1. 地下滚烫的岩浆也能成为新能源浅谈人类对干热岩的探索与利用
130多亿年前,一次大爆炸形成了现在的宇宙。一开始,各种元素在宇宙中漫无目的地漂浮着,和其他元素碰撞融合,慢慢形成物质,最后演化为地球这类行星和各种天体。
此后,地球上的各种物质随着时间的推移发生变化,在这个过程中 形成了我们如今所需的石油、矿、天然气等各种资源 。
形成这些资源所需要的时间十分漫长, 短时间内无法再生 ,而人类文明又在飞速发展,各种资源的形成速度远远跟不上人类的开采消耗速度,照这样下去, 地球上的资源迟早有用完的一天 。
这类传统能源在使用的时候非常容易 对环境造成污染 ,废气的处理是一个相当棘手的问题。科学家们开始 研究和寻找更加高效清洁的新能源 ,比如可燃冰就是其中一个较为成功的例子。可燃冰其实指的是甲烷气水包合物,水以固体形态用晶格把大量甲烷包含在内。
可燃冰经常分布在 海洋浅水区域的底部 ,或者是海洋深层的沉积之中。科学家推测,这种物质是天然气和水在高温低压下形成的。可燃冰具有 分布广、总量大、能量密度高 等特点,被认为是 目前最有应用前景的新型替代能源 。
现在要面对的最大难题是可燃冰的开采方式。因为可燃冰在常温常压下极不稳定,无法像矿藏那样进行直接开采,现在为止提出的开采方法有三种设想,一 热解法 , 二是降压法,三是二氧化碳置换法 。
值得一提的是,第三种方法会使大量甲烷泄露,造成的温室效应比二氧化碳严重得多,会给地球环境带来非常严重的威胁。 如果将地球上处在冰冻状态的甲烷全部解冻,甚至可能造成物种灭绝。
当大多数国家还在攻克可燃冰的开采和输送难题时, 我国已经在2017年5月完成了可燃冰的试采 ,与此同时,我国还在不断进行其他新型能源的研发。
同年,我国在青海共和盆地首次钻取了236摄氏度的高温干热岩,并且在这里发现了大量可利用的 干热岩资源 。在发掘使用新型能源的道路上,我国又迈出了意义重大的一步。
那么,干热岩到底是何方神圣?
干热岩其实属于 地热资源 的一种。而地热能 来自于地核散发的热量 ,这股热量穿过地幔时 把岩浆加热至滚烫 ,再传达到最表层的地壳。同时,它也是引发火山喷发和地震的“元兇”。
目前我们只能对地壳浅层的地热资源进行开发,这需要适宜的地质条件,比如地壳破裂的地方,或是板块构造的边缘地带。
如果有一天能够发明出开发深层地热资源的技术,那么我们的能源问题自然也就解决了。因为地热能源与地球共生,只要地球还拥有生命力,地热就会源源不绝。
人类在很早以前就开始利用这种能量了,在早期只是直接使用被地热升温过后的水源,比如温泉和用于取暖的地下热水。
到了 科技 发达一些的近代,多将地热能用于农业方面,比如搭建温室 培育农作物 、控制环境水温 提高水产养殖的效率 等等。
直到20世纪50年代左右,人们才真正认识到了地热资源的可利用性,开始进行更进一步的开发使用。到了今天,这种能源多被用来 发电 ,人们常在地热资源丰富的地区建造地热发电站。
现在,各个国家都对地热能的进一步开发利用进行了不同的尝试,有的地方借助地理优势就能充分利用地热资源,比如被大西洋中脊穿过的冰岛。光听这个名字我们可能会认为这是一个十分寒冷的国家,事实上,冰岛并不冷。
冰岛位于两大地质板块之间, 地面之下蕴含着丰富的地热能 ,冰岛整个国家的电力几乎都是由这些地热能提供的。借助这样的天时地利,冰岛成为了世界上清洁能源利用率最高的国家。也正是因为这些丰富的地热资源,冰岛虽然看起来冰天雪地,但到处都是温泉。
地热资源分为水热型和干热岩型。其中,干热岩型比水热型的资源量要多得多。对于干热岩的定义,各个国家现在还没有达成共识。
不过,通常情况下我们认为, 干热岩是一种埋在地下3到10公里处,温度大于180摄氏度,内部致密不透水的热岩体 。我们在开采干热岩时,能够人工对这种岩体造成裂隙,再将冷水从裂隙中注入,等到冷水被加热成热水和水蒸气之后再将热量提取出来。
有研究人员称,地热资源是因为地核产生的,那么, 只要深度足够,任何地方都能够开发出干热岩 。
干热岩具有高效、清洁的特点 ,而且是 可再生 的。在干热岩的开发过程中,能够保证安全、环保,并且能够在具备 高效率 的同时 节能 。
而且干热岩还具有热能连续性不受季节气候影响、成本低等优势,如今已经成为了世界广泛关注的新型能源。
世界上第一个利用干热岩资源的项目是美国在1974年启动的,在这个项目的进行过程中,美国使用了先前开采 页岩气的水力压裂技术,产出的干热岩 最高温度为192摄氏度 。
2008年,美国麻省理工学院发表了一篇名为《地热源的未来》的研究报告,在里面提出了增强地热系统技术的设想,认为可以用这种技术来开采干热岩。并且, 美国很有希望在未来10到15年内实现干热岩开采技术的商业化使用。
