石油的用途(科学汇 | 到底啥是石油?中石油杭州地质研究院专家专门为同学们科普石油的前世今生)

钱江晚报·小时新闻记者 郑琳

据人民网报道,1月9日,我国最大的海上油田——渤海油田2021年原油产量达到3013.2万吨,占我国原油年产量的七分之一,成为我国第一大原油生产基地。

也许同学们常常在新闻里看到“油田”两个字,也在出行的时候见过加油站,知道家里的汽车要动起来,必须有石油。

但是大家是否思考过,石油究竟是什么?它是如何形成的?又是如何被找到并开采出来的呢?本期我们邀请到中国石油杭州地质研究院张建勇专家,为同学们揭开关于石油的前世今生。

石油的用途(科学汇 | 到底啥是石油?中石油杭州地质研究院专家专门为同学们科普石油的前世今生)

埋藏在地下岩石孔隙中的“宝贝”

原油又俗称为“石油”,它没有美丽的外表,总是黑黝黝的。但它却拥有一颗美好的心灵,将自己的全部都贡献给我们衣食住行的方方面面。

石油是由不同的碳氢化合物混合组成,组成石油的化学元素主要是碳(占比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、锑等)。石油的颜色多种多样,主要呈黑色、深绿色、黄褐色、淡黄色、无色,密度比水低,不同的石油产地不同密度也不同,一般常见的石油原油密度约为0.75-1.00克/立方厘米。

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石油是怎么形成的呢?

大约在5亿年前地球上出现生命开始之后,石油就准备登上历史舞台。最早的地球生命诞生在海洋,然后逐渐演化并向陆地发展。生长在海洋或陆地湖泊里的动植物死亡后,它们的遗体伴随着水中的泥沙一起慢慢沉入水底并逐渐堆积起来,而后在微生物的参与下腐烂、分解形成沉积有机质。而这些沉积有机质就像是植物的种子,是石油生成的基础。然而与植物种子不同的是,这些沉积有机质需要经历至少几百万年的埋藏,埋深在一千米以上,达到合适的温度之后,有机质就开始热分解或热裂解,生成石油。

在地下,石油形成以后并不是像水一样汇聚成湖泊或者大海变成“石油湖”或者是 “石油海”,这些石油由沉积有机质生成以后都储存在地下岩石的孔隙中。

可能同学们会以为地下的岩石都很结实,看不到孔隙,然而实际上,地下的岩石孔隙度最高可以达到20%以上,并不是肉眼看到的那样,我们称这类可以储集石油的岩石为“储集岩”。

由于石油是流体,并且密度比水低,因此在地下石油会在浮力的作用下向上运移,而生成的油气想要在储集岩中储集起来还需要渗透性差的岩石作为“盖层”,使其不至于散失。这样石油得以保存就形成了形成油气藏。

“渤海油田中的石油就是在这样类似的油气藏中开采出来的,工程师们寻找石油的过程就是在寻找这些油气藏。”张建勇说。

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勘探油田,就像给地球做CT

根据史料《大元一统志》(1303年)里记载:“在延长县南迎河有凿开石油一井,其油可燃,兼治六畜疥癣”。据此可以推断世界上第一口油井的发现在中国。这口井发现石油主要是地下的石油运移到了近地表,从而被人们发现。

而如今想发现石油,尤其是像渤海油田这样在海洋中发现石油,地震勘探是最重要的方法之一。

在海上地震勘探需要通过大型物探船采集海洋地层信息,这个过程很像是给地球做CT。

首先,作业船只布置好地震采集电缆、海上电缆定位装置(俗称水鸟)等水下装置;

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水鸟

接着下放压缩空气枪,空气枪会激发地震波,地震波穿过海水进入地层,采集电缆接收各岩石层反射回的不同特性的反射波;然后,根据收集到的地层信息可以形成地层立体图像。

通过给地球做CT,工程师们就能够得到地质信息,从而利用这些地质信息寻找油气藏的分布。当确定了有可能存在油气藏的地方,钻井工人就利用钻井设备开始开采石油了。当钻井到含油层,就要采取一定的方法将油从地下抽上来,也就是采油。

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你的一生要穿掉290克石油,吃掉551千克

采集到石油后,进行一定的加工就可以使用了。当我们谈论石油的用途时,大多数人会联想到汽车、轮船、飞机等交通工具的燃油。

其实,石油也是生活用品的重要原料。据估算,人的一生要“穿”掉290千克石油,我们穿的衣服中所使用的化学纤维产品有90%以上都是从石油中来的;人的一生要“吃”掉551千克石油,例如生日蛋糕上五颜六色的奶油中添加的人工食用香精、色素,也来源于石油;此外,人的一生还要“住”掉3790千克石油,环顾我们家里四周,我们所能接触到的所有塑料制品,无一例外都是来自于石油。

石油极大的改善了人们的生活,推动人类社会的物质文明。但由于石油、天然气等物质资源是有限的,因此,这些不可再生的能源就成为国际经济、政治、军事的焦点。习近平总书记强调要大力提升国内油气勘探开发力度,努力保障国家能源安全;还强调要把能源的饭碗端在自己的手里。希望同学们好好学习,热爱科学,继续探索石油的奥秘,继续探索科学的奥秘,长大后争取为国家能源事业贡献自己的力量。

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中国人在北宋年间就发现了石油

石油是大自然对人类美好的馈赠,就像一份大自然埋藏了数百万年甚至上亿年的上古“宝藏”。但是直到数百年前,人们都不知道它的存在,也没有人相信可以从地下的深层发现并得到这份宝藏。

“‘石油’这个词最早在我国的出现,可以追溯到北宋年间。”张建勇告诉记者。

北宋太平兴国二年(公元977年)到太平兴国六年(公元981年)年间,李肪编纂《太平广记》时记载:“石油井在延长县北九十里,井出石油,取者以雉尾挹,採入罐中,燃之如麻,多煤烟,为墨雉,更疗疾病。”

100多年之后,大约公元1090年前后,沈括所著的《梦溪笔谈》中写到:“鄜、延境内有石油……颇似淳漆,燃之如麻……此物后必大行于世,自余始为之。盖石油至多,生于地中无穷,不若松木有时而竭。”

“这是首次正式提出了‘石油’的概念。”张建勇说,不仅使用了“石油”这个词,而且描述了石油的状态和用途等,还预言“此物后必大行于世”,这是非常难得的,展示了中国古代人民超前的科学思维。

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来源:钱江晚报·小时新闻