⑴ 埋藏在地下千米的石油到底是怎么形成的
石油是由古代生物(包括动物与植物,尤以浮游生物为主)生成的,既有机成因,这一点也被大多数学者认同。然而,随着全球范围内石油勘探难度的增加和人们对油田的认识加深,越来越多的现象用这种的理论无法解释,长期失宠的无机成油理论又重新受到世界石油地质家的普遍重视。
但是在地壳裂开以后,那里地幔的超高压状态被打破,原来的稳定结构被破坏,使之发生热膨胀,不断地释放内能而蜕变为岩浆。沿着裂缝上涌的岩浆由于发生热膨胀而不断耗散内能,在特定的压强和温度下,重新达到内和外力平衡,进而演化出100多种元素。石油就是地幔发生热膨胀时,在特定的环境中形成的一种新物质形态。大家有别的看法吗?一起来交流呀。
⑵ 能源的资源储量如何
资源和储量术语多种多样。将不同的能源潜力进行比较时,由于所采用的能量定量术语几乎没有一致性可言,情况就变得极为复杂。石油的储量用桶来表述(百万桶或几十亿桶),一桶油等于42加仑。油的能量含量是可变的,但平均数为580万英热单位/桶。油产量和消耗量一般用“桶/天”表示(BOPD)。天然气量用千立方英尺(MCF)表示。有时在中间插入“S”(MSCF)表示气量是在标准温度和压力条件下计量的。气的能量单位通常为1000英热单位/立方英尺,或百万英热单位/千立方英尺(较大气量可以用几百万、几十亿、甚至几千亿立方英尺表示,但都是千进制。应用公司通常都采用较小单位计量,即百立方英尺(CCF)。公制单位用立方米,而不是立方英尺。
下面给出了几种常用的能量表述单位:
1Btu(英热单位)=1055J(焦)=252cal(卡)
=0.000293kW·h(千瓦小时)
如果表述的范围值大,则用不同的前缀表示:
1MJ=106J1TJ=1012J1PJ=1015J1EJ=1018J1quad(夸特)=1015 Btu=1.055EJ油和煤的能量含量虽不尽相同,但许多作者都用如下表述给资源定量:
1tce(吨煤当量)=2778万英热单位1toe(吨油当量)=4000万英热单位由于每个特定的术语本身都不尽相同,所以这里给出的换算只是大概的平均数。例如,同样是以“Btu”计量能量,但不同的压力和温度下的值就有所变化,好在这种变化的量很小(两种状态下的误差只有0.1%)。资源和储量估算中的误差很大,但这种变化可以忽略不计。
描述不同能源及其利用潜力的术语多得数不胜数,最准确的可能还是“资源基础”这一术语,它是指已知条件下已知能源存在的总量。全球太阳能的资源基础是指太阳传给地球的能量总量,由于太阳能持续不断地到达地球,因此计量表述上要有“年”或某种时间概念。非洲的石油资源基础是指整个非洲大陆地下存在的油的总量的估算,不同专家给出的估算值可能会有巨大差异,非洲大陆油气勘探程度低,这种差异就更为明显。
从地球中开采出的所有能源都必须经过地下勘探才能找到,因此,化石燃料、核能及地热资源的已知资源量可能只占总量很小的一部分。一个地区,勘探程度越高,资源基础已知的部分就越大,但对地下存在的资源量的认识程度会有区别。如果地质勘探表明某一地区有资源存在,地质学家们就可以推测出该地区未勘探区域所具备的资源量。
各公司和决策者们最关心的是还有多少资源可开采出来加以利用。受经济和技术条件限制,要把所有的可采资源量都开发出来绝不可能,因此“储量”这一术语是指在现有经济和技术条件下可采出的总量。单独使用“储量”一词时,最可能的意义是指(经生产证实的)探明储量,细分还有“控制储量”(inferred reserves),是指通过勘测认识的量,但未经开发证实。评价可采资源量比评价原始地质总量更有意义,因此,针对资源基础的估算量,用可采百分比的概念来确定未发现的储量,发现储量和未发现储量之和称为可采资源量。
对于能开发成连续能量流的能量形式(太阳能、风力和水力),则无储量可言。因此,非衰竭性能源其潜在的可获取量(与实际显现的储量相比)被称为生产能力。
