‘壹’ 石油的形成尚无定论,科学界是怎么样推断成因的
石油是地球上最宝贵的资源之一。任何一个国家,如果石油资源丰富,那一定是丰富的。像中国或者美国这样的大国,如果石油资源丰富,那一定是无敌的。如果世界上一些弱国,比如阿富汗、叙利亚,有这样宝贵的资源,肯定会被外国列强侵略。比如美国喜欢挑起战争,欺负那些弱国!石油是21世纪最宝贵、最稀缺的资源。到目前为止,人类还没有完全找到石油资源形成的根本原因。虽然一开始大部分人认为石油是由动物尸体埋藏在土壤中慢慢腐烂分解,再经过几千年慢慢发酵形成石油资源。但是随着人类科技的进步,很多科学家否定了这个答案,给出了几个猜想,但都与动物尸体无关。科学家还说,如果动物尸体可以形成石油,那么简单地说,人类根本不用担心石油资源用完之后去哪里!
但是,这个理论有一个问题。根据2019年已探明剩余可采石油储量数据,全球石油储量较上年略有增加。剩余探明可采石油储量2305.8亿吨,增长0.6%。如果有生物沉积变成石油,古代真的有那么多古代生物吗?但这个理论是目前最主流的,甚至一度被纳入教科书和书籍。
‘贰’ 苍茫大地如何寻觅油迹
在我们赖以生存的地球上,有辽阔的海洋,有高耸入云的山峰,有一望无际的平原,还有沙漠、高原、极地冰山。油气田在地球上占据的一席之地简直很小很小,面对苍茫大地,人们怎么寻找油田呢?
古时候人们就已发现地表湖泊水面上存在气苗,泉水中漂有石油,并且加以采集利用。利用地表出露的油、气苗,顺藤摸瓜到附近寻找石油和天然气这是最原始的方法。随着人类长期的找油活动,不断地认识自然,不断地改造自然,石油地质学从20世纪20年代的萌芽阶段发展至今已形成一套完整的石油地质理论,油气勘探的方法也随之得到大大改进。人类正是依靠这些科学理论来指导石油天然气的勘探工作的。
早期捞油图那么人类是如何在苍茫大地上寻找到石油和天然气呢?
航磁勘探在一个新的油气探区,寻找到油气要经历好几个勘查阶段。首先,根据航空勘测确定具有一定规模的沉积盆地;然后,要进行“野外石油地质调查”。地质学家、石油地质专家们背起简单的行装,沿着事先确定的线路进行实地测量、考察和采集样品。他们跋山涉水,风餐露宿,几乎走遍崇山大川,既浪漫又艰辛。接着是十分重要的室内分析研究工作,要搞清工区的地层情况,判定有没有生油岩和储层,查明工区的地质构造情况,指出下一步要“详查细测”的地区。就这样针对有利地区勘探工作一步步深入,最终提供出找油的地区。
在平原地区,一般是通过对周边山区的上述工作,把山区研究的成果和认识扩展到盆地内部,推测出盆地内的地层、构造,并结合区域上的含油气情况进行本区含油气远景预测。对含油气远景评价较好的平原区要开展早期的地球物理勘探工作,包括重力、磁法、电法勘探,并配合进行区域大剖面地震勘探,初步查明盆地的基底结构,划分出隆起和坳陷及次级的凸起和凹陷。然后通过地质综合分析,评价出面积大、沉降深的凹陷进行精细地震勘探。通常应根据需要确定主测线间距,并按先稀后密原则逐步加密测线。在地震勘探野外施工完成后,需将采集的地震资料送计算中心进行处理。再由资料分析专家对已有的各项资料,如钻井、测井、地层、野外露头区资料等进行综合解释工作,最后编制出可能含油层位的构造图以及相关图件,为钻探部署提供重要依据。
地表化探取样室内综合分析研究工作包括分析探区所有资料,并参照相邻探区的勘探成果和经验结合本区实际进行类比分析,以确定是否要钻探井和可能的井位。为了获得更多的地质信息,对于一个新凹陷打一口探井是必需的。钻探井的目的主要是尽量取得井下的地层、构造、油气水等重要资料,这种井定名为“参数井”。
