石油与天然气的储运

2011-11-12 04:32:00

    在广袤深邃的宇宙间,一颗蓝色的星球,就像披着美丽的面纱、身着海蓝丝绸布拉基的维娜斯仙后,围绕着阿波罗太阳神,轻歌漫舞地飞行着。她,就是全人类共同的母亲,地球。

    亿万年来,地球母亲为自己的子孙——人类的生存和发展,准备了许多礼物,其中就有神秘的石油与天然气。人类的衣食住行,包括交通工具使用的各类能源,农作物使用的各类化肥,重工业的动力,轻工业中的纺织品、合成橡胶、塑料等大量日用品的各种化工原料都来源于石油和天然气,它与我们的生产和生活朝夕相处,息息相关。

    随着工业革命进一步深入,人类社会的发展历史跨入了现代化生产和信息化的新时代。以石油和天然气为动力的产品和以石油与天然气为原料的加工产品,拉动了汽车工业、航天技术、现代化生产加工和现代交通工业等一大批新兴产业的发展,掀开了人类生产、生活崭新的画卷。而石油、石化产业就是这个现代化产业链中的龙头。今天的经济全球化,又使石油、石化产业成为世界经济发展重要的支柱性产业,已经成为关系一个国家经济发展的命脉

    石油,是工业的血液,黑色的金子。多少年来,它牵动着全球范围内的淘金狂潮。它是当今世界经济发展的动力。而石油与天然气资源的发展无时无刻不在牵动着政治家和经济家的神经。今天的战争风云、股票波动等重大事件几乎都与之相关。要了解石油,就要从石油和天然气的生成说起。

    大约在六亿年前,地球上就出现了生物。海洋和湖泊中生活着大量的浮游植物、动物,细菌和高等植物,每年它们都会大量地死去,这些浮游生物的残骸沉积到水底!河流把大量枯萎的植物和泥沙带到海里或湖里,植物、浮游生物的混合物被泥沙和盐份覆盖并保存下来,在水底形成了层层叠叠的沉积物。随着这些沉积物的不断堆积,深度逐渐增加,不断地聚积热量。由于内部的发酵作用,使有机物中的纤维素、蛋白质和多糖大分子被降解。有些有机质在这一阶段聚合成新的有机物。石油地质学家们把这种不溶于有机溶剂的有机质叫做“干酪根”。不同的“干酪根”又在不同的温度和压力条件下,有的生成了石油,有的变成了天然气。

    沉积有机质是油气生成的物质条件,但是要使这些有机物质有效地保存并向石油转化,还需要适当的环境条件。这些环境条件可以归纳为两个方面,一是古地理环境与地质条件,二是物理化学条件。首先,要形成大量油气,就要有让大量生物长时期繁殖的古地理环境,二是要有使这些动植物尸体得到有效埋藏保存的地质条件。有机质向油气转化是一个复杂的过程,在这个转化过程中,细菌作用、温度、时间、压力、催化剂等是必不可少的理化条件。

    油气生成之后,最初呈分散状态存在于烃源岩中。要形成有商业价值的油气藏,就必须经过运移和聚集的过程,初次运移是这一运移聚集过程的第一步。石油初次运移时的相态以游离相运移为主。因为石油是液体,由于受到地壳运动和其他各种因素的影响,在地下也是在不停地运动着。石油在地下一般要经过二到三次的运移才能够稳定下来。那么石油在地下是如何进行运移的呢?

    油气二次运移是初次运移的继续,大规模二次运移的时期应在主要生油期之后或同时所发生的第一次构造运动时期。因为这次构造运动使原始地层发生倾斜,甚至褶皱和断裂,破坏了油气“原有力”的平衡。在这种情况下,进入“储集层”中的油气,在浮力、水动力及构造运动力作用下,向压力梯度变小的方向发生较大规模的运移,并在局部“受力平衡处”聚集起来。石油与天然气在二次运移中的通道是储集层的孔隙、裂缝、断层和不整合面。

    在储层中运移的油气,如果遇到阻止其运移的遮挡物,并具有适合油气聚集的空间,就可能聚集起来。能够适合于油气聚集、形成油气藏的场所称作“石油圈闭”。这就是石油与天然气的生成条件和储油条件。然而,在漫长多变的地质环境中,仅有石油的生成条件和储油条件是不够的,石油只有在封闭的特殊环境下,才可能长期保存下来。那些包括“生油沉积岩”在内的“致密岩层”就像“锅盖”一样,能够遮挡住油气的泄露,地质学家称之为“盖层”。由于“油气”是几乎无孔不入的流体,因此,盖层对油气聚集以及油气藏的保存有着重要的作用。