在我们最开始使用地热能的时候,大多数都是直接利用的 水热型地热资源 ,而干热岩附近并不常有丰富的水资源。
增强地热系统的工作方式则是通过 注入冷水 的方式将地层之间的 缝隙扩宽 ,从而使地下水的流通效果更好,再由水充分 吸收地热 ,最后把热水或是水蒸气收集起来提取热能。
这是目前最流行的开采方式,但也存在着一定的弊端,那就是我们暂时还 无法精准控制地层裂隙扩宽的方向和程度 。在这种工程中,误差是非常致命的,除了无法达到提取热能的目的之外,还有可能出现我们无法预料的结果。
而且,地层裂隙扩大,随之而来的就是地震风险的提升。如果没能开采到热能,还使这片区域成为了 “人造地震带” ,那就得不偿失了。
1973年,英国也开始了对干热岩资源的开发研究,这项研究被命名为罗斯曼奴斯项目,因为是在罗斯曼奴斯火山地区进行的。
1977年,英国启动了 历史 上规模第二大的干热岩项目,不过,这次英国只探测到了2600米的深度,所测得的温度为100摄氏度。
在2009年,这个项目还获得了欧盟的赞助。目前,英国还计划对一处位于地下4千米的地热资源进行开发利用,发电站一旦建成,能够为英国提供十分之一的用电量。
1987年,法国、德国、英国合作进行干热岩相关的实验研究,在这个过程中不断摸索干热岩的开采技术,如今已经趋于成熟。1997年,国际能源署制定了为期四年的 “干热岩行动计划” ,除了美、德、英之外,澳大利亚、日本和瑞典也加入到了计划之中。
其中,澳大利亚是对干热岩研究起步最晚的国家。2003年,澳大利亚在库珀盆地进行干热岩项目的开发,据当时澳公司的网站称,在这个盆地下方, 地热资源的储量和500亿桶油相当 。澳大利亚这次的钻井深度达到了4500米,测得温度有270摄氏度。
第一个实现用干热岩稳定发电的是法国的 Soultz发电站 ,这是1987年时德法合作的一个地热研究项目。
经过30多年的不断研究和尝试,终于研发出了 将干热岩能量转化为电能 的技术,这是人类在地热能源研究方面的一大突破,因此,即便这个发电站的投资回报率并不高,依旧在国际科学界中享有极高的声誉。
我国对干热岩的研究起步时间比澳大利亚稍早一些,但在研究初期,并没有澳大利亚发展迅速。
1993年,我国与日本在北京房山区进行了为期两年的合作,专注研究干热岩发电的相关实验项目。此后,我国团队开始了解各种干热岩的开采技术,独立研究相关的开发问题。
2007年,中国能源研究会地热专业委员会和澳大利亚公司同样进行了两年时间的合作。在这期间,两国专家来到可能含有丰富干热岩资源的地区进行调查,对收集到的样本进行分析检测。
发现 大庆市的地热资源分布面积达到了5000平方千米 ,这些地热资源是当时全市油气能量的 一万倍 。
2012年,国家高技术研究发展计划中为干热岩研究项目部署了四个课题,分别下发给我国四所高校,其中身为项目领头单位的是吉林大学。
我国第一次钻井获得质量优越的高温干热岩是在2014年。当时,专家通过研究分析各种地质资料,辅以多种勘测技术, 推断青海共和盆地的中北部存在大量干热岩资源 。
共和盆地的勘测井在2013年6月动工,经过10个月的努力,首次在地下2230米的地方钻到了干热岩,这里的干热岩温度只有153摄氏度。直到大约3年之后,勘测团队在地下3705米的地方钻获了 温度高达236摄氏度 的干热岩, 打破了此前勘测到的干热岩的最高温度记录 。
在青海共和盆地,干热岩的分布范围达到了230平方公里,而且在地下2.1千米到6千米之间的干热岩, 能量换算成标准煤之后重量接近45亿吨 。专家指出,这次 在青海共和盆地的发现,是个推动我国干热岩研究事业再进一个台阶的动力 。
2019年,我国在山东日照、威海等地发现了大量干热岩资源, 折合标准煤超过187亿吨 。同年,我国科学家前往法国和意大利进行学术交流,对地热发电站进行考察,吸收学习干热岩发电方面的经验和先进技术。
如今,我国的干热岩研究事业仍旧在不断发展当中,相信在未来,一定能够攻克技术难关,实现干热岩资源的高效利用,解决全国乃至全球范围内的能源问题。
2. 天然气是怎样生成的
欧洲北海、西西伯利亚北部大型产气区以及世界各地许多大气田的陆续发现使人们认识到天然气与石油是一对“孪生姊妹”,它们在成因上既密切联系又有显着区别,天然气比石油有更广泛的形成条件和储存空间。因而,天然气形成机理的深入研究和天然气成因类型概念的进一步厘清将有助于科技界以更开阔的视野认识天然气形成、富集规律,拓展天然气勘探的更大空间。
天然气成因在学术界争论由来已久。但理论成果和勘探实践使人们普遍接受了自然界存在有机成因气和无机成因气这一基本事实。当然,自然界也广泛存在成因上既有无机来源又有有机来源混杂在一起的天然气,被视为混合成因气。但在勘探实践中,多用“混合气”来描述由油和煤、油和生物甲烷菌作用形成的天然气混合物。