人工地震勘探参数井钻探时,若在综合录井中发现油气显示,如在钻井液槽里布满油花、气泡,这时要停止钻进,循环钻井液进行观察;若油气上窜厉害或发生井涌、井喷,表明可能钻遇好的油层,就要考虑进行中途测试。测试前一般先要进行一次地球物理测井,以确定是否钻遇油气层,其厚度有多大;当证实有油层时,就要派中途测试队伍进行试油。如果一旦探井出油,这就意味着在苍茫无际的大地上新的油田诞生了。
‘叁’ 四川发现十亿吨大油田,科学家们是如何勘测石油的
地质勘探
如果说石油工作者的勘探会发现本区域有石油的存在,此时就会利用专业的技术在预先选定的位置处,打好圆柱并且还要到达地下油气层而这样的工作也就称之为钻井。要知道在石油勘探与游艇开发的过程当中,钻井骑着相当重要的作用,比如说查看已经正式尤其构造以及面积还有储量,比如说四川发现的10亿吨大油田正是通过这种方法才得到准确数据。
可以说关于油田以及地质资料的开发相关数据,包括将原油从地上输送到地面,都是通过钻井得以完成的,所以这项工作也是石油开采与勘探的重要环节之一。除了这些之外是有勘探的方法还有很多,由于篇幅选择的原因也只能介绍到这里,如果感兴趣可以寻找专业书籍。
‘肆’ 间接找油与直接找油的方法指什么
石油是地球发展的产物,它和天然气都是流体,不同于煤和其他金属矿床。油气可以在地下岩层中流动,所以石油生成的地方,不一定就是它储藏的地方。油气田是油气在地质发展过程中生成、运移、聚集的结果。所以,找油就是应用各种必要的和可能的侦察手段,认识地质构造及其发展特点,达到找到油气田的目的。
首先,是要揭开盆地的秘密,选准找油的主攻方向。前面已经讲到了认识盆地的主要方法和原理,那么,在辽阔的草原、人迹罕至的大漠戈壁滩,甚至在茫茫的大海上,是怎样把石油找出来的呢?
是不是有什么神秘的“武器”,像传说中的“穿山镜”一类,只要拿来一照,就能“一眼看穿”地层,找到地下的石油呢?不是的。自从两千多年前古代劳动人民认识了石油的可燃性以来,特别是近100多年的现代石油工业史开始以后,人们反复探索,已掌握了许多种认识地下情况、寻找石油的方法,大体可以分为间接找油与直接找油两大类。
在间接找油方法中,应用得最广、发展得最快、现代科学技术含量最多的当数地震勘探,它素有“石油勘探尖兵”之称。在认识了一个盆地的基本地质结构之后,要选准有利的含油地区作为主攻对象,就要靠地震勘探较可靠地查明地下构造情况,确定钻探位置,以使用较少的探井拿下更多的含油面积,提高探井成功率。
我国的大庆油田、胜利油田、大港油田、塔里木盆地中的轮南油田、克拉2大气田等都是较成功地用地震勘探方法找出来的。不仅如此,地震勘探还为这些大油气田的开发提供了可靠的依据。
地震勘探方法就是通过人工的方法引起地壳震动,并利用这种人工震动产生的地震波在地层内传播的特点来研究地层的起伏,从而寻找聚集石油、天然气的有利储集构造。
地震勘探就好像是医生用来给人诊断病情的X光透射机来给地壳进行“透视”,从而了解地下的情况。地震勘探中的“X射线”就是地震波,它的工作原理我们在前面已经讲过了。
这种间接找油法虽然是目前勘探的主要手段,而且勘探的精度不断地提高,但它存在一个致命的弱点:只能证明地下是否存在能够储存油气的地质构造而无法证实里面是否含有油气。为了解决这一难题,人们又发展出了许多直接找油的方法,其中用得最多、最有效果的是地表化学勘探法(图29)。
图29地表化探油气埋藏于地下深处,与地表之间存在不同的压力差,因此,油藏中的油气常常沿着地下岩层中的断裂和裂缝向地表扩散、渗透到地表。国内外研究结果表明,除了肉眼可见的地表油气苗之外,85%以上的油气藏上方都存在着地下烃类扩散的“蚀变晕”(化学物质异常区)。用化学和物理方法来检测这类“蚀变晕”,就可进一步查明地下可能存在的油藏,这就是“直接找油法”的基础。
