石油的開發至使用的過程

2006-11-21 1:18 am
我要石油的開發至使用的過程,唔該

回答 (2)

2006-11-21 1:24 am
✔ 最佳答案
石油也稱原油或黑色金子是一種粘稠的、深褐色(有時有點綠色的)液體。地殼上層部分地區有石油儲存。它由不同的碳氫化合物混合組成,其主要組成成分是烷烴,此外石油中還含硫、氧、氮、磷、釩等元素。。不過不同的油田的石油的成分和外貌可以區分很大。石油主要被用來作為燃料油和汽油,燃料油和汽油組成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是許多化學工業產品如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。今天88%開採的石油被用作燃料,其它的12%作為化工業的原料。由於石油是一種不可更新原料,許多人擔心石油用盡會對人類帶來的後果。
在中東地區-波斯灣一帶有豐富的儲藏,在俄羅斯、美國、中國、南美洲等地也有很大量的儲藏。
石油的常用衡量單位「桶」為一個容量單位,具體為159公升。因為各地出產的石油的密度不盡相同,所以一桶石油的重量也不盡相同。一般地,一噸石油大約有8桶。


形成
過去認為石油是從動物的屍體變化而成,因此,石油是不可生的能源。不過,根據美國於2003年的一項研究,有不少枯乾的油井在經過一段時間的棄置以後,仍然可以生產石油。所以,石油可能並非生物生成的礦物,而是碳氫化合物在地球內部經過放射線作用之後的產物。

生物成油理論
大多數地質學家認為石油像煤和天然氣一樣,是古代有機物通過漫長的壓縮和加熱後逐漸形成的。按照這個理論石油是由史前的海洋動物和藻類屍體變化形成的。(陸上的植物則一般形成煤。)經過漫長的地質年代這些有機物與淤泥混合,被埋在厚厚的沉積岩下。在地下的高溫和高壓下它們逐漸轉化,首先形成臘狀的油頁岩,後來退化成液態和氣態的碳氫化合物。由於這些碳氫化合物比附近的岩石輕,它們向上滲透到附近的岩層中,直到滲透到上面緊密無法滲透的、本身則多空的岩層中。這樣聚集到一起的石油形成油田。通過鑽井和泵取人們可以從油田中獲得石油。

地質學家將石油形成的溫度範圍稱為「油窗」。溫度太低石油無法形成,溫度太高則會形成天然氣。雖然石油形成的深度在世界各地不同,但是「典型」的深度為四至六千米。由於石油形成後還會滲透到其它岩層中去,因此實際的油田可能要淺得多。因此形成油田需要三個條件:豐富的源岩,滲透通道和一個可以聚集石油的岩層構造。

非生物成油理論
非生物成油的理論天文學家托馬斯·戈爾德在俄羅斯石油地質學家尼古萊·庫德里亞夫切夫(Nikolai Kudryavtsev)的理論基礎上發展的。這個理論認為在地殼內已經有許多碳,有些這些碳自然地以碳氫化合物的形式存在。碳氫化合物比岩石空隙中的水輕,因此沿岩石縫隙向上滲透。石油中的生物標誌物是由居住在岩石中的、喜熱的微生物導致的。與石油本身無關。

在地質學家中這個理論只有少數人支持。一般它被用來解釋一些油田中無法解釋的石油流入,不過這種現象很少發生。

化工產品
在煉油廠中石油中的不同成分被分離。從原油中可以提煉出汽油、柴油、取暖用油、潤滑油等等產品。

化學工業中的石油產品的原材料可以回溯到約300個基本化合物。今天90%這些化合物是從石油和天然氣中獲得的。其中包括乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等等。今天約6-7%的石油用作化學工業的原材料。幾乎所有的化工產品在其生產過程中需要從石油獲得的基本化合物:顏色、漆、藥物、清潔劑等等、等等。

石油
|
(煉油廠)
|
+----------+--------+ --> 沸點不斷升高 --> -+-----------------+
| | | | | |
氣體 汽油 煤油 燃料油--+----潤滑油 剩餘物質
\ / | | | | | |
\ / 汽油 飛行汽油 柴油、 | 潤滑油 重取暖油、重油
\ / 輕取暖油 | 清潔劑 瀝青
\/ | 焦炭、炭黑
(加熱分解) |
| |
烯烴和芳烴 裂化
| |
(化學反應) 汽油
|
單體
|
(聚合)
|
塑料

[編輯] 金融產品
作為世界上最重要的原材料之一石油本身是投機生意的目標。由於許多企業依靠石油,因此它的價格對股票價格影響很大。
2006-11-21 1:31 am
形成
過去認為石油是從動物的屍體變化而成,因此,石油是不可生的能源。不過,根據美國於2003年的一項研究,有不少枯乾的油井在經過一段時間的棄置以後,仍然可以生產石油。所以,石油可能並非生物生成的礦物,而是碳氫化合物在地球內部經過放射線作用之後的產物。

形成
過去認為石油是從動物的屍體變化而成,因此,石油是不可生的能源。不過,根據美國於2003年的一項研究,有不少枯乾的油井在經過一段時間的棄置以後,仍然可以生產石油。所以,石油可能並非生物生成的礦物,而是碳氫化合物在地球內部經過放射線作用之後的產物。