按照天然气的来源机制,有机成因气以其生烃母质类型一般划分为腐泥型、腐殖型,实际上也存在介于两者之间的混合型。有学者把腐泥型有机质的热解气和裂解气归为油型气,而把腐殖型有机质(主要为煤系中的煤层和分散有机质)的热解气和裂解气归为煤型气。生物化学气产出多在热演化初期阶段。有学者还主张存在“生物—热催化气”。
生物化学气系指在低温(小于75℃)还原环境下,厌氧细菌对沉积有机质进行生物化学降解所形成的富含甲烷的气体,也称生物气。20世纪60年代在西西伯利亚北部白垩系砂岩中发现的世界上最大的产气区即为生物化学气区。我国青海柴达木盆地广泛发育有第四系沉积,勘探工作者业已在其中发现多个大、中型生物气田,地质储量达1300亿立方米以上。在我国东海、云南陆良、百色盆地等地都有生物成因的天然气田发现。
油型气指腐泥型干酪根进入成熟阶段以后所形成的天然气,它包括伴随生油过程形成的湿气以及高成熟和过成熟阶段由干酪根和液态烃裂解形成的凝析油伴生气和裂解干气。油型气的演化途径有:一是干酪根热降解为石油,随地温增高裂解为气态烃;二是干酪根直接热降解为气态烃。
煤型气是指和煤系有关的由煤系有机质热演化形成的天然气。煤型气的原始有机质基本组成是碳水化合物及木质素,主要来自于各种门类的植物遗体。它们随着埋深的增加,经煤化作用演变成不同煤阶的煤,或者伴随矿物质经成岩作用形成腐殖型干酪根。从成因上讲,煤成气和煤层气都属于煤型气,但两者在产状和赋存状态上存在着差异。
无机成因气泛指无机物质在各种自然环境下经复杂地质作用形成的天然气,通常包括地球深部岩浆活动、变质作用、无机矿物分解作用、放射作用所形成的岩浆气、变质岩气和各种无机岩分解气以及宇宙空间所产生的宇宙气体。由此看来,这类天然气的形成一般是不涉及有机物质的参与和反应的。因而,总体上可认为,来自幔源的岩浆活动、变质作用以及相伴的无机矿物热分解作用是无机成因气的主要成因。深大断裂活动常与无机成因气的分布有关。非烃天然气大量来自无机作用是毋庸置疑的,研究表明甲烷也有无机成因来源。
此外,在地球的大气圈和岩石圈中还广泛存在着由上述各种成因气体混合而成的气体。这种混合成因气在物质组成、形成背景和赋存状态上往往各不相同,各具特色。例如,大气就是典型的混合成因气;气体水合物中所含的甲烷也是来自有机和无机成因的甲烷气体。已有研究和勘探实践表明,许多油气藏的油气来源并非是单一的,而是来自不同岩层、不同成因的混合气,例如上地幔形成的无机成因气经运移进入沉积层中与有机成因气混合形成混合气。由混源气形成的气藏相当普遍,在油气地质研究中应予以足够重视。
3. 石油是怎么形成的
问题一:石油是怎样形成的 石油的原料是生物的尸体,生物的细胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后,氧元素分离,碳和氢则组成碳氢化合物。
我们已经在地球上发现3000种以上的碳氢化合物,石油是由其中350种左右的碳氢化合物形成的,比石油更轻的碳氢化合物则成为天然气。煤矿与石油的成因很类似,但煤是植物的化石,又是固态。
大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响,再加上其他多种化学反应之后就产生石油,而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。
地壳变动而石油生成
我们最近逐渐了解地球内部的变化与石油的生成有十分密切的关系,在描述此种关系之前,让我们先来了解一下地球内部的状况。
地球的半径大约是6400公里,覆盖地球表面的地壳下方是由岩石形成厚达2900公里的“地慢”,其下方则是由金属形成的“地核”,并以大约5100公里深处分界,分为“外核”与“内核”。外核主要是由液态金属铁组成,内核则主要是固态铁。 地球表面铺满坚硬的“板 块”,厚度约有100公里,是由向上喷出的“洋脊”产生的,’在 缓缓移动到“海沟”后就沉降于 另一板块下方。 80年代后期,人们学会捕捉地震波传递到地球内部时的立体图,于是发现令人惊讶的地慢活动状况。高温又巨型的上升流“超级卷流”由地底涌上后,以蘑菇形态分别存在于夏威夷和非洲大陆正下方。此外,低温的巨型下降流“冷卷流”则以水滴形态占据亚洲大陆及南美洲大陆正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。
我们现在的知道的是,地幔内部落热对流是以冷卷流向超级卷注移动的形态而形成的。此种运动不仅影响板块运动,似乎也对整个地球的地质和环境的变化产生很大的影响。
超级卷流是石油制造者?