从20世纪50年代开始,原苏联、美国、德国等国家就开始进行地表化探、细菌法和放射性法直接找油。我国从80年代中期开展这项工作(图30)。
图30野外地表化探取样地表化探的主要分析对象是土壤。为了避免表层土壤中生物的干扰,土壤采样的深度已从当初的0.5~1米发展到20世纪70年代的1~2米,80年代的5米,到近期的50~450米(俄罗斯)和10~450米(美国)。这样采样分析的结果准确度高,可以有效地判断地下深处是否有油气扩散。
由于石油的成分十分复杂,所以它们运移到地表形成的烃类(碳氢化合物——油气的主要成分)的成分也很复杂。常用的地表化探方法就是测量土壤中烃类气体、硫酸盐、汞、碘等,分析地下水中的苯、酚、沥青质、有机质的含量等。这种方法在俄罗斯的西西伯利亚、滨里海和伏尔加地区都见到了突出效果。美国十几个地区用这种直接找油法确定钻井的见油井达到了59%。我国的油气勘探部门在内蒙古二连盆地的额吉诺尔和白音木都、山东东营凹陷和句容凹陷、陕甘宁地区的鄂尔多斯盆地等,用直接找油方法都取得了很好的效果。
由于地下油气渗漏到地表的“蚀变晕”面积大多扩散得比较大,我国的石油地质工作者用飞机装载上仪器及利用卫星相片进行直接找油勘探,主要研究了渗透在地表的烃类物质的各种光谱特征。目前已经证实,在新疆北部和南部地区出现的斑点状为已知的含油区;环状、半环状为背斜或鼻状构造形成的烃类微渗透异常;带状为受大断层控制的微渗透通道;块状推测为岩性圈闭类型的地面反映。
石油中大多含有少量的放射性物质,也有专门以石油中的烃类物质为食的细菌,因此,这两项内容也成为地表化探直接找油的研究重点。
与地震勘探等间接找油方法相比,地表化探这类直接找油方法更为直观、定性更准确,在国内外的大范围荒漠地区和海洋石油勘探中发挥着越来越重要的作用,并取得了很大的成功。
但是,直接找油方法也存在着两个致命的缺陷:首先,分散在地表土壤层中的烃类物质的确是油藏中石油向上扩散的产物,但是它们只能证明地下曾经存在过油藏,却无法证明地下的油藏现在是否还存在,是否已被破坏了。此外,从油藏向上的扩散不一定是垂直方向的,大多是沿着地层中的断裂发生的,所以,地表的“蚀变晕”很可能不在油藏的正上方,有的甚至可能偏出上百米甚至几千米去。因此,世界各国的石油勘探一方面将直接与间接找油的方法结合起来,一方面还在深入地探讨油藏渗漏的机理和产物,以及正确地判识这类产物的技术方法、标准,去伪存真,力求以较少的资金找到更多的油气资源。
‘伍’ 地球上的石油到底是怎么来的
个人认为,石油的来源是生物尸体在高温高压下转变成液体碳氢化合物,这些化合物富集形成油田。
石油的化学成分是短链烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物。石油是现代工业应用中最重要的资源。现在许多国家都在为石油而战。比如中东战争和委内瑞拉局势的背后,最主要的原因是美国石油的利益交织在一起,这说明石油对一个国家的重要性。
大多数地质学家认为,石油是古代有机物经过长时间的压缩和加热而形成的。生物油形成理论在教科书中被广泛采用和传播。人们认为,石油是在古生物死亡后沉积的,是经过长期进化形成的。属于生物沉积,转化为石油,不可再生。
在生物发生和非生物发生方面,在碳氢化合物“碳+氢”合成的基本化学反应机理面前,只有倾向性的过程描述或猜想。
地球上的石油呢?它们起源于地球形成之初。宇宙中的各种尘埃中积聚了大量的石油。这些尘埃和大块岩石聚集在一起,相互碰撞形成了地球。根据相似溶解原理,分散的有机质自然聚集在一起,形成了今天的油田。这是地球上大量石油的来源!
