石油的正确开采方法：石油真的是从石头里

石油的正确开采方法：石油真的是从石头里经过地质勘探，找到了地下的油藏，确定了打井的位置、数量和深度，钻井工人就要在定好的井位上钻井。目前常用的钻井技术是转盘（旋转）钻井。它由一套地面设备（包括钻机、井架）和一套提升系统及钻杆、钻具和钻头等组成。通过提升系统将钻具提起、放下，靠转盘转动带动钻具转动，再转动钻头破碎岩石，直至到达目的层。这是目前世界上使用得最广泛的钻井方法。石油怎么开采出来我们知道煤来自古代植物的遗体，这没有什么争议，因为有很多煤中还有植物的木质纹理甚至是叶片脉络等结构。那石油又是什么？大家都见过水底的淤泥，淤泥是黑色的，因为其中含有大量的有机质。这些有机质的来源是水中的藻类，它们在死亡后沉积在湖底。如果有机会被很快的掩埋与氧隔绝，经过漫长的地质年代，这些沉积的有机物被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它们的有机质逐渐转化，衍变为油母质。油母质的形成多数在沉积掩埋的早期，当时的地温多不超过50℃。大约经历几千

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在很多人眼中，开采石油与打水井是一个道理：在地下很深的地方存在着一个巨大的含液体空间，其中满满当当储存着数千万吨的石油，只要用钻头将地层打穿，把石油吸出来就好了，沙特不是还有自喷井嘛。事实上石油是正宗的“石头中的油”，来让我们看看石油的原料是什么样子的。

这叫油母质（Kerogen），音译为干酪根，含有这种油母质的岩层即为烃源岩，习惯上通常叫作生油岩或生油母岩，石油正是从含有油母质的生油岩层中开采获得的。

石油的前世与今生

我们知道煤来自古代植物的遗体，这没有什么争议，因为有很多煤中还有植物的木质纹理甚至是叶片脉络等结构。那石油又是什么？大家都见过水底的淤泥，淤泥是黑色的，因为其中含有大量的有机质。这些有机质的来源是水中的藻类，它们在死亡后沉积在湖底。如果有机会被很快的掩埋与氧隔绝，经过漫长的地质年代，这些沉积的有机物被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它们的有机质逐渐转化，衍变为油母质。

油母质的形成多数在沉积掩埋的早期，当时的地温多不超过50℃。大约经历几千万年，沉积物越埋越深，地温越高（约100-150℃），油母质的成熟度达到一定范围就转化成烃（碳氢化合物），也就是液态石油或天然气。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻，它们会向上渗透进入生油岩地层的孔隙间。途中遇到不透油的地层受阻而停留下来，慢慢汇集在此地层中，越聚越多，就形成油田。所以煤来自植物遗体的堆积，而石油则是主要来自水体的藻类沉积。湖里沉积物中的油母质多数来自藻类、细菌孢子、花粉或树脂等，以产生液态石蜡系的碳氢化合物石油为主。海里沉积物中的油母质多数来自浮游生物、藻类、细菌和少量陆上植物，以产生液态石油为主，天然气为辅。陆上沉积物中的油母质多数来自高等植物的木质素，以产生天然气为主。因此了解生油岩中油母质的来源，可以预测所产出石油的成分和油与气的比例。

所以湖中的烂泥也可能会在遥远的未来变成石油，碳循环从未中断，新的石油也一直在形成的路上。那为什么说石油是不可再生资源呢？其实很简单，这些石油都是数亿到数百万年时间沉淀的结果，对于我们人类来说，石油形成的时间太长约等于不可再生。

石油怎么开采出来

经过地质勘探，找到了地下的油藏，确定了打井的位置、数量和深度，钻井工人就要在定好的井位上钻井。目前常用的钻井技术是转盘（旋转）钻井。它由一套地面设备（包括钻机、井架）和一套提升系统及钻杆、钻具和钻头等组成。通过提升系统将钻具提起、放下，靠转盘转动带动钻具转动，再转动钻头破碎岩石，直至到达目的层。这是目前世界上使用得最广泛的钻井方法。

在钻进的过程中，要及时地在钻孔中安置一根叫套管的钢管，套管的口径向下逐渐变细，在套管中间再下一根引油钢管，叫油管。地面井口上还要安装一套井口设备，上面布满了各种压力阀门和各个方向的管线，很像一棵树，所以人们叫它采油树。