现在全球生产的石没之中,有60%是产生了恐龙称霸地球时期所形成的石油源岩,所形成的“黑色页岩”则遍布世界各地。黑色页岩主要是由未经氧化的藻类等浮游植物遗骸堆积而成。由此可知当时必须有可让浮游植物繁殖又不会产生氧化的缺氧环境条件,大量的黑色页岩才会形成。
最近发现,石油源岩在此时代的形成似乎与超级卷流运动的活化可以促使由地下涌出的地幔物质所形成的洋脊体积增大,海面因而上升,使得较低的陆地变成浅海,而浅海则具有可当石油原料的藻类等浮游植物极易繁殖的环境。
浅海地区的藻类等浮游植物因而出现大幅增加和大量死亡的现象,周围的细菌为分解其残骸而消耗氧气,于是出现了缺氧环境。
地球温暖化也会改变深层海水的流动状况,由于高纬度地区与低纬度地区海水的温度高低不同,较低温但含有丰富氧气的高纬度地区深层海水会流向低纬度地区海洋。但地球温暖化的现象减少。氧气较少的海域因而扩大,无法氧化的浮游植物便逐渐堆积,所留下的大量有机物则形成石油源岩。
生物的演化改变了石油的性质
由于石油的原料是生物的遗骸,因此调查石油的性质便可以得知古老时期的生物演化过程和地球环境历史。
生命的演化大概有下述的过程。生命是于38亿年前诞生,并逐渐地进行演化,到了距今5亿5000万年前的古生代寒武纪时期,爆发性的演化才开始,大约4亿4500万年前,生命也登上了陆地。
4亿4000万年至4亿年前时期,石油源岩的主要成分是当时繁茂的浮游植物所形成的耐碳氢化合物。另一方面,羊齿类植物在此时期繁琐盛于海岸近处,因此以陆上植物为原料的石油源岩也出现了。
2亿9000万年前,广大的陆地普遍出现由裸子植物组成的森林,并到处形成被沼泽地包围的湖沼,......>>
问题二:石油究竟是怎么形成的 煤主要是由于森林长期被埋在地下形成的;石油、天然气主要是由于动物尸体长期被埋在地下,经过化学变化形成的。
石油到底是怎样产生的
美国休斯顿一家石油勘探公司提出一个新理论:所有的石油都是从古老的岩石中生成的,而并非通常认为的埋藏在地下的死亡动物或者植物等有机体在压力和热的作用下分解转化而成。这一观点得到3位俄罗斯同行的赞同,但相关论文在美国《国家科学院院报》上一发表,便引起广泛争议。
该公司负责人肯尼认为,从岩层断裂处释放出 的地热,使埋藏于地底100公里深处的碳化无机物和水在高温高压作用下产生了碳氢化合物,所有的石油都是通过这种方式形成的,而且现在还有大量的矿点未被发掘。
石油地理学家已经部分接受了这一观点。美国地理调查部门的麦克・卢万表示,有一部分石油来自无机物,这一点毋庸置疑。但对于肯尼提出的“石油不可能由浅层岩石中的有机物形成”这一论断,他则坚决反对。新泽西州矿产及矿产资源部的布雷恩・布里斯特认为,肯尼的观点是对有机化学理论以及几十年来在石油地理化学领域所进行的研究的蔑视。
目前普遍认同的理论是,埋藏在地下的远古时代未被细菌分解的有机物在一定温度、压力条件下,经过几百万年的演变,形成了可供开采的石油。微生物将地表以下的有机物转化为碳氢化合物,剩下的埋藏在深层地底的有机物则在温度和压力下经过分解及复杂的化学反应生成石油。通常具有商业价值的油田都位于地表以下500米-700米深处,最深的油井在约6公里深的地底。而10公里以下的更深处则根本不会有石油或天然气。
肯尼认为,浅层地表形成的低压条件更容易产生甲烷,而不是较重的碳氢化合物。他在实验室中将氧化铁、卵石和水加热至900摄氏度高温时得到重碳氢化合物。据此他认为,稳定的石油只有在30000个大气压条件下,也就是100公里以下的地底才能形成。
不过,即使肯尼关于石油形成的理论只有部分正确,也可能为石油勘查工作打开一扇新的探索之门。
问题三:石油是怎么形成的 1、生物(包括动物和植物,主要是动物)的遗体;
2、海洋(不是河流和湖泊)。
形成的过程是这样:
遗体进入海洋,因海洋含有大量的盐份,保证了遗体不会马上被细菌分解,大量地被保存下来,让遗体得以沉入海底,又因海底的低温进一步延长了遗体被保存的时间.就是这个时间让遗体得以积累,并得以被泥沙覆盖,被海水(盐水)浸泡过的遗体,又被泥沙或者岩石覆盖起来,后来在地热的作用下,时间长了,就成了石油.
