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石油是怎樣形成的
我們都知道石油對(duì)于現(xiàn)在每個(gè)國(guó)家都非常的重要,離開了石油,很多的國(guó)家甚至都無(wú)法生存,特別是對(duì)于中東的一些國(guó)家,那么這么多的石油資源都是怎樣形成的呢?一起來(lái)和小編一起來(lái)了解一下吧。
石油是怎樣形成的
石油是由古代有機(jī)物變來(lái)的。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里,海洋里繁殖了大量的海洋生物,它們死亡后的遺體隨著泥沙一起沉到海底,長(zhǎng)年累月地一層層堆積起來(lái),跟外界空氣隔絕著,經(jīng)過細(xì)菌的分解,以及地層內(nèi)的高溫、高壓作用,生物遺體逐漸分解、轉(zhuǎn)化成石油和天然氣。
石油形成的原理:
石油的生成至少需要200萬(wàn)年的時(shí)間,在現(xiàn)今已發(fā)現(xiàn)的油藏中,時(shí)間最老的達(dá)5億年之久。但一些石油是在侏羅紀(jì)生成。
在地球不斷演化的漫長(zhǎng)歷史過程中,有一些“特殊”時(shí)期,如古生代和中生代,大量的植物和動(dòng)物死亡后,構(gòu)成其身體的有機(jī)物質(zhì)不斷分解,與泥沙或碳酸質(zhì)沉淀物等物質(zhì)混合組成沉積層。
由于沉積物不斷地堆積加厚,導(dǎo)致溫度和壓力上升,隨著這種過程的不斷進(jìn)行,沉積層變?yōu)槌练e巖,進(jìn)而形成沉積盆地,這就為石油的生成提供了基本的地質(zhì)環(huán)境。
大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為石油像煤和天然氣一樣,是古代有機(jī)物通過漫長(zhǎng)的壓縮和加熱后逐漸形成的。按照這個(gè)理論石油是由史前的海洋動(dòng)物和藻類尸體變化形成的。(陸上的植物則一般形成煤。)經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代這些有機(jī)物與淤泥混合,被埋在厚厚的沉積巖下。
在地下的高溫和高壓下它們逐漸轉(zhuǎn)化,首先形成臘狀的油頁(yè)巖,后來(lái)退化成液態(tài)和氣態(tài)的碳?xì)浠衔铩S捎谶@些碳?xì)浠衔锉雀浇膸r石輕,它們向上滲透到附近的巖層中,直到滲透到上面緊密無(wú)法滲透的、本身則多空的巖層中。這樣聚集到一起的石油形成油田。
通過鉆井和泵取人們可以從油田中獲得石油。地質(zhì)學(xué)家將石油形成的溫度范圍稱為“油窗”。溫度太低石油無(wú)法形成,溫度太高則會(huì)形成天然氣。
拓展內(nèi)容:開采石油
要開采石油,首先要找到哪兒蘊(yùn)藏著石油。經(jīng)過上百年的探索,人們創(chuàng)造出各種找油氣的方法,但絕大多數(shù)油氣是在沉積盆地中進(jìn)行的,可以說(shuō),各種各樣的沉積盆地(如我國(guó)著名的塔里木盆地、準(zhǔn)格爾盆地、柴達(dá)木盆地、松遼盆地、渤海灣盆地等)是找油、找氣的首選目的地。
在盆地內(nèi)找油,首先要了解盆地的性質(zhì),從搞清盆地的基本情況入手,認(rèn)識(shí)盆地的基底起伏、基底巖性、基底形成時(shí)代及發(fā)展歷史等,經(jīng)過一系列的地址調(diào)查等,初步確定盆地的性質(zhì)。第二步就要了解盆地內(nèi)的情況,認(rèn)識(shí)盆地的內(nèi)部構(gòu)造。石油地質(zhì)家經(jīng)過大量的研究,利用一切高技術(shù)的手段,確定可能的生油地層、儲(chǔ)油地層。第三步就要研究石油的地質(zhì)特征,確定含油氣的構(gòu)造、層位,最后確定打鉆井的位置。
