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石油知識

時間:2011-10-07 09:15:48來源:鄭州三博煤炭測控儀器儀表有限公司

                        石油知識

    對石油這個名字,大家都熟悉,但究竟什么是石油?回答恐怕就不那么確切了。對于這個問題,這里不妨用一句話來表達,那就是,石油(量熱儀)是在地下巖石中生成的、液態(tài)的、以碳氫化合物為主要成分的可燃性礦產(chǎn)。 顧名思義,石油形成于地下,有多深?幾百以至幾千米。它經(jīng)歷了數(shù)百萬年甚至幾億年的演化過程,不同年代的石油生成地質環(huán)境不同,生成石油的物理性質也不同。  

    原油的物理性質最直觀的就是豐富多彩的顏色,有淺至深有白色、褐色、黑綠色和黑色。我們常見的石油一般都是黑色的,顏色的深淺與其中含有的非烴類物質的多少有關,含量愈高則顏色愈深。 

    石油是一種復雜的天然有機物,主要成分是碳(C)和氫(H),碳含量一般為80%-88%,氫為10%-14%,同時含有少量的氧(O)、硫(S)、氮(N)等元素。有這些元素組成的化合物稱烴類化合物。天然氣也是以碳氫化合物為主要成分,以氣體狀態(tài)從地下巖石中來到地面的。與石油一樣,天然氣所含烴類主要是烷烴(飽和烴)。一般含1-4個碳的烷烴從氣體狀態(tài)被稱為天然氣;含5-10個碳的烷烴為液體狀態(tài),就是石油;含17個以上碳的烷烴為固體狀態(tài),如石蠟、瀝青等。 

  石油、天然氣的來源 

    對石油(熱量計)、天然氣(以下簡稱油氣)生成的來源,科學家主要有兩種觀點:一種認為是生物死亡后轉變成的,及有機生成學說。另一種是無機生成學說,認為石油天然氣來源于無機物的合成。有機生成學說觀點的依據(jù)是:幾乎所有的油田都是在沉積巖中發(fā)現(xiàn)的,而沉積巖中可以見到豐富的生物遺跡(如化石等);通過實驗,生物體中三大組成部分的蛋白質、碳水化合物、脂肪在一定條件下可以形成與石油中碳氫化合物類似的物質;在石油中發(fā)現(xiàn)的血紅素和葉綠素等有機物質,前者是來自動物的血液,后者則來自植物的葉綠素。石油是生物死亡后轉變而成的觀點所提出的理由是如此之多,并且比較充分,使有機生成學說得到大多數(shù)人的認同,現(xiàn)在油氣生成的研究方法和內容都是建立在這種觀點的基礎上的。 

    雖然有機學說占了絕對優(yōu)勢,但在有機層油的大前提下,還存在著是海洋生物生成石油,還是陸上河流、湖泊中生物生成石油的爭論?,F(xiàn)實中,中東地區(qū)的沙特、科威特等國家的大油田都是海相地層生油,而我們國家的打多數(shù)油田則是陸相地層生油。  

     

    石油、天然氣的生成條件 

    生成石油的基礎條件是沉積物中存在大量的有機物,水是有機物運移的動力,泥沙和有機物在水的攜帶下,從高處往低處流動,尋找一個“沉積地”,就是尋找一個低洼地帶。這種低洼地帶,根據(jù)它的規(guī)模大小,分別被稱為盆地、坳陷、凹陷等,但這種低洼地形不是固定不變的,在各個地質歷史時期中隨著地殼的運動繼續(xù)下沉或上升。若能繼續(xù)下沉,則保持低洼的地形,可以繼續(xù)接受沉積物,使地層厚度不斷增大;若隨著地殼運動上升,則低洼幅度就逐漸變小,接受沉淀物就少;如果繼續(xù)上升至水面上,則有幾質就不再沉積,早先沉積的有機質也暴露在氧氣中,會被風化剝蝕掉。  