有一个简单的关于石油形成的实验,人人都可以做:买一个陶罐(比作海床),罐里灌上加入足够盐的水(比作海水),再买几枚鸭蛋(比作遗体,壳要完好,比作泥沙)放入盐水中,大约2个月后(比作时间),取出来,煮熟(比作地热),然后再用刀切开(比作石油开采),你就会发现蛋里面有油(石油)。
问题四:石油是怎么来的? 石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的(陆上的植物则一般形成煤。)经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合,被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它们逐渐转化,首先形成腊状的油页岩,后来退化成液态和气态的碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻,它们向上渗透到附近的岩层中,直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则多空的岩层中。这样聚集到一起的石油形成油田。
通过钻井和泵取人们可以从油田中获得石油。地质学家将石油形成的温度范围称为“油窗”。温度太低石油无法形成,温度太高则会形成天然气。虽然石油形成的深度在世界各地不同,但是“典型”的深度为四至六千米。由于石油形成后还会渗透到其它岩层中去,因此实际的油田可能要浅得多。因此形成油田需要三个条件:丰富的源岩,渗透通道和一个可以聚集石油的岩层构造。
问题五:石油是怎么形成的 研究表明,石油的生成至少需要200万年的时间,在现今已发现的油藏中,时间最老的达5亿年之久。在地球不断演化的漫长历史过程中,有一些“特殊”时期,如古生代和中生代,大量的植物和动物死亡后,构成其身体的有机物质不断分解,与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积层。由于沉积物不断地堆积加厚,导致温度和压力上升,随着这种过程的不断进行,沉积层变为沉积岩,进而形成沉积盆地,这就为石油的生成提供了基本的地质环境。大多数地质学家认为石油像煤和天然气一样,是古代有机物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的。按照这个理论石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的。(陆上的植物则一般形成煤。)经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合,被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它们逐渐转化,首先形成腊状的油页岩,后来退化成液态和气态的碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻,它们向上渗透到附近的岩层中,直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则多空的岩层中。这样聚集到一起的石油形成油田。通过钻井和泵取人们可以从油田中获得石油。地质学家将石油形成的温度范围称为“油窗”。温度太低石油无法形成,温度太高则会形成天然气。虽然石油形成的深度在世界各地不同,但是“典型”的深度为四至六千米。由于石油形成后还会渗透到其它岩层中去,因此实际的油田可能要浅得多。因此形成油田需要三个条件:丰富的源岩,渗透通道和一个可以聚集石油的岩层构造。
问题六:石油是怎样形成的 石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物,与煤一样属于化石燃料。石油的性质因产地而异,密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米3,粘度范围很宽,凝固点差别很大(30 ~ -60°C),沸点范围为常温到500°C以上,可容于多种有机溶剂,不溶于水,但可与水形成乳状液。 组成石油的化学元素主要是碳 (83% ~ 87%)、氢(11% ~ 14%),其余为硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金属元素(镍、钒、铁等)。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分,约占95% ~ 99%,含硫、 氧、氮的化合物对石油产品有害, 在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中,各种烃类的结构和所占比例相差很大, 但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。 通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油;以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油;介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多,凝固点高,硫含量低, 镍、氮含量中等,钒含量极少。除个别油田外,原油中汽油馏分较少,渣油占1/3。组成不同类的石油,加工方法有差别,产品的性能也不同,应当物尽其用。大庆原油的主要特点是含蜡量高,凝点高,硫含量低,属低硫石蜡基原油。
最早提出“石油”一词的是公元977年中国北宋编着的《太平广记》。正式命名为“石油”是根据中国北宋杰出的科学家沈括(1031一1095)在所着《梦溪笔谈》中根据这种油《生于水际砂石,与泉水相杂,惘惘而出》而命名的。在“石油”一词出现之前,国外称石油为“魔鬼的汗珠”、“发光的水”等,中国称“石脂水”、“猛火油”、“石漆”等。
我们平时的日常生活中到处都可以见到石油或其附属品的身影,不知你注意了吗?比如汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青、塑料、纤维等还有很多!这些都是从石油中提炼出来的;而我们日常所用的天然气(液化气)是从专门的气田中产出的!通过输气管道和气站再到各家各户。
目前就石油的成因有两种说法:①无机论 即石油是在基性岩浆中形成的;②有机论 既各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、泻湖、三角洲、湖泊等地经过许多物理化学作用,最后逐渐形成为石油。
原油的颜色非常丰富红、金黄、墨绿、黑、褐红、甚至透明;原油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量,含的越高颜色越深。原油的颜色越浅其油质越好!透明的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油!原油的成分主要有: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(一种非碳氢化合物)。
石油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!天然气是以气态的碳氢化合物为主的各种气体组成的,具有特殊气味的、无色的易燃性混合气体。
在整个的石油系统中分工也是比较细的:物探 专门负责利用各种物探设备并结合地质资料在可能含油气的区域内确定油气层的位置;钻井 利用钻井的机械设备在含油气的区域钻探出一口石油井并录取该地区的地质资料;井下作业 利用井下作业设备在地面向井内下入各种井下工具或生产管柱以录取该井的各项生产资料,或使该井正常产出原油或天然气并负责日后石油井的维护作业;采油 在石油井的正常生产过程中录取石油井的各项生产资料并对石井的生产设备进行日常维护;集输 负责原油的对外输送工作;炼油 将输送到炼油厂的原油按要求炼制出不同的石油产品如汽油、柴油......>>
问题七:石油是什么形成的? 石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物,与煤一样属于化石燃料。
目前就石油的成因有两种说法:①无机论 即石油是在基性岩浆中形成的;②有机论 既各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物,像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、湖、三角洲、湖泊等地,经过许多物理化学作用,最后逐渐形成为石油。
问题八:石油是如何形成的形成的条件是什么 石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的。(陆上的植物则一般形成煤。)经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合,被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它们逐渐转化,首先形成腊状的油页岩,后来退化成液态和气态的碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻,它们向上渗透到附近的岩层中,直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则多空的岩层中。这样聚集到一起的石油形成油田。
油气的形成需要充足的沉积有机质,还需要适当的温度、时间、细菌、催化剂等物理和化学及生物化学条件。其中,温度和时间是油气形成过程中至关重要的因素。
问题九:石油和天然气是怎么形成的 石油的形成:
石油是古代生物遗骸,堆积在湖里、海里,或是陆地上,经高温、高压的作用,由复杂的生物及化学作用转化而成的。
天然气的形成:
分散的沉积有机质或可燃有机矿产(油、煤和油页岩),在其成岩成熟过程中,由微生物降解和耿解作用形成的以烃气为主的天然气,
4. 石油大亨岩浆怎么养天然气
石油大亨里有非常多独特的玩法内容,其中就包括养气,但是很多玩家都不知道该如何操作,那么石油大亨岩浆怎亩备老么养天然气?下面就给大家带滚芹来相关的攻略,需要的朋友千万不要错过哦!