經(jīng)過地質(zhì)勘探和開發(fā)人員的艱苦勞動(dòng)和研究,確定了打井的位置、數(shù)量和深度,鉆井工人就要在定好的井位上鉆井。鉆井結(jié)束后,還要在井口安裝一套井口設(shè)備,有很多的閥門和儀表,看上去就像一棵樹,所以被人們稱為“采油樹”。是否能將原油從地下采到地面來(lái),還取決于地下油層壓力的大小。我國(guó)很多油田,如大慶、勝利等,很多油層的壓力都很大,只要一打開采油樹的閥門,地下的油氣就會(huì)不停的往外噴,這就是“自噴井”。現(xiàn)在世界上60%—70% 的石油是靠自噴井開采出來(lái)的。有的自噴井日產(chǎn)量可達(dá)萬(wàn)噸以上。經(jīng)過一段時(shí)間的自噴以后,由于地層壓力降低,油井的自噴壓力慢慢降下來(lái),就無(wú)法自噴了,這就需要采取措施保持地層壓力,以保持長(zhǎng)期采油。到了油田開發(fā)的后期,當(dāng)?shù)叵碌脑退2欢嗟臅r(shí)候,為了采出殘留在油層中的石油,還要采用二次采油法甚至三次采油法,比如往油層中注入加熱的二氧化碳或用火燒油層,以提高石油的采出量。
石油的勘探開采,是一個(gè)高科技、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高產(chǎn)出的行業(yè),中國(guó)的石油行業(yè)是全國(guó)最大的計(jì)算機(jī)用戶之一,是信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及各種新材料使用最廣泛的高新技術(shù)密集行業(yè),是應(yīng)用高新技術(shù)推動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè),實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的一個(gè)新興行業(yè)。
石油的形成
石油的原料是生物的尸體,生物的細(xì)胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂則是由碳、氫、氧等3種元素組成的。生物遺體沉降于海底或湖底并被淤泥覆蓋之后,氧元素分離,碳和氫則組成碳?xì)浠衔铩?/p>
我們已經(jīng)在地球上發(fā)現(xiàn)3000種以上的碳?xì)浠衔铮褪怯善渲?50種左右的碳?xì)浠衔镄纬傻模仁透p的碳?xì)浠衔飫t成為天然氣。煤礦與石油的成因很類似,但煤是植物的化石,又是固態(tài)。
大量產(chǎn)生碳?xì)浠衔锏膸r石即稱為“石油源巖”。埋沒于地中的石油源巖受到地?zé)岷蛪毫Φ挠绊懀偌由掀渌喾N化學(xué)反應(yīng)之后就產(chǎn)生石油,而石油積存于巖石間隙之間便形成油田。
地殼變動(dòng)而石油生成
我們最近逐漸了解地球內(nèi)部的變化與石油的生成有十分密切的關(guān)系,在描述此種關(guān)系之前,讓我們先來(lái)了解一下地球內(nèi)部的狀況。
地球的半徑大約是6400公里,覆蓋地球表面的地殼下方是由巖石形成厚達(dá)2900公里的“地慢”,其下方則是由金屬形成的“地核”,并以大約5100公里深處分界,分為“外核”與“內(nèi)核”。外核主要是由液態(tài)金屬鐵組成,內(nèi)核則主要是固態(tài)鐵。地球表面鋪滿堅(jiān)硬的“板 塊”,厚度約有100公里,是由向上噴出的“洋脊”產(chǎn)生的,’在 緩緩移動(dòng)到“海溝”后就沉降于 另一板塊下方。80年代后期,人們學(xué)會(huì)捕捉地震波傳遞到地球內(nèi)部時(shí)的立體圖,于是發(fā)現(xiàn)令人驚訝的地慢活動(dòng)狀況。高溫又巨型的上升流“超級(jí)卷流”由地底涌上后,以蘑菇形態(tài)分別存在于夏威夷和非洲大陸正下方。此外,低溫的巨型下降流“冷卷流”則以水滴形態(tài)占據(jù)亞洲大陸及南美洲大陸正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。
我們現(xiàn)在的知道的是,地幔內(nèi)部落熱對(duì)流是以冷卷流向超級(jí)卷注移動(dòng)的形態(tài)而形成的。此種運(yùn)動(dòng)不僅影響板塊運(yùn)動(dòng),似乎也對(duì)整個(gè)地球的地質(zhì)和環(huán)境的變化產(chǎn)生很大的影響。
超級(jí)卷流是石油制造者?