‘陆’ 石油是怎么从地下发掘的
开采石油的第一关是勘探油田。今天的石油地质学家使用重力仪、磁力仪等仪器来寻找新的石油储藏。地表附近的石油可以使用露天开采的方式开采。不过今天除少数非常偏远地区的矿藏外这样的石油储藏已经几乎全部耗尽了。今天在加拿大艾伯塔的阿萨巴斯卡油砂还有这样的露天石油矿。在石油开采初期少数地方也曾有过打矿井进行地下开采的矿场。埋藏比较深的油田需要使用钻井才能开采。海底下的油矿需要使用石油平台来钻和开采。为了将钻头钻下来的碎屑以及润滑和冷却液运输出钻孔,钻柱和钻头是中空的。在钻井时使用的钻柱越来越长,钻柱可以使用螺旋连接在一起。钻柱的端头是钻头。大多数今天使用的钻头由三个相互之间成直角的、带齿的钻盘组成。在钻坚硬岩石是钻头上也可以配有金刚石。不过有些钻头也有其它的形状。一般钻头和钻柱由地上的驱动机构来旋转,钻头的直径比钻柱要大,这样钻柱周围形成一个空洞,在钻头的后面使用钢管来防止钻孔的壁塌落。 钻井液由中空的钻柱被高压送到钻头。钻井泥浆则被这个高压通过钻孔送回地面。钻井液必须具有高密度和高粘度。有些钻头使用钻井液来驱动钻头,其优点是只有 勘探石油
钻头,而不必整个钻柱被旋转。为了操作非常长的钻柱在钻孔的上方一般建立一个钻井架。在必要的情况下,今天工程师也可以使用定向钻井的技术绕弯钻井。这样可以绕过被居住的、地质上复杂的、受保护的或者被军事使用的地面来从侧面开采一个油田。地壳深处的石油受到上面底层以及可能伴随出现的天然气的压挤,它又比周围的水和岩石轻,因此在钻头触及含油层时它往往会被压力挤压喷射出来。为了防止这个喷射现代的钻机在钻柱的上端都有一个特殊的装置来防止喷井。一般来说刚刚开采的油田的油压足够高可以自己喷射到地面。随着石油被开采,其油压不断降低,后来就需要使用一个从地面通过钻柱驱动的泵来抽油。通过向油井内压水或天然气可以提高可以开采的油量。通过压入酸来溶解部分岩石(比如碳酸盐)可以提高含油层岩石的渗透性。随着开采时间的延长抽上来的液体中水的成分越来越大,后来水的成分大于油的成分,今天有些矿井中水的成分占90%以上。通过上述手段、按照当地的情况不同今天一个油田中20%至50%的含油可以被开采。剩下的油今天无法从含油的岩石中分解出来。通过以下手段可以再提高能够被开采的石油的量: 开采手段 1、通过压入沸水或高温水蒸汽,甚至通过燃烧部分地下的石油 2、压入氮气 3、压入二氧化碳来降低石油的黏度 4、压入轻汽油来降低石油的黏度 5、压入能够将油从岩石中分解出来的有机物的水溶液 6、压入改善油与水之间的表面张力的物质(清洁剂)的水溶液来使油从岩石中分解出来。 7、这些手段可以结合使用。虽然如此依然有相当大量的油无法被开采。 水下的油田的开采最困难。要开采水下的油田要使用浮动的石油平台。在这里定向钻井的技术使用得最多,使用这个技术可以扩大平台的开采面积
‘柒’ 石油勘探有几种方法。
(1)地震勘探:是根据地质学和物理学的原理,利用电子学和信息论等领域的新技术,采用人工方法引起地壳振动,如利用炸药爆炸产生人工地震。再用精密仪器记录下爆炸后地面上各点的震动情况,把记录下来的资料经过处理、解释。推断地下地质构造的特点,寻找可能的储油构造。目前,地震勘探是石油勘探中一种最常见和最重要的方法。
(2)重力勘探:各种岩石和矿物的密度是不同的,根据万有引力定律,其引力也不同。椐此研究出重力测量仪器,测量地面上各个部位的重力,排除区域性重力场的影响,就可得出局部的重力差值,发现异常区,称做重力勘探。它就是利用岩石和矿物的密度与重力场值之间,的内在联系来研究地下的地质构造。