养天然气方法介绍
上图所示,天然气只有平原地图以及,雪地才有
第一种养法,首先你要确定你已经升级了这项技能
这种天然气养法也是最简单的
越早发现天然气,早点养起来最好,比如图上我4月19日养的
到了十一月份,如图所示,扩大速度不是很快(具体关系到升级程度,我开的是单人模式)
说一点;看天然气有多大,来决定花多少时间放气
举个例子图上这种,最少需要一个迅升月来排气,排到5/1时候,一波卖。一定不要忘记升级马车,建议花费750+1000升满,防止掉价了马车依旧没有卖完
ps:(基本上都是卡着最后一个月卖的)
关于热力沸腾dlc
小技巧:油全部转换天然气后,不要急着放气了,还会继续变大。
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5. 石油和天然气生成之谜
石油和天然气是非常宝贵的矿物资源,人们对石油和天然气生成的认识,是在勘探和开发实践中逐步加深的。石油和天然气的生成问题是自然科学领域中争论最激烈的一个重大研究课题,是石油地质学界的主要研究对象之一。
为了认识石油和天然气是怎样生成的,首先应该了解什么是石油和天然气。
(一)石油和天然气成分探秘
石油可分为天然石油和人造石油两种。天然石油是从油气田里直接开采出来的,如克拉玛依油田、塔河油田、大庆油田等开采出来的石油。人造石油是从油页岩或煤干馏出来的,如东北抚顺和广东茂名等地利用油页岩干馏得到的石油。石油在提炼以前称为原油。从原油中可以提炼出汽油、煤油、柴油、润滑油以及其他一系列的石油化工产品,如乙烯、化肥等。
石油有哪些特性呢?从外观上看,石油的颜色多种多样,有的油田的石油是棕黑色的,像烟袋油,如克拉玛依油田的;有的呈黑绿色,如独山子油田的;还有浅棕黄色,如柯克亚油田的;有些油气田采出来的石油无色透明,像清水一样,如巴楚地区的巴什托凝析油气田和呼图壁凝析油气田的。
闻气味也是认识石油的一种方法。石油中含有汽油和煤油,所以可以闻到特殊的煤油味。有一些石油中含有硫化氢,闻起来有一股臭鸡蛋味。还有一些石油含有较多的芳香烃(一种有机化合物),闻起来又特别香。
石油比水轻,又不溶于水。石油的相对密度(在20℃时,与同体积的水相比)介于0.75~1.0之间,相对密度小于0.9的石油称为轻质石油,相对密度大于0.9的称为重质石油。由于石油比水轻,又不溶于水,所以当石油遇到水时,就漂浮在水面上,呈现出五颜六色的油膜。
石油不像水那样容易流动,具有一定的黏性,黏度越大,越不容易流动。石油的黏度随着温度的增高而减小,有些石油在地面看起来很稠,很不容易流动,但是在地下比较高的压力和温度条件下,它的流动性可能是很好的。
以上几点突出的物理性质,可以帮助我们去认识石油。物理性质是化学组成的反映,因此,要认识石油还必须认识它的实质,即它的化学组成。
有许多有用矿产的化学组成是比较简单的,如煤,主要是由碳(C)组成的。石油的化学组成比较复杂,它既不是由单一的元素组成的,也不是由简单的化合物组成的,而是由多种元素组成的多种化合物的混合物。
石油是由碳(C)、氢(H)和少量的氧(O)、硫(S)、氮(N)等元素构成的。其中两种主要元素碳和氢构成碳氢化合物,化学上称为烃,这是取碳字中的“火”字和氢字中的“”而构成的。烃类是一种有机化合物,它占石油成分的97%~99%,其余的成分是含氧的化合物、含硫的化合物和含氮的化合物。这些化合物只占1%~3%。在自然界里,大多数含碳化合物中,除一氧化碳、二氧化碳和碳酸盐以外,都是有机化合物。所以说,石油是一种复杂的有机化合物的大家族。
石油中的碳氢化合物,按照结构的不同分为三类:
(1)烷族碳氢化合物:它是通式为CnH2n+2的饱和烃,“n”表示碳的个数。在室温下,C1—C4为气态,C5—C16是液态,是石油的主要成分;C16以上的为固态,悬浮在石油中(表4-3-1)。
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表4-3-1 石油中的部分碳氢化合物
(2)环烷族碳氢化合物:通式为CnH2n,属饱和烃。碳元素呈环状结构,以五元环和六元环最多。
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在多数情况下,环烷族烃占石油成分的主要部分。
(3)芳香族碳氢化合物:通式为CnH2n-6,属不饱和烃,包括苯、甲苯和二甲苯等。芳香烃具有强烈的芳香气味,但是在大多数情况下,它在石油中的比例比较小。