是否能把原油采上来，还取决于地下油层压力的大小。许多油藏的地下油层压力很大，只要一打开采油树的闸门，地下的石油就会不停地往外喷，这就是自喷井。

石油原来所埋藏的地层深处有来自上覆岩层和地层水的巨大压力。钻井打开油层之前，压力处于平衡状态。一旦油层之上的地层被打开，这种平衡就被打破了，石油就会从井的四周向压力突然降低的油井底部流动。另外，石油中还常常含有许多天然气，它和石油在地层中几乎密不可分，就好像一个装满汽水的瓶子，钻井就像是打开了汽水瓶的盖子，油层里的石油随着溶解气体的膨胀，先涌向井孔，然后由井筒喷出井口。

经过一段时间的自喷以后，由于地层压力降低，油井的喷力就会慢慢下降，以后就会喷喷停停，最后就无法自喷了。目前国内外维持油层压力的最常用也最有效的方法是“以水驱油”的注水开采法，就是把水从另外的一些钻井中打到油层下面，用水补充由于石油开采而留下的空间，从而保持地层的压力，这是使油井顺利产油、保持自喷的关键。有的油田从刚一开始采油就无法自喷。造成这种现象的原因有多种，比如地下油层压力不足、原油油质较重形成了难以流动的“稠油”等等。这类油田的采油多采用“抽油法”，也叫深井泵采油法。目前，世界上大约90％以上的无法自喷的油田是采用抽油法开采的。深井泵是放在油井里的一种活塞泵，通过抽油机的抽吸，把井底原油抽到地面上来。

通常石油并不是以大量液体的形式直接储存在地下的，比较优质的油母质就像是吸满了油的海绵，布满微米级的小孔，地层在重力的作用下给岩层以压力，所以有些油田打一个孔就能冒油。比如波斯湾沿海国家的油田普遍好开采，轻质原油，含水量低，储量高，几乎源源不断，还有很多自喷油井，甚至直接就拉个管线就能装船运走了，其他地区的石油产出国难以望其项背。多数油田没有这么好的条件，很多油母质岩甚至从视觉上看不到油乎乎的感觉，需要打碎、搅拌甚至是加压力注水才能将石油采上来，这样的油田普遍开采成本偏高。

油页岩的开采利用

开采难度的极致当属页岩油了，页岩油的原材料叫油母页岩（oil shale）或者叫做油页岩。油母页岩又称油母岩，色浅灰至深褐，主要包括油母、水分和矿物质。油母含量高，氢碳原子比大，则油页岩产油率高。油页岩产油率低于6％者属贫矿，高于10％的属富矿。水分含量较高，热加工过程中消耗较多的热量，且在干燥时易崩碎。矿物质主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。含量通常高于有机质。含有大量粘土矿物的油页岩，往往形成明显的片理。

油母页岩和页岩油

油母页岩与烃源岩（生油岩）的区别在于：

烃源岩能够产生或已经产生可运移的烃类，分为未成熟（烃源岩中的有机质转化为液态烃的比例称为成熟度）的烃源岩和成熟的烃源岩。油页岩在烃源岩中是未经运移的未成熟的烃源岩。油页岩必须经过人工加热加氢，才能提炼出类似于原油的页岩油，也称为人造石油。

油页岩的储藏量是非常丰富的，目前探明的页岩油储量在13万亿吨左右，数倍于传统石油已探明的可采储量。美国西部格林河流域拥有世界上储量最大的油页岩矿藏；中国的油页岩资源也较丰富。油母页岩的有效开发和利用，可以在一定程度上缓解能源紧张的局面。

水力压裂法开采页岩油

因为页岩中的石油微粒都是纳米级的，如果说一般的油田叫“挤石油”，那采页岩油要用到的可就是“物理压榨”了，一般的压榨还不行，美国采用的是水力压裂法，硬是将油微粒从石头中榨了出来。水力压裂法即使用掺入了化学物质的高压水流对页岩层进行压裂，人为造成很多缝隙，将石油或天然气从岩石缝隙中释放出来，并顺着井筒流到地表。不过这种开采技术需要大量的淡水资源，这对于日趋缺乏淡水的世界来说，可是一个不容忽视的问题。

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