    石油与天然气的生成和储藏并不是一帆风顺的,千百万年来,它要经历多次构造运动的破坏。地壳运动有时会把地壳抛出海面,有时又拉入海底;有些地层会被挤压、扭曲甚至扯断;有些地层,会遭遇狂风、暴雨、山洪、海啸、沙漠化等自然灾害的袭击,使生油层、储油层、盖层遭到破坏,能够完整保存下来的油气田是很有限的。所以,要找到“石油圈闭”,首先要找到具备生油、储油、盖层的条件。

    “圈闭”的形状是多种多样的,一般把它们分成四种类型:这种像倒扣的锅,我们叫它“背斜圈闭”;有的“圈闭”,连续的地层被地壳运动扯断,断层一侧的储集层,碰到另一侧的致密层,形成了断层遮挡。我们称它为“断层圈闭”;“储集层”的“岩性”横向变化,如果“储集层”向“抬升”方向变成了“致密层”,阻滞了油气运移,我们称它为“岩性圈闭”;如果水平状或小角度的致密层,覆盖在角度较大的“储集层”和“盖层”上,构成了“地层遮挡”,我们称它为“地层圈闭”。

    在海洋环境里生成的油气田我们称为“海相”油气田。在陆上的湖泊里生成的油气田称为“陆相”油气田。

    我国东部,如大庆油田、胜利油田等众多油气田就属于“陆相”油气田。通过多年的勘探、开发和研究,科学家们创造性地发展了“陆相生油”的一整套理论,为石油地质“陆相生油学说”理论的研究和发展做出了重大贡献。

    据科学推断,至今还有很多大油田依然处于海洋和湖泊的下面,很可能,就在今天的一些海洋下面,新的油田正在形成。

    今天蕴藏着丰富石油的油气田,它们的地表面并不都是海洋和湖泊。也许是一望无边的大草原,也许是高原、丘陵,是高山大川,甚至是荒无人烟的沙漠。中东地区、北非地区和我国新疆塔里木地区,油田就在大沙漠下面。其实,千百万年以前,这些沙漠地区也都是大海的一部分。不知经历了多少次地壳和海洋运动,海水逐步退去;经历了地震、火山等自然灾害;经历了“剥蚀”“搬运”等地质活动,石油和天然气被某些“圈闭”保存起来。受气候影响处于地表面森林、草原的动物和植物遭到了毁灭,那个地区也就变成了今天我们看到的沙漠,在这些干燥尘埃弥漫的沙漠下面,蕴藏着世界上最富饶的油气田。

    的确,石油的生成并不是一帆风顺的,而我国的石油行业发展也是经历了漫长的岁月,那么我们的祖先又是从什么时候发现石油的呢?我国油气的发展现状到底如何呢?

    中国是世界上发现石油和天然气最早的国家之一,也是最早使用石油和天然气的国家。早在公元前三世纪,古代先民在钻凿水井和盐井过程中发现了天然气的可燃现象,并且形象地称这种井为“火井”。世界上第一次出现“石油”这个名字,是在北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中首次出现。至今还在沿用,已有九百多年的历史了。

    公元前一、二世纪,我国陕北一带发现了石油。在一千九百多年前的《汉书·地理志》一书中记载:“高奴,有洧水可然”。“高奴”坐落在今天陕西延长县一带,“洧水”就是当时人们发现的石油。

    中国古代发现并利用石油和天然气方面曾一度领先于世界各国。然而,长期的封建统治,制约了生产力的发展,在长达八百多年的历史中,石油和天然气的开发始终处于原始状态。直到新中国建立前的1948年,中国大陆仅有玉门、延长等小油田,原油年产量也只有8.9万吨。

    新中国成立后,党和国家高度重视石油的开发,并在全国人民大力支持下,通过几代石油人的努力,先后发现并开发了克拉玛依、大庆、胜利、辽河、吉林、中原、华北、吐哈、新疆和海上的许多大油田。

    1978年,中国原油产量超过1亿吨,跻身于世界产油产气大国。2005年,我国年产原油1.82亿吨,天然气500亿立方米,油气年产量达2.2亿吨油当量,为世界第5大产油国。

    油气的开采绝不是一件容易的事,它要经过前期的“地质勘探”和“石油地球物理勘探”。以及用“钻井技术”等手段去探明地下的含油含气的情况,然而这些手段的实施还要付出艰辛的劳动和不断发展的科学技术才能完成。50多年来,我国已经采出的石油近70亿吨,天然气4323亿立方米,分别仅占我国地下石油远景可采资源量的27.5%和2%,还有大量的油气资源没有被开采出来。(石油知识)

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