还有其他不饱和的碳氢化合物混杂在石油中,如烯烃类(表4-3-1),但是数量很少,对石油的成分影响不大。
不同油田的石油,所含各类碳氢化合物的比例是不同的。新疆大多数油田的石油含烷烃较多,其次是环烷烃,芳香烃较少,属于烷族-环烷族石油。
组成石油的碳氢化合物,在一般情况下,有一部分呈气体状态。在油田里都含有一定数量的这种气体,称为天然气,或称油田气。
实际上,石油和天然气是个“双胞胎”,它们的生成物质和生成环境基本上是一致的。因此,当我们了解了石油的特性以后,还应该了解天然气的特性。
天然气的成分也不是单一的,是各种气体的混合物,其中主要的气体是气态碳氢化合物,其次有少量的碳酸气〔(即:二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)〕、氮气(N2)、氢气(H2)、氦气(He)和氩气(Ar)等,有时还有少量硫化氢气(H2S)。
天然气中的气态碳氢化合物主要是烷烃类,而且以甲烷最多,一般占气体成分的80%~90%,另外还有少量的乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)等。在气态的烷烃中,乙烷以上的烃类称为“重烃”。不同的油气田的天然气中,重烃的含量是不同的(表4-3-2),重烃含量较高的天然气称为“湿气”或称富气。含有很少量重烃的天然气称为“干气”或称贫气。干气常以气田的形式出现,如塔里木盆地的克拉2气田。油田中的天然气多为湿气。
表4-3-2 天然气、煤田气和沼气中各种气体成分含量百分比
天然气作为燃料已广泛用于国民经济当中,已利用天然气炼钢、发电等。在人口集中的城镇利用天然气取代煤炭作为清洁能源供居民燃烧使用。新疆的乌鲁木齐、克拉玛依、喀什、和田、阿克苏、库尔勒、石河子和呼图壁等城镇居民就已使用上了这种清洁能源,大大地改善了空气质量,保护了人类的生存环境。
(二)石油和天然气生成探秘
由于石油和天然气的成分比较复杂,而且它们又能流动,现在发现的油气矿藏往往并不是它们的出生地,这与煤、铁等固体矿藏显着不同。因此,长期以来,对于石油和天然气的生成问题,有过许多激烈的争论,直到现在对这个问题还在继续实践和认识。
从18世纪70年代到现在230多年来,人们对石油和天然气的生成问题,先后提出了几十种假说。这些假说中,大多数是根据实验室里试验、天文观测和勘探开发油气田的实践。把许多种假说归结起来,可分为两大学派,即:无机生成说和有机生成说。
1.无机生成的学说
无机生成说是根据实验室内由无机物制成甲烷、乙烷、乙炔及苯等类碳氢化合物,认为石油和天然气是由无机物变成的。在石油无机生成说中,又有碳化物说、宇宙说及岩浆说。现简介如下:
(1)碳化物说:俄国着名化学家Д·И·门捷列夫在1876年提出。他认为在地球形成时期,温度很高,使碳和铁变为液态,互相作用而成碳化铁,并保存在地球深处。后来地表水沿地壳裂缝向下渗透,与碳化铁作用产生碳氢化合物,后来又沿着裂隙上升到地壳比较冷却的部分,冷凝下来形成石油,并在孔隙性岩层中聚集而成油气矿藏。
门捷列夫还指出:在“山脊”上升时期是地球成油最有利的时期,因为这时容易造成裂隙,成为地表水向下渗透和油气向上运移的通道。他以当时大多数地表油气苗显示和油田都位于山脊附近的事实来论证自己的观点。
(2)宇宙说:俄国天文学家В·Д·索可洛夫在1889年提出。当时天文学获得了巨大成就,光谱分析证明彗星头部气圈中含有碳氢化合物,在其他行星(木星、土星等)大气中也含有碳氢化合物,有的直接存在着甲烷气体。
宇宙说主张在地球呈熔融状态时,碳氢化合物就包含在它的气圈中,随着地球冷凝,碳氢化合物被冷凝岩浆吸收,最后凝结于地壳中而成石油。
由于碳化物说和宇宙说所依据的是由无机物制成简单碳氢化合物的实验,至今未找到任何实地证据说明在自然界中也发生过这样的过程。所以,20世纪以来,上述的石油无机生成学说,逐渐被人们忘记。但是,到20世纪50年代,苏联地质界又再次兴起无机生成思潮,就是岩浆说。
(3)岩浆说:1949年,苏联着名的地质学家Н·А·库得梁采夫提出了石油起源岩浆说。他认为石油的生成是同基性岩浆冷却时碳氢化合物的合成有关,这个过程是在高压条件下完成的,因而可以促使不饱和碳氢化合物聚合而成饱和碳氢化合物。他还指出,因岩浆中形成石油的过程在不断进行着,古老的油气通过扩散作用早已消失。所以,所有的油藏都是年轻的油藏。并且依靠石油才在地球上产生了生物,石油中含有生物所需要的一切元素。因此,石油不是来自有机物质,恰好相反,有机物质却是来源于石油。