       地層的溫度與地層深度有關系,地層越深則離地核越近,溫度越高,利于有機質在一定的溫度下生油,這也可以說是在一定的深度下利于生油。地層的深度越深,不光溫度升高,而且壓力增大,對生成石油也有利。細菌和粘土巖中的粘土礦物是加速有機質生成石油的催化劑,含有這種粘土礦物的地層也有利于石油的生成。 

    天然氣雖然在組成上與石油一樣,都是以碳氫化合物為主要成分,但它的生成條件要比石油更為多樣化。石油要達到一定深度才能大量生成,而天然氣從淺到深都能生成。  

   

    沉積巖 

    地球是一個近似橢圓的球形體,半徑約為6300千米。地球由表及里分為地殼、地墁和地核三個部分。它們的分界面在不同地區(qū)深度不同,地殼厚度為5千米-65千米,地墁介于地殼底面到約2900千米深度之間,從2900千米直到地心稱地核。地殼是由三大類巖石(通常叫石頭)組成的,即巖漿巖、變質巖和沉積巖,其中沉積巖覆蓋地表面積60%以上,我們通常見到的泥土或砂礫,就是巖石風化形成的表層風化殼,或者是新沉積的松散物質。石油分布于沉積盆地中,沉積盆地在一定的地質時期,接受沉積物的沉降形成較厚的沉積巖。 

    地層的檔案-地質年代劃分 

    在40多億年前,地殼就形成了,此后每個時期都有沉積巖形成。如果沒有強烈的構造運動影響,一個地區(qū)先沉積的地層在下面,后沉積的地層在上面。不同地質時期形成的沉積巖,其生物化石和構造特征不同。據(jù)此,將組成地殼的巖石劃分為不同單元,每個單元對應一定的地質時期。地層劃分是以“界”為單位,按由老到新的順序分為五個界:太古界、元古界、古生界、中生界、新生界。 

    流動的油氣-石油、天然氣的運移 

    石油(全自動量熱儀)和天然氣是一種流體礦床,他們與一般礦床的區(qū)別在于:它具有流動性,它先進存在的位置與其生成位置有時相距很遠。生成的油氣從生成的位置向有縫孔隙、裂縫的地層流動,儲集成將分散的星星點點的油氣初步集中起來,就好像涓涓溪流匯入大河一樣。這種流動的動力來自于地層的壓力,也可以說來自于沉積物本身的重量,地層在沉積過程中逐漸加厚,重量也逐漸加大,因此產(chǎn)生的壓力也越來越大,已生成的油氣,就隨同水一起,被擠出去。到達“大河”后,油氣并沒有停下來,而是繼續(xù)流動,這種流動的主要動力則來自油氣本身的浮力。因為油、氣密度比水小,當油氣進入含水的地層后,油氣在浮力的作用下向著高處流去。因為油氣不易溶于水,在水中大部分都是以“油滴”和“氣泡”的形式在含水的地層中流動的。它們走著曲曲彎彎的道路,克服許多阻力,艱難地前進著,運移的速度相當緩慢。 

    油氣在地下的流動空間-儲集層 

    我們經(jīng)常聽到“油湖”和“油?!钡恼f法,容易使人聯(lián)想到石油就象湖泊和海洋一樣在地下分布著,甚至有人擔心,生怕我國邊境油田的石油會流到外國去。其實,情況并不是這樣,。那么油氣在地下怎么存在的呢?石油生成后,儲存在有孔隙、洞穴和裂縫的巖石之中,這種既可以儲存液體又可讓其從中流動的巖石,叫做儲集層。油層是一種帶孔隙的巖層,人的肉眼看不見孔隙,當可以在顯微鏡下看到,也可通過實驗方法測得孔隙體積, 一般油層孔隙體積可戰(zhàn)巖石體積的10%-35%。專業(yè)人員主要用孔隙度和滲透率兩個因素來衡量儲集層的優(yōu)劣,孔隙度的數(shù)值大,可以容納更多的石油。滲透率的數(shù)值高,表示孔隙、縫洞之間的年同性好,石油容易流動,容易開采。  

   

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