(3)磁力勘探:各种岩石和矿物的磁性是不同的,测定地面各部位的磁力强弱来研究地下岩石矿物的分布和地质构造,称做磁力勘探。在油气田区。由于烃类向地面渗漏而形成还原环境,可把岩石或土壤中的氧化铁还原成磁铁矿,用磁力仪可以测出这种异常,并与其它勘探手段配合,发现油气田。
(4)电法勘探:它实质是利用岩石和矿物(包括其中的流体)的电阻率不同,在地面测量地下不同深度地层介质电性差异,以研究各层地质构造的方法,对高电阻率岩层如石灰岩等效果明显。
(5)地球化学勘探:根据大多数油气藏的上方都存在着烃类扩散的“蚀变晕”的特点,用化学的方法寻找这类异常区,就是油气地球化学勘探。
‘捌’ 科学家用什么方法寻找海底石油
在海上找石油不同于在寻找陆地油气田,陆地找油,有时可以根据一些现象,来做出最初的判断,而海洋石油埋藏在海水覆盖的海底深处,埋深从几百里至几千里,地质勘探人员要通过地球物理勘探等方法,寻找含油气的盆地和地质的构造,并经过海洋钻探,才能发现油气田.
地震勘探是海洋地球物理勘探最经济有效的勘探方法,地震勘探就是通过工人地震产生地震波,传播到海底深部的地层中,当地震波碰到岩层界面及产生反射波,并传回到海洋地震船的接收装置被记录下来,经过计算机处理利到地震反射剖面,地球物理人员对地震剖面进行解释,并编制海洋油气田的最关键的图线,地震构造图,能看见是一回事,而能不能看清又是另一回事,为了精确,海洋地震有较为粗放的二维地震,发展到细化的三维地震,三维数据体可展示地质构造各个侧面的构造形态,可任意选切不同方向地震剖面,三维地震切片如同医院的CT扫描,不仅能看清地下构造的细微变化,还能看到沙体的变化,有时还能到油水界面.
‘玖’ 怎样寻找石油
科学进步了,寻找石油的方法也更先进了,使人类探测海底石油方便了。比如,有一种海上人工地震法,就能探测石油。是用炸药在海上放炮,放炮产生的地震波向海下传播,当这种波遇到海底不同的岩层层面时,就会反射回来。有石油的地层,往往是由不同性质的石头构成的,上面是不透水的页岩,下面是疏松多孔的砂岩。地震波从这种地层反射回来后,可以用磁带记录下来,经过计算机分析,就能探出确有石油存在。地球上的油田,包括海底油田,百分之八十都是用这种方法发现的。
据普查显示,海底不但有石油,而且藏量极为丰富,仅就目前探测出的,就占地球上石油总储藏量的三分之一。
‘拾’ 海底石油资源是怎样探查清楚的
海洋是一个巨大的宝库,它不仅向人们提供大量的食物,还提供了宝贵的石油资源。据初步的估计,海底石油的蕴藏量要占到地球石油总蕴藏量的一半。而这个比例随着勘探手段的不断完善,还将不断地予以刷新。
那么这些数字是从哪里来的呢?人们是怎样知道哪里有石油矿藏的呢?何况海底石油一般并不是存在于海底的表层,有许多还埋在海底较深的地方。
海底石油勘探工作已经有了90多年的历史,然而真正有成效的则仅仅是近30年来的事。原来这是由于人们掌握和发展了一种称之为反射地震法的勘探手段。
从字面上来看,我们就可以知道,这种方法的实质是利用声波造成海底震动,然后接收回波,根据回波转换成的电信号的特点,就可以测定海底哪儿有石油或者是别的什么东西。在这种方法中使用的是反射地震仪和现代的地层剖面仪,并以它们为基础建立了高频海洋地震探测系统。地层剖面仪的分辨能力极高,达到零点几米,而且可以清晰地探知海底几百米深的地质状况。有的地层剖面仪则可以探测更深的海底地层,深达几千米。人们就是利用这些技术,才能够清楚地掌握海底的石油资源。