2.有机生成的学说
石油有机生成说也有早期成油说和晚期成油说两种认识。
(1)石油有机生成早期成油说:早在1763年,俄国的化学家М·В·罗蒙诺索夫就提出了石油是煤在地热作用下干馏产生的有机生成说。今天用它来解释欧洲北海的油气田仍然有效。但实践表明,很多地区的油气田并不与煤共生。因此,人们开始把注意力转向了混在沉积岩中的、在数量上比煤大得多但却又分散的有机物质。经过多年对沉积岩中分散有机物质的野外观察和实验室研究,从地质、地球化学各个方面进行总结,逐渐形成了石油是由沉积岩中分散有机质生成的思想。20世纪40~50年代,石油地质工作者普遍认为:石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,这就是有机生成早期成油说。
早期成油说的论据有:①世界上发现的2万多个油气田,99.9%都分布在沉积岩中,而且与富含有机质的细粒沉积物相伴随。②石油普遍具有旋光性,旋光性只有生物有机质才具有。③石油中的某些化合物明显来自动植物机体,如卟琳化合物、姥鲛烷、植烷等异戊二烯类化合物及甾烷类等。④石油的碳同位素组成与动植物或生物成因的物质相似,而与非生物成因的物质差别较大。⑤实验证明,动植物机体的结构,在适当条件下,能生成一定数量的烃。⑥现代沉积和古代沉积中都有烃类物质存在。⑦在实验中,用细菌作用于有机质,得到了少量比甲烷重的烃。
早期有机生成说在与无机生成说的斗争中,逐渐建立起从生油物质、生油母岩、成油环境到转化条件等一整套成油理论,为石油有机生成说打下了坚实的基础。
(2)石油有机生成晚期成油说:1963年,Р·Н·阿贝尔松提出,石油是沉积物(岩)中不溶有机质,即称之为干酪根(Kerogen)的一种物质,在成岩作用晚期,经过热解生成的。这个学说认为,大量生油的时期,已经是含有大量有机质的沉积物处于成岩作用的晚期阶段,同时生油原始物质主要是在岩石中。因此,人们常把这个学说简称为“晚期成油说”或“干酪根成油说”。
晚期成油说认为:①根据原始有机质(干酪根)类型,生成石油和天然气的母源分为三类:Ⅰ类,腐泥型干酪根,它是富含类脂物和蛋白质的分解产物,生成液态石油烃的潜力高,是生成石油的主要母源物质;Ⅱ类,腐殖型干酪根,生成液态石油烃的潜力低,是生成天然气的主要母源物质;Ⅲ类,过渡型干酪根,介于上述二类之间,其生油或生气能力取决于它与腐泥型或腐殖型的接近程度。②有机质转化成石油和天然气的过程,要经过一个物理化学作用。有机体死亡之后沉入水底堆积起来或从大陆搬运到湖泊、海洋水底堆积起来,在搬运和沉积过程中,水中的游离氧和氧化剂(NO2-、SO42-等)大量地氧化有机体的残骸,使之成为CO2和H2O。加之,水对有机质中的可溶组分的溶解,只有一部分有机质能够到达水盆底,同矿物质一起堆积起来,只有这部分有机质才能在适宜的环境条件下开始向烃的方向转化。现已查明,向烃转化过程中,生物化学作用、温度、压力和催化剂都起着重要作用。
(a)生物化学作用:与有机质转化成油气有关的生物化学作用有两类,一是细菌对有机质的分解作用,二是酵素的催化作用。
细菌的种类很多,按其生存条件可分为喜氧细菌、厌氧细菌和通气细菌三种。对油气生成来说,有意义的是厌氧细菌。厌氧细菌在缺氧的条件下,对有机质进行分解,产生稳定的分散有机质。在其他因素作用下,有机质可进一步向石油转化。
酵素,是动植物和微生物产生的一种高分子胶体物质,是一种有机催化剂。它在有机质改造中,可以加速有机质的分解,在有机质向油转化过程中起着催化作用。
(b)温度:无论是实验室还是对含油气盆地沉积岩剖面研究,都指出沉积岩中的有机质,在加热温度达400℃~500℃就能得到石油中的烷烃、环烷烃以及少量芳香烃及烯烃。因此,温度对有机质转化成油有决定性影响,只有当温度增加到一定门限值(成熟温度),有机质才能大量转化成石油。由于这个原因,凡地温梯度较高的盆地,一般地说,油气就比较丰富,如塔里木盆地。
(c)压力:究竟在多大的压力下,有机质才能生成石油和天然气?至今还没有得到正确的答案。不过实验证明,中温高压有利于石油的生成,如,大约50℃这样的中等温度,在30~70兆帕压力时,有机质就可以产生出石油烃。实验还证明,在1500~3000米深处,是有机质向石油转化的主要阶段,即主要生油期。
从一般化学反应来看,单纯压力作用,不利于低分子烃(尤其是气态烃)生成,而有利于液态烃的保存,使之不易于甲烷化。故压力对生成油气作用的影响,不是表现在数量方面,而是主要表现在质量方面。