上一回我們說到內燃機的發明讓人們充分認識到石油的各個餾分并加以利用。
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從此,石油成為全世界能源的重要來源,在當今世界經濟和社會發展中占據舉足輕重的地位。
從交通運輸領域來看,汽車、飛機、船舶等主要交通工具都高度依賴石油衍生品作為燃料,為人們的出行和貨物的運輸提供了強大的動力支持。
在工業生產中,石油也是許多化工產品的基礎原料,廣泛應用于塑料、橡膠、纖維等制造業,極大地豐富了我們的生活物資。
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20世紀后半葉,全球能源結構從煤轉向油?,進入“石油時代”。
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兩次工業革命的技術革新與行業變革
石油不但重要,還很稀缺。
同全球許多重要資源一樣,石油的分布也極不均衡,主要集中在中東、北美、南美和俄羅斯等地區,海洋油田占全球總量約三分之一。
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全球石油分布圖
委內瑞拉的石油儲量位列全球第一,主要分布在西部馬拉開波湖地區及東部奧里諾科河流域,緊隨其后的是沙特阿拉伯。
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2020BP全球石油能源數據統計
?由于石油不可替代的戰略地位?及其?高度集中的地理分布?,使得國家間經常為保障供應、控制通道或爭奪資源而爆發沖突。
為什么石油在全球分布如此不均勻?這就要說到石油的形成與勘探。
一. 石油的形成:一滴“油”,億萬年
目前科學界尚未形成完全統一的定論?,主流理論?是有機成因說?。
按照該理論,石油主要是由分散在沉積物中的動物、植物等有機物質生成的。
數百萬年至數億年前,大量的浮游植物、藻類和動物死亡后,它們的遺體和殘骸等有機質沉積在海底或湖底并被其它碎屑沉積物或化學沉積物埋藏。
沉積物不斷累積、埋深,通過成巖作用形成沉積巖。
沉積巖中的有機質在埋藏過程中經歷了復雜的生物化學及化學變化,通過腐泥化和腐殖化過程形成了干酪根,成為生成石油的母質。
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油母質(Kerogen),音譯為干酪根
油母質的形成多數在沉積掩埋的早期,當時的地溫多不超過50℃。大約經歷幾千萬年,沉積物越埋越深,地溫越高(約100-150℃),油母質的成熟度達到一定范圍就轉化成烴(碳氫化合物),也就是液態石油或天然氣。
由于這些碳氫化合物比附近的巖石輕,它們會向上滲透進入生油巖地層的孔隙間。途中遇到不透油的地層受阻而停留下來,慢慢匯集在此地層中,越聚越多,就形成油田。
這是一段十分漫長的過程。
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既然湖中的爛泥也可能會在遙遠的未來變成石油,碳循環從未中斷,新的石油也一直在形成的路上。那為什么說石油是不可再生資源呢?
其實很簡單,這些石油都是數億到數百萬年時間沉淀的結果,對于我們人類來說,石油形成的時間太長約等于不可再生。
基于該理論,我們就可以進一步解釋原油為何在全世界分布不均。
1.古地理與古氣候條件差異?:石油主要由遠古海洋微生物(如藻類、浮游生物)在缺氧環境下經高溫高壓轉化形成。
這些生物大量繁盛并沉積的區域(如淺海、三角洲)才具備成油條件。地球歷史上,只有特定時期和地點滿足這一組合,導致成油“扎堆”發生??。
2?.板塊構造與沉積盆地形成?:地殼運動塑造了大型沉積盆地(如波斯灣、西西伯利亞盆地),這些區域長期穩定下沉,為有機質堆積和保存提供了理想空間。而其他地區或因抬升、侵蝕,或因缺乏沉積條件,未能形成富集??。
3.生烴—運移—聚集過程的局域性?:即使有機質廣泛分布,只有在具備良好烴源巖、儲集層、蓋層和圈閉構造的區域,石油才能有效聚集形成可開采油田。這種“四要素”匹配具有高度偶然性和區域性??。
4.時間尺度差異?:石油形成需數百萬至數千萬年,而地球各板塊演化路徑不同,導致成油高峰期集中在特定地質年代(如侏羅紀、白堊紀),進一步加劇分布不均??。
二. 石油的勘探
?我們需了解一個概念:地質儲量高 ≠ 可采儲量高。
由于地下地質結構復雜,不同地區的巖石層、構造、儲層等各異,油氣藏類型也各不相同,石油勘探和開采面臨著諸多挑戰。?
例如,某地地質儲量達100億噸,但若油藏埋深超5000米、油質稠密或儲層滲透率低,現有技術可能僅能采出10%~2%??。
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抽油機,俗稱“磕頭機”
尋找油氣資源,除了需要基礎的地質理論指導外,還需要一些勘探技術,地球物理勘探和鉆探是最重要的兩種途徑。
地球物理勘探的原理跟醫院的超聲、CT檢查很相似,也是通過聲波、電磁波等探測地下的地質結構信息。
石油勘探中最常用的地球物理勘探方法是地震勘探,在地表處人工激發彈性波,利用地下介質彈性和密度的差異,通過觀測和分析人工地震產生的地震波在地下的傳播規律,推斷地下巖層的性質和形態。
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海洋鉆機
作為一種重要且稀缺的資源,石油因而被世界各國瘋搶。
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