26个最大气田中,有16个是煤层气气田,其最终探明储量占26个最大气田总探明储量的72.2%。煤层气将成为今后世界上开发的最主要能源矿产之一。
近年来,随着洁净煤技术热潮在全球范围内的兴起,煤炭地下气化技术得到了迅猛发展。煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。这种人为的使煤产生的可燃气不属于天然气范畴,但对煤的洁净和充分利用以及替代天然气资源具有变革性意义。
(4)天然气水合物:天然气水合物是近年来发现的一种新能源,预计40年或50年后将大部分替代行将枯竭的石油和天然气。天然气水合物是由碳氢气体(主要是甲烷气)与水分子组成的一种冰状固体物质,在低温(<10t)、高压(>10 MPa)下由有机质形成并储存于深海底之下的浅层沉积物孔隙内,大陆上永久冻土带也有大量天然气水合物。据估算,其资源量为(1.8~2.1)×1016m3,相当于全球石油、天然气和煤总资源量的两倍,其总量之大足以成为未来相当长时期内世界开发利用的潜在能源。
(5)无机成因气:泛指在沉积作用过程中捕获的气体、岩石受热分解以及遭受变质后的脱气、岩浆析出气等各种无机成因的天然气。形成气藏的主要是CO2气。
三、油气藏和油气显示
1.油气藏的形成
油气藏是油气聚集的最基本单位。它的形成首先要有产生大量油气的生油(气)岩(烃源岩);其次要有具渗透性的储集岩,以容纳从生油岩中运移出来的油气;第三要有储集岩与非渗透性盖层或其他遮挡因素所组成的圈闭,以捕捉和聚集油气。
(1)生油(气)岩:指可能产生或已产生石油(气)的岩石。由生油(气)岩组成的地层叫生油(气)层。在一定地质时期内所形成的生油(气)岩与非生油(气)岩的岩性组合,叫生油(气)岩系。生油(气)岩都是富含有机质的细粒沉积岩,以暗色的泥质岩和泥晶碳酸盐岩类为主。世界上所有大型油气田差不多都和泥岩、泥灰岩密切相关。在实际工作中,要准确地鉴定或定量地评价生油(气)岩,通常要进行有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度指标及有机质转化指标等方面的测试和研究。
(2)储集岩:指能够储存石油和天然气,又能输出油气的岩石。由储集岩构成的地层,称储集层或储层。储集岩必须同时具备良好的孔隙性和渗透性。砂岩的孔隙度高,并且渗透性能好,因而是良好的储集层。其次为石灰岩和白云岩。裂隙发育的页岩、变质岩和火山岩也可以作为储集层。目前世界上已发现的油气,99%以上储集在沉积岩储层中,其中又以碎屑岩和碳酸盐岩储集层为主。碎屑岩储集层包括砂砾岩、砂岩、粉砂岩及未胶结或胶结松散的砂层;碳酸盐岩储集层的岩石类型主要为粒屑灰岩、生物骨架灰岩等。
(3)盖层:指位于储集层之上,能对储集层起封隔作用、阻止油气向上逸散的岩层。组成盖层的岩石为不具渗透性的岩石,如泥岩、页岩、蒸发岩。其中,泥岩和页岩盖层常与碎屑岩储集层伴生,而蒸发岩盖层则多与碳酸盐岩储集层并存。