衰竭性能源,已开发的量被称为“产出量”(proced),一经产出,就不再具备资源量,而非衰竭性能源,相应的产出部分被称为产量(proction),并可以持续利用。无论是“产出量”还是“产量”,对于地下资源来说,是唯一可以直接计量的指标,而对于非衰竭性能源,则是最确定的数字计量。还有许多不同的分类来表述不同的核实程度和经济产能,在有关能源量的沟通方面引起了相当程度的混淆。
生物燃料和地热资源介于衰竭性和非衰竭性两类能源之间,其原因是这两种资源都有一定的再生能力和蓄积能力。
令人沮丧的是,在许多流行出版物的报告中,甚至有一些专业技术作者也把“资源量”和“储量”混为一谈。如本书后几章说明的那样,已知石油资源量的最终采收率不可能超过30%,如果将已知资源量(known resource)和储量(reserves)搞混,误差高达300%;如果将总的资源基础(total resource base)和储量(reserve)混用,误差就有可能达到百分之几千。
人们之所以对“石油用尽”这一说法感到困惑,上述情况是很重要的一个原因。即使没有把资源量和储量搞混,用可延续多少年来表示目前储量也有问题。其实,以目前的产量水平,用时间长度来表示当前储量并没有实际意义,新发现不断使储量增加,而生产又使储量减少;用储采比来表示还有多少剩余油,这种方法忽略了新发现储量、技术改进及价格上涨(随能源供应短缺而持续)等因素,而这些因素都有可能提高最终采收率,从而提高已知资源量中的储量部分。下面这段话(注1)可能出自20世纪70年代某文章的标题,实际上引自1919年的美国燃料研究:“(美国石油的总储量)以目前的消耗水平可持续14年……今后25年左右,美国石油供应将彻底枯竭。”这段话生动地表现了“储采比”做法的缺陷。
术语缺乏统一的标准原因有很多,其中之一是可再生资源和不可再生资源不同。比如,要想谈论太阳能的最终采收率,最起码要预测一下人类还能存续多长时间,这样做没有任何实际意义。虽然许多种能源形式都可使用“资源基础”这一概念,但用于可再生能源时就要格外注意。每年到达地球的太阳能有4000万亿英热单位,相当于1980年全世界(商业性)能源消耗的15000倍(注2),既然如此,难道可以认为太阳能的资源基础是世界能源需求的15000倍吗?当然不能,捕获的光子用于发电后,就不能再用于光合作用、将水蒸发形成云或日光浴,太阳能有相当一部分用来延续地球上的生命,那么对太阳能资源基础最客观的估算,也只占入射地球表面阳光中很小的一部分。但不管怎么说,太阳能有丰富的资源基础,至少在理论上能满足全人类的能量需求,只是因为受限于技术水平而无法使用和储存,其他一些可再生能源也存在类似问题。
能源分类所采用的术语其实很容易引起误导,如可再生能源、化石燃料、核能等等。那么每遇到一个术语,建议大家在使用前先弄清它的含义。
可再生资源
可再生性资源一般包括太阳能、水力、风能和生物燃料(生物燃料是指可以用做燃料的、近期死亡的有机质)。实际上,太阳能不可再生,太阳本身燃烧,将氢气原子融入氦,释放出像电子辐射一样的核能。事实上,太阳内部每秒有大约65700万吨的氢气熔化,变成65300万吨的氦,400万吨的差表示这部分物质转换成了能量(注3),这一过程中没有再生步骤,一对氢核子一旦熔合,就不再分裂再次熔合,太阳本身的大小和热度都不足以将这种熔合作用再推进一步。之所以称太阳能为可再生能源,只是因为它不受人类干扰持续不断地到达地球表面,而且可能会一直延续到人类历史的终结。太阳能尽管有巨大的资源量,但太阳本身的生命也有限,也会衰老,科学家预言太阳还能再释放五十亿年的能量。
有些作者声称其他所有可再生能源都是从太阳能衍生出来的,其实不尽然。风能产生的部分原因就是由于地球自转,潮汐(本书将之归类为水力发电资源的一种)则在月球的引力作用下产生。当然了,生物燃料和河流的水力发电利用了其本身储存的能量,而这部分能量是从太阳衍生而来,因此生长过程和水循环过程虽然生生不息,但这种过程很大程度上都依赖于有限的资源。