現(xiàn)在全球生產(chǎn)的石沒之中,有60%是產(chǎn)生了恐龍稱霸地球時(shí)期所形成的石油源巖,所形成的“黑色頁(yè)巖”則遍布世界各地。黑色頁(yè)巖主要是由未經(jīng)氧化的藻類等浮游植物遺骸堆積而成。由此可知當(dāng)時(shí)必須有可讓浮游植物繁殖又不會(huì)產(chǎn)生氧化的缺氧環(huán)境條件,大量的黑色頁(yè)巖才會(huì)形成。
最近發(fā)現(xiàn),石油源巖在此時(shí)代的形成似乎與超級(jí)卷流運(yùn)動(dòng)的活化可以促使由地下涌出的地幔物質(zhì)所形成的洋脊體積增大,海面因而上升,使得較低的陸地變成淺海,而淺海則具有可當(dāng)石油原料的藻類等浮游植物極易繁殖的環(huán)境。
淺海地區(qū)的藻類等浮游植物因而出現(xiàn)大幅增加和大量死亡的現(xiàn)象,周圍的細(xì)菌為分解其殘骸而消耗氧氣,于是出現(xiàn)了缺氧環(huán)境。
地球溫暖化也會(huì)改變深層海水的流動(dòng)狀況,由于高緯度地區(qū)與低緯度地區(qū)海水的溫度高低不同,較低溫但含有豐富氧氣的高緯度地區(qū)深層海水會(huì)流向低緯度地區(qū)海洋。但地球溫暖化的現(xiàn)象減少。氧氣較少的海域因而擴(kuò)大,無(wú)法氧化的浮游植物便逐漸堆積,所留下的大量有機(jī)物則形成石油源巖。
生物的演化改變了石油的性質(zhì)
由于石油的原料是生物的遺骸,因此調(diào)查石油的性質(zhì)便可以得知古老時(shí)期的生物演化過程和地球環(huán)境歷史。
生命的演化大概有下述的過程。生命是于38億年前誕生,并逐漸地進(jìn)行演化,到了距今5億5000萬(wàn)年前的古生代寒武紀(jì)時(shí)期,爆發(fā)性的演化才開始,大約4億4500萬(wàn)年前,生命也登上了陸地。
4億4000萬(wàn)年至4億年前時(shí)期,石油源巖的主要成分是當(dāng)時(shí)繁茂的浮游植物所形成的耐碳?xì)浠衔铩A硪环矫妫螨X類植物在此時(shí)期繁瑣盛于海岸近處,因此以陸上植物為原料的石油源巖也出現(xiàn)了。
2億9000萬(wàn)年前,廣大的陸地普遍出現(xiàn)由裸子植物組成的森林,并到處形成被沼澤地包圍的湖沼,藻類便在湖沼中開始繁殖。由此也產(chǎn)生了以藻類為原料的新種石油源巖,這也是陸上植物的繁盛促使新性質(zhì)石油源巖誕生的一例。
9000萬(wàn)年前時(shí)期,被子植物和針葉樹林開始逐漸擴(kuò)張到高緯度地區(qū)和高地,因而出現(xiàn)以陸地木材為原料的石油源巖。另一方面,樹木的樹脂成為輕質(zhì)原油的原料,形成新的石油源巖。針葉樹林的增加竟使得木材取代了藻類,成為石油源巖的主要原料。
最近石油性質(zhì)的分析技術(shù)有長(zhǎng)足的進(jìn)步,我們已逐漸可以取得有關(guān)石油原料性質(zhì),以及由熱能引起的變化過程等的詳細(xì)資料。由此種資料即能進(jìn)一步了解原料生物遺骸逐漸堆積時(shí)的環(huán)境狀況。
大約1億7000萬(wàn)年到200萬(wàn)年前所發(fā)生的全球性規(guī)模“阿爾卑斯造山運(yùn)動(dòng)期”也造出了巨油田,在此時(shí)期,分布于廣大范圍的1億年前前后形成的石油源巖都沒入地中。現(xiàn)有的石油和天然氣有大約3分之2就是此時(shí)期形成的。
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