(4)油气的运移:有机物质转变成油气只是提供了形成油气藏的物质来源,只有使分散状态的油气经过运移而大量聚集后才能形成油气藏。油气的运移就是油气在地壳中因自然因素引起的移动。引起油气运移的动力因素有:上覆沉积负荷不断增加,导致压实作用而形成流体运动;由于埋藏深度增加,在温度升高的热力作用下,流体膨胀造成流体运动;其他动力因素,如粘土矿物脱水作用、毛细管作用、水动力作用等。油气从生油(气)岩中向外运移的过程,称为初次运移。油气脱离生油(气)岩后在储集层内运移,称二次运移。只有当储集层具有一定的倾角以及构造运动形成圈闭时,储集层中的油气和水才能在动压力、重力及水力等因素作用下继续向岩层上倾方向运动,直至遇到能捕获油气的圈闭,油气聚集起来形成油气藏。
(5)圈闭和油气藏:圈闭亦称油(气)捕,指能阻止油气在储集层中继续运移并将其聚集起来的空间场所。圈闭必须具备储集层、盖层和一定的遮挡(或封闭)条件。根据控制圈闭形成的地质因素,圈闭可分为3种基本类型(图10-4):Ⅰ类为构造圈闭,为储集层在褶皱和断层作用下形成的圈闭,包括背斜圈闭、断层圈闭、裂缝性圈闭、刺穿构造圈闭;Ⅱ类为岩性圈闭,为储集层岩性横向变化造成的圈闭,包括透镜体圈闭、岩性倾向尖灭圈闭、生物礁圈闭;Ⅲ类为地层圈闭,是一组不渗透性岩层,不整合覆盖在具有储集性岩石上面造成的圈闭,包括不整合圈闭、潜伏剥蚀突起圈闭。通常最重要的圈闭是背斜构造,油气常聚集在背斜的顶部。
图10-4 圈闭的类型及油气藏类型示意图
聚集了一定数量油和气的圈闭,称油气藏。如果圈闭中仅聚集了石油,称油藏;只聚集了天然气,称为气藏。储量可供工业开采的油气藏,称为工业油气藏。一个地区,只有具备生油层、储油层、盖层、圈闭等基本条件,并且油气经运移进入圈闭聚集,才会形成油气藏。
2.油气显示
油气显示是指石油、天然气以及石油衍生物在地表的天然露头,有时也包括钻井岩芯或矿井巷道中见到的含油气迹象。其中,石油衍生物是指由石油演变而来的一系列有机矿物。常见的宏观直接油气显示有:由地下沿断层或其他通道向上运移而透出地表的液态原油,称为油苗,随地下水渗出或随泥浆涌出,呈薄膜状浮于其表面者,称为油膜;气苗通常在水中或泥浆中呈连续或断续的气泡冒出,有时从土壤或岩石中直接溢出,并可嗅到特殊的气味,甚至听到嗤嗤的响声;被液态原油浸染的岩石通常为砂岩,含油砂岩分为油砂和油斑,油砂指全部被原油所浸润的砂岩,油斑则指局部被原油浸染的砂岩;地下高压的天然气挟带地下水、泥砂、岩块喷出地表,所携带的泥砂等固体物质在溢出口形成锥状堆积体,即泥火山,实际上,泥火山是气苗的一种特殊形式;地表岩石含有石油沥青矿物(地蜡和沥青)属于固体显示。油气显示对油气藏的调查勘探工作具有重要意义。
四、油气田和含油气盆地
在地表同一块面积下,油气藏类型和数目可以是单一的,也可以是多组合的,即存在着不同圈闭类型或同种圈闭的多个油气藏。一般把受单一地质因素控制的同一面积内油气藏的总和称油气田。如果在同一面积下,圈闭中只聚集了石油或天然气,则称为油田或气田。
含油气盆地指有过油气生成,并运移聚集成为工业油气田的沉积盆地。含油气盆地在其地质发展演化的某一时期为沉积坳陷区,在同一盆地内或若干生油期,有相似的油气聚集过程。沉积盆地的基底可以是古老变质岩系或老的沉积岩层,其上有含油沉积盖层。在横向上常表现有分割性,隆起和凹陷相间。凹陷区往往是有利的生油环境,而隆起区则对油气聚集非常有利。
发现和勘探油气田首先要对该地区的含油气远景作出正确的评价,评价的内容主要有:①区域构造条件,含油气盆地的内部构造特征;②区域地层关系、生油层、储油层、盖层的组合条件;③油气圈闭条件,尤其是构造圈闭类型和特征;④油气藏的保存条件;⑤油气显示。