進(jìn)入工業(yè)革命以來,石油和煤炭、天然氣一起,作為三大傳統(tǒng)石化能源,對推動全球經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、提升人們生活水平發(fā)揮了舉足輕重的作用。隨著應(yīng)對氣候變化逐漸提上世界各國的議事日程,降低石化能源的開采和利用效率,同時提高新型可再生能源的比例,成為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要內(nèi)容。不過,從目前情況看,石油仍然是除了煤炭之外,世界上利用最為廣泛、使用規(guī)模最大的能源。 石油的形成過程 從石油的組成來看,它主要是由烴類化合物所組成,占比達(dá)到80%甚至90%以上,另外還含有少量的硫化物、氮化物、氧化物以及瀝青物質(zhì),共同組成了非常黏稠的混合液體。關(guān)于石油的形成過程,歷來科學(xué)界對之有著截然不同的觀點(diǎn),總體上分為兩大類,一種是有機(jī)物生成說,一種是無機(jī)物生成說。 有機(jī)物生成說是目前科學(xué)界對于石油形成比較主流的觀點(diǎn),這里簡要說一下其形成過程。歷史上大量的動植物殘骸,在地質(zhì)作用、沉積作用等的影響下被埋入地下,通過漫長的時間,殘骸中富含的大量有機(jī)物,與埋入環(huán)境中的泥沙、巖石等形成有機(jī)質(zhì)淤泥。長期與外界的隔絕,并且在重力的影響下,這些有機(jī)質(zhì)淤泥通過厭氧菌的分解作用,形成含有許多有機(jī)質(zhì)的液態(tài)小油滴,然后逐漸向地層深入沉積、聚集。 當(dāng)沉積的深度逐漸增加時,這些聚集起來的油滴所處環(huán)境的溫度和壓力不斷升高,油液的遷移活性也隨之增強(qiáng),最后沿著巖石的縫隙,轉(zhuǎn)移到下部砂巖層的上方。由于砂巖層非常致密,油液再也突破不過去,最后在地層深處,依靠砂巖層的形狀和界限,圍成了一個貯油層。 而在貯油層高溫高壓的環(huán)境中,一部分烴類物質(zhì)發(fā)生分解,形成氣體,飄散在油層的上方,形成天然氣。而在壓力作用下,部分石油物質(zhì)被壓進(jìn)底部的砂巖中,形成天然的石油礦底層邊界,甚至有的會形成油頁巖礦藏。 世界上到底蘊(yùn)藏有多少石油資源? 地球上石油的蘊(yùn)藏量,一直以來都沒有一個準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。因?yàn)槿祟惸壳皩τ诘貙咏Y(jié)構(gòu)、地下環(huán)境的認(rèn)知,還處于非常初級的地步。和其它礦產(chǎn)資源一樣,石油在地下所處地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性、地質(zhì)運(yùn)動的不可預(yù)測性、礦層邊界的不可確定性,等等,都限制了我們對各種礦產(chǎn)資源總量的估測。 雖然我們能夠從機(jī)理上判斷石油的形成過程,但是受限于上述條件以及我們勘探技術(shù)的有限性,我們并不能全面、準(zhǔn)確、實(shí)時地監(jiān)測到石油礦藏的埋西藏位、總體形態(tài)以及邊界特征,對于地下礦產(chǎn)資源的了解程度,我們依然像是在一間黑屋子里摸索一樣,始終沒有統(tǒng)一、明確的結(jié)論。 長期以來,世界各國對于石油資源蘊(yùn)藏量的預(yù)測,完全是基于當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)水平,對埋藏條件和地質(zhì)條件的綜合判斷所下的結(jié)論。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,這些結(jié)論都是呈現(xiàn)動態(tài)變化的,當(dāng)探測技術(shù)和模擬條件越來越進(jìn)步,那么所探測到的蘊(yùn)藏量勢必會隨之提高。 從上世紀(jì)初科學(xué)家預(yù)測地球上的石油資源,僅能供應(yīng)人類需求50年,到現(xiàn)在,我們在更加先進(jìn)的探測技術(shù)條件下,預(yù)測地球剩余的石油總儲量仍有1萬億噸上下,其中有40%左右具備開采條件,所以,地球上的石油仍可供人類使用至少20年左右。這就是為什么感覺地球上的石油,這么多年過去了,依然“開采不完”的道理。 石油開采后留下的縫隙怎么辦? 世界上的大多數(shù)油田,在開采時都需要進(jìn)行“加壓”操作,僅有少量的油田,其內(nèi)部壓力能大到可以推動石油噴涌上來的程度。所以,在開采油田的過程中,一般都是鉆探兩個深孔,一個是注水井,一個是抽油井。通過外部能量,將水從注水井打進(jìn)油層的最底部,由于水和油密度相差較大,而且油比水輕,埋藏在地底深處的石油,便會漂浮在水的上方,并且在水壓的推擠下,從地下向上移動,這個時候通過抽油井,便很輕松地將石油抽到地面上來。 在油層中的石油抽得差不多時,要實(shí)施封井,即把先前所打的兩個深孔都封起來,這樣原來被石油充滿的巖層以及縫隙,就會完全被水所代替,油層周圍巖石所受到的壓力,在開采前后變化并不明顯,因此能夠保持原來的穩(wěn)定狀態(tài)。正是基于石油的液體狀態(tài)以及開采的工序特點(diǎn),在開采石油時,并不會像開采煤炭以及其它固體礦藏那樣有時會發(fā)生塌陷事故,地層結(jié)構(gòu)還是能夠保持非常穩(wěn)定的狀態(tài)的。 目前,世界上最深的油井,是俄羅斯在庫頁島上鉆探的Odoptu OP-11油井,深度達(dá)到12345米,我國2019年在新疆塔里木盆地順北鷹的1號井完,實(shí)現(xiàn)了鉆井深度8588米,創(chuàng)造了亞洲之最。這些油井的深度,距離陸地地殼平均厚度33公里,差距還是非常大的。 |
|
來自: 天選小丑 > 《礦產(chǎn)礦物》