很多人没有把地热归为可再生能源,但地热的再生能力其实很强。地球内部自然放射性衰变、重力、也许还有其他的力,产生了一股相当稳定的热流,并能使热量不断得到补充,关于这些过程的实际意义还有争论,但与太阳能相比,地热的资源量也很大,且有再生的过程。
上述分类基本上从学术角度出发,某种程度上太过琐细。太阳能有巨大的资源基础,这当然毋庸置疑,人类活动不会使太阳能衰竭,这也是不争的事实。但需要强调一点:再生能力并不是绝对的。比如说,一般认为化石燃料是不可再生资源,但实际上,每年大约有16000吨油当量的植物燃料腐烂,使化石燃料资源得到补充(注4)。(全球气候温暖且有巨大沼泽的地质时代,再生速度远高于此,目前人类的各种活动,如乱砍滥伐、沼泽枯竭、过度占用耕地等降低了这种再生速度,但再生绝没有停止。)
绝大部分称为可再生的能源(如风能、太阳能、水力)都属于不受人类活动影响的资源。关于可再生资源,争议最多的就是植物燃料,它像煤、油和气一样持续不断地形成,再生速度也远远高于化石燃料,但尽管它可源源不断地生产出来,新的植物燃料资源却要依赖于现有的储量基础(森林等)。人类活动能够而且也确实衰减了这一资源基础,继而又降低了再生速度。
化石燃料
什么是化石燃料?本质上它和植物燃料相同,唯一区别是其构成物质死亡时间的长短。(根据最为流行的地质理论)化石燃料是:某种程度上,在温度、压力、化学反应和时间作用下而改变的、满载碳物质的死亡有机体的残骸,包括煤、油、气和干酪根(油页岩),并可持续再生。几百万年前所发生的死亡、腐烂、自然埋藏(海底和湖底沉积物)过程,形成了今天的煤田、油田和气田,这一过程今天也同样在进行。其实,只要去一趟佛罗里达州的奥克弗诺基沼泽(Okefenoke swamps)或北卡罗来纳州的迪斯默尔沼泽(Dismal Swamp),就能观察到未来煤层形成的早期过程。之所以说化石燃料不可再生,是因为人类一开始使用化石燃料,其消耗速度就超过了再生速度。
核能
破坏少量物质就可释放出巨大的核能。其具体过程是大核子分裂成小核子或小核子聚合成大核子。对于人类来说,分裂大核子相对容易一些,因为某些自然状态的原子核,如铀235的原子核本身就很不稳定,只需把中子填到原子核中,它就会裂变,释放出巨大的能量。若是把两个原子核放在一起让其熔合聚变就会产生更大的能量。风和日丽的天气里,我们能清楚地感受到原子核聚变的潜力——太阳能就来自于太阳中的熔合聚变作用。但利用原子核的电荷很难将原子核拉到足够近的距离使其熔合,因此需要一种可作为触发器的巨大能量来开始聚变作用,这是目前技术和利用原子核聚变之间的一道障碍。
⑶ 石油是怎么形成的
一、1763年,俄国科学家罗蒙诺索夫首先表明观点:石油起源于植物。
二、1876年,俄国化学家门捷列夫提出了“碳化说”。他认为,地球上有丰富的铁和碳,在地球形成初期,它们可能化合成大量碳化铁,以后又与过热的地下水作用,就生成碳氢化合物。
碳氢化合物沿着地壳裂缝上升到适当的部位储存凝结,最终形成石油。但这一假说的不足之处是:地球深处的碳化铁含量极其微小,并且地球内部的高温也使地下水无法到达地球深处。
三、1866年,勒斯奎劳第一个提出了石油的“有机成因说”,认为石油可能是由古代海生的纤维状植物沉积到地层以后慢慢转化而成的。
四、1888年,杰菲尔指出石油是海生动物的脂肪经过一系列变化而形成的。二十世纪三十年代,前苏联的古勃金又提出了石油的“动植物混合成因说”;四、五十年代,有人还提出石油的“分子生油说”,就是油烃类是沉积岩中的分散有机质在成岩作用早期转变而成的。
五、十九世纪末,俄国另一位科学家索科洛夫提出了“宇宙成因”假说。他认为,在地球还处在溶融的火球状态时,吸收了大量原始大气中的碳氢化合物。随着原始地球不断冷却,这些碳氢化合物逐渐凝结埋藏,并在地壳中形成石油。