生物成油理論
大多數地質學家認為石油像煤和天然氣一樣,是古代有機物通過漫長的壓縮和加熱後逐漸形成的。按照這個理論石油是由史前的海洋動物和藻類屍體變化形成的。(陸上的植物則一般形成煤。)經過漫長的地質年代這些有機物與淤泥混合,被埋在厚厚的沉積岩下。在地下的高溫和高壓下它們逐漸轉化,首先形成臘狀的油頁岩,後來退化成液態和氣態的碳氫化合物。由於這些碳氫化合物比附近的岩石輕,它們向上滲透到附近的岩層中,直到滲透到上面緊密無法滲透的、本身則多空的岩層中。這樣聚集到一起的石油形成油田。通過鑽井和泵取人們可以從油田中獲得石油。

地質學家將石油形成的溫度範圍稱為「油窗」。溫度太低石油無法形成,溫度太高則會形成天然氣。雖然石油形成的深度在世界各地不同,但是「典型」的深度為四至六千米。由於石油形成後還會滲透到其它岩層中去,因此實際的油田可能要淺得多。因此形成油田需要三個條件:豐富的源岩,滲透通道和一個可以聚集石油的岩層構造。


非生物成油理論
非生物成油的理論天文學家托馬斯·戈爾德在俄羅斯石油地質學家尼古萊·庫德里亞夫切夫(Nikolai Kudryavtsev)的理論基礎上發展的。這個理論認為在地殼內已經有許多碳,有些這些碳自然地以碳氫化合物的形式存在。碳氫化合物比岩石空隙中的水輕,因此沿岩石縫隙向上滲透。石油中的生物標誌物是由居住在岩石中的、喜熱的微生物導致的。與石油本身無關。

在地質學家中這個理論只有少數人支持。一般它被用來解釋一些油田中無法解釋的石油流入,不過這種現象很少發生。


開採
開採石油的第一關是勘探油田。今天的石油地質學家使用重力儀、磁力儀等儀器來尋找新的石油儲藏。

地表附近的石油可以使用露天開採的方式開採。不過今天除少數非常偏遠地區的礦藏外這樣的石油儲藏已經幾乎全部耗盡了。今天在加拿大艾伯塔的阿薩巴斯卡油砂還有這樣的露天石油礦。在石油開採初期少數地方也曾有過打礦井進行地下開採的礦場。埋藏比較深的油田需要使用鑽井才能開採。海底下的油礦需要使用石油平臺來鑽和開採。

為了將鑽頭鑽下來的碎屑以及潤滑和冷卻液運輸出鑽孔,鑽柱和鑽頭是中空的。在鑽井時使用的鑽柱越來越長,鑽柱可以使用螺旋連接在一起。鑽柱的端頭是鑽頭。大多數今天使用的鑽頭由三個相互之間成直角的、帶齒的鑽盤組成。在鑽堅硬岩石是鑽頭上也可以配有金剛石。不過有些鑽頭也有其它的形狀。

一般鑽頭和鑽柱由地上的驅動機構來旋轉,鑽頭的直徑比鑽柱要大,這樣鑽柱周圍形成一個空洞,在鑽頭的後面使用鋼管來防止鑽孔的壁塌落。


鑽井架,前面的容器中裝着鑽井液鑽井液由中空的鑽柱被高壓送到鑽頭。鑽井泥漿則被這個高壓通過鑽孔送回地面。鑽井液必須具有高密度和高粘度。

有些鑽頭使用鑽井液來驅動鑽頭,其優點是只有鑽頭,而不必整個鑽柱被旋轉。

為了操作非常長的鑽柱在鑽孔的上方一般建立一個鑽井架。

在必要的情況下,今天工程師也可以使用定向鑽井的技術繞彎鑽井。這樣可以繞過被居住的、地質上複雜的、受保護的或者被軍事使用的地面來從側面開採一個油田。


美國俄亥俄州薩尼亞附近的油井地殼深處的石油受到上面底層以及可能伴隨出現的天然氣的壓擠,它又比周圍的水和岩石輕,因此在鑽頭觸及含油層時它往往會被壓力擠壓噴射出來。為了防止這個噴射現代的鑽機在鑽柱的上端都有一個特殊的裝置來防止噴井。一般來說剛剛開採的油田的油壓足夠高可以自己噴射到地面。隨着石油被開採,其油壓不斷降低,後來就需要使用一個從地面通過鑽柱驅動的泵來抽油。


石油平臺是用來在海上鑽井和開採石油的通過向油井內壓水或天然氣可以提高可以開採的油量。通過壓入酸來溶解部分岩石(比如碳酸鹽)可以提高含油層岩石的滲透性。隨着開採時間的延長抽上來的液體中水的成分越來越大,後來水的成分大於油的成分,今天有些礦井中水的成分占90%以上。通過上述手段、按照當地的情況不同今天一個油田中20%至50%的含油可以被開採。剩下的油今天無法從含油的岩石中分解出來。通過以下手段可以再提高能夠被開採的石油的量:

通過壓入沸水或高溫水蒸氣,甚至通過燃燒部分地下的石油
壓入氮氣
壓入二氧化碳來降低石油的黏度
壓入輕汽油來降低石油的黏度
壓入能夠將油從岩石中分解出來的有機物的水溶液
壓入改善油與水之間的表面張力的物質(清潔劑)的水溶液來使油從岩石中分解出來。
這些手段可以結合使用。雖然如此依然有相當大量的油無法被開採。

水下的油田的開採最困難。要開採水下的油田要使用浮動的石油平臺。在這裡定向鑽井的技術使用得最多,使用這個技術可以擴大平臺的開採面積。


其它產油方法
隨着油價的飛漲,其它生產油的技術越來越重要。這些技術中最重要的是從焦油砂和油母頁岩提取石油。雖然地球上已知的有不少這些礦物,但是要廉價地和盡量不破壞環境地從這些礦物提取石油依然是一個艱巨的挑戰。

另一個技術是將天然氣或者煤轉化為油(這裡指的是石油中含有的不同的碳氫化合物)。

這些技術中研究得最透徹的是費-托工藝。這個技術是第二次世界大戰中納粹德國為了補償德國被進口石油切斷而研究出來的。當時德國使用國產的煤來製造代替石油。二戰中德國半數的用油是使用這個工藝產生的。但是這個工藝的成本比較高。在油價低的情況下它無法與石油競爭,只有在油價高的情況下它才有競爭力。

通過多重工藝過程這個技術可以將高煙煤轉換為合成油,在理想狀況下從一噸煤中可以提煉200升原油和眾多副產品。

目前有兩個公司出售它們的費-托工藝技術。馬來西亞民都魯的殼牌公司使用天然氣作為原料生產低硫柴油燃料。南非的沙索公司使用煤作為原料來生產不同的合成油產品。今天南非的大多數柴油是使用這個技術生產的。當時南非發展了這個技術來克服它因為種族隔離受到制裁所導致的能源緊缺。近年來對柴油機的環保要求提高使得對低硫柴油的需求量加大,因此這個工藝又獲得了注意。

另一個將煤轉化為原油的技術是1930年代在美國發明的卡裡克工藝。

最新的類似的技術是熱解聚,理論上使用這個工藝可以將任何有機廢物轉化為原油。





成分
構成石油的化學物質,用蒸餾能分解。原油作為加工的產品,有煤油、苯、汽油、石蠟、瀝青等。嚴格地說,石油以氫與碳構成的脂肪烴為主要成分。

分子量最小的4種烴,全都是煤氣。

CH4 (甲烷, methane) - 沸點 -107℃
C2H6 (乙烷, ethane) - 沸點 -67℃
C3H8 (丙烷, propane) - 沸點 -43℃
C4H10 (丁烷, butane) - 沸點 -0.5℃

產品

化工產品
在煉油廠中石油中的不同成分被分離。從原油中可以提煉出汽油、柴油、取暖用油、潤滑油等等產品。

化學工業中的石油產品的原材料可以回溯到約300個基本化合物。今天90%這些化合物是從石油和天然氣中獲得的。其中包括乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等等。今天約6-7%的石油用作化學工業的原材料。幾乎所有的化工產品在其生產過程中需要從石油獲得的基本化合物:顏色、漆、藥物、清潔劑等等、等等。


目前狀態

地下儲藏量和各國的備用儲藏

已知的世界石油地下儲藏情況(圖太大,無法縮小顯示,請點擊放大)各個不同的來源對世界上的石油儲藏量的估計各不相同。2004年艾克森美孚估計世界的總儲藏量為1.26兆桶(1717億噸),同年英國石油公司的估計為1.148兆桶(1566億噸)。《科學》甚至估計世界總儲藏量為3兆桶。今天已經確定的和使用目前的技術能夠經濟地開採的儲藏量近年來甚至有所上漲,2004年的數據是目前最高的。由於每年的開採和勘探工作的不足中東、東亞和南美洲的儲藏量有所下降,同時非洲和歐洲的儲藏量有所上升。有人預言今天的世界儲藏量還僅夠用50年。但由於過去就已經有過類似的預言,而且這個預言從未實現,這個數據也被人戲稱為「石油常數」。2003年最大的石油儲藏位於沙地阿拉伯(2627億桶)、伊朗(1307億桶)和伊拉克(1150億桶),其後為阿聯、科威特和委內瑞拉。

批評者懷疑這些數據,他們指出出於政治原因許多國家篡改它們的數據,此外許多國家雖然每年開採大量原油,但其數據始終不變,這說明這些數據已經陳舊了。有些專家認為21世紀初人類將到達哈伯特頂點,這時開採量將達到頂峰,此後開採量無法繼續提高,由於供給無法滿足需求,油價將高漲。

因此許多國家備有短期的儲藏來防止短期供不應求導致的危機。歐洲聯盟的國家必須擁有足夠90天的備用儲藏。


收錄日期: 2021-04-27 12:37:59
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20061120000051KK02415

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