《新疆石油地质》
进入工业革命以来,石油和煤炭、天然气一起,作为三大传统石化能源,对推动全球经济社会发展、提升人们生活水平发挥了举足轻重的作用。随着应对气候变化逐渐提上世界各国的议事日程,降低石化能源的开采和利用效率,同时提高新型可再生能源的比例,成为能源结构调整的重要内容。不过,从目前情况看,石油仍然是除了煤炭之外,世界上利用最为广泛、使用规模最大的能源。
石油的形成过程
从石油的组成来看,它主要是由烃类化合物所组成,占比达到80%甚至90%以上,另外还含有少量的硫化物、氮化物、氧化物以及沥青物质,共同组成了非常黏稠的混合液体。关于石油的形成过程,历来科学界对之有着截然不同的观点,总体上分为两大类,一种是有机物生成说,一种是无机物生成说。
有机物生成说是目前科学界对于石油形成比较主流的观点,这里简要说一下其形成过程。历史上大量的动植物残骸,在地质作用、沉积作用等的影响下被埋入地下,通过漫长的时间,残骸中富含的大量有机物,与埋入环境中的泥沙、岩石等形成有机质淤泥。长期与外界的隔绝,并且在重力的影响下,这些有机质淤泥通过厌氧菌的分解作用,形成含有许多有机质的液态小油滴,然后逐渐向地层深入沉积、聚集。
当沉积的深度逐渐增加时,这些聚集起来的油滴所处环境的温度和压力不断升高,油液的迁移活性也随之增强,最后沿着岩石的缝隙,转移到下部砂岩层的上方。由于砂岩层非常致密,油液再也突破不过去,最后在地层深处,依靠砂岩层的形状和界限,围成了一个贮油层。
而在贮油层高温高压的环境中,一部分烃类物质发生分解,形成气体,飘散在油层的上方,形成天然气。而在压力作用下,部分石油物质被压进底部的砂岩中,形成天然的石油矿底层边界,甚至有的会形成油页岩矿藏。
世界上到底蕴藏有多少石油资源?
地球上石油的蕴藏量,一直以来都没有一个准确的数据。因为人类目前对于地层结构、地下环境的认知,还处于非常初级的地步。和其它矿产资源一样,石油在地下所处地质环境的复杂性、地质运动的不可预测性、矿层边界的不可确定性,等等,都限制了我们对各种矿产资源总量的估测。
虽然我们能够从机理上判断石油的形成过程,但是受限于上述条件以及我们勘探技术的有限性,我们并不能全面、准确、实时地监测到石油矿藏的埋藏区位、总体形态以及边界特征,对于地下矿产资源的了解程度,我们依然像是在一间黑屋子里摸索一样,始终没有统一、明确的结论。
长期以来,世界各国对于石油资源蕴藏量的预测,完全是基于当时的科学技术水平,对埋藏条件和地质条件的综合判断所下的结论。随着科学技术的发展,这些结论都是呈现动态变化的,当探测技术和模拟条件越来越进步,那么所探测到的蕴藏量势必会随之提高。
从上世纪初科学家预测地球上的石油资源,仅能供应人类需求50年,到现在,我们在更加先进的探测技术条件下,预测地球剩余的石油总储量仍有1万亿吨上下,其中有40%左右具备开采条件,所以,地球上的石油仍可供人类使用至少20年左右。这就是为什么感觉地球上的石油,这么多年过去了,依然“开采不完”的道理。
石油开采后留下的缝隙怎么办?
世界上的大多数油田,在开采时都需要进行“加压”操作,仅有少量的油田,其内部压力能大到可以推动石油喷涌上来的程度。所以,在开采油田的过程中,一般都是钻探两个深孔,一个是注水井,一个是抽油井。通过外部能量,将水从注水井打进油层的最底部,由于水和油密度相差较大,而且油比水轻,埋藏在地底深处的石油,便会漂浮在水的上方,并且在水压的推挤下,从地下向上移动,这个时候通过抽油井,便很轻松地将石油抽到地面上来。
在油层中的石油抽得差不多时,要实施封井,即把先前所打的两个深孔都封起来,这样原来被石油充满的岩层以及缝隙,就会完全被水所代替,油层周围岩石所受到的压力,在开采前后变化并不明显,因此能够保持原来的稳定状态。正是基于石油的液体状态以及开采的工序特点,在开采石油时,并不会像开采煤炭以及其它固体矿藏那样有时会发生塌陷事故,地层结构还是能够保持非常稳定的状态的。
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