六、1951年,前苏联地质学家创立了“岩浆说”。他们认为,石油是在地球深部的岩浆作用中形成的。地球深处的岩浆里面,不仅有碳和氢,而且有氧、碳、氮等元素。
在岩浆从高温到低温的变化过程中,这些元素进行了一系列的化学反应,从而形成甲烷、碳氢化合物等一系列石油中的化合物。伴随着岩浆的侵入和喷发,这些石油化合物在地壳内部迁移、聚集、最终形成石油矿藏。
(3)地质学家石油储量怎么看扩展阅读:
石油,地质勘探的主要对象之一,是一种粘稠的、深褐色液体,被称为“工业的血液”。地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。
石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说,前者较广为接受,认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于生物沉积变油,不可再生。
后者认为石油是由地壳内本身的碳生成,与生物无关,可再生。石油主要被用来作为燃油和汽油,也是许多化学工业产品,如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。
石油的成分主要有:油质(这是其主要成分)、胶质(一种粘性的半固体物质)、沥青质(暗褐色或黑色脆性固体物质)、碳质。石油是由碳氢化合物为主混合而成的,具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体。
严格地说,石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。构成石油的化学物质用蒸馏能分解。原油作为加工的产品,有煤油、苯、汽油、石蜡、沥青等。严格地说,石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。分子量最小的4种烃,全都是煤气 。
原油的颜色非常丰富,有甚红、金黄、墨绿、黑、褐红、至透明;原油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量决定的,含的越高颜色越深。我国重庆黄瓜山和华北大港油田有的井产无色石油,克拉玛依石油呈褐至黑色,大庆、胜利、玉门石油均为黑色。
无色石油在美国加利福尼亚、原苏联巴库、罗马尼亚和印尼的苏门答腊均有产出。无色石油的形成,可能同运移过程中,带色的胶质和沥青质被岩石吸附有关。但是不同程度的深色石油占绝对多数,几乎遍布于世界各大含油气盆地 。
⑷ 储量预测模型
2.5.1.1 发现史模型法预测储量发现趋势
根据盆地油气储量发现史与相邻地区油气储量发现规律的比较分析,并结合盆地的地质条件,建立盆地储量发现阶段的划分模式。分析国内外含油气盆地油气储量发现规律,认为其油气勘探和储量发现过程具有渐进性、阶段性和长期性。一般认为,盆地储量发现高峰期可能在探明程度达到30%~35%时结束,在高峰期内的年探明速度一般在1.0%以上,随着探明程度增加年探明速度会逐渐降低。
2.5.1.2 龚帕兹(Gompertz)预测模型
在油气勘探过程中,储量的增长必然经历从初期的缓慢增长到勘探中期的高速增长,直到勘探后期的逐渐递减这样的发展演化过程。龚帕兹预测模型可以用指数方程的形式表示这种过程[54,55]:
中美石油生产与消费历史对比研究
式中的求和是对α年来所有储量数据进行的,这样可以求得每年相对前一年的储量增长的比例。如果α取90,就可以求出油气田在90年里的储量增长系数。
USGS在研究中所采用的储量增长函数是石油储量增长函数和天然气储量增长函数的平均值,并假定储量增长系数在油田发现90年后为1.0,即油田发现并开采90年后就没有储量增长了[59~62]。图2.4为储量增长函数的曲线特征。
USGS储量增长预测方法的流程见图2.5。