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一组图告诉你,我们的石油在哪里
人类在几千年前就开始利用石油资源
但只是到了20世纪
石油的开采和利用
才使得石油在世界能源中
逐渐代替煤炭的地位
进而开启“石油时代”
如今,石油产品已经渗透到
人们衣食住行的方方面面
从塑料、女士的连裤袜、口红等日常用品
到化肥、汽油、煤油、沥青等
各类石油产品在不同的领域内
有着广泛的、不同的用途
谁占有石油,谁就占有了世界
因为他可以用柴油统治海洋
用高度精炼的石油统治天空
用汽油和煤油统治陆地
亨利·伯伦格,1918年
◎ 卓筒井掘井原理图
卓筒井,发明于北宋庆历年间,当时四川盆地的人们用于开采井盐。它的原理现在看来很简单,是利用古人舂米时的杠杆原理,通过人的足踏来带动一个钻头上下运动,从而达到打井的目的。西方人罗伯特·K.G.坦普尔在《中国:发明与发现的国度》中详细记载了很多中国先人的伟大科技成就,提到卓筒井时,他认为是中国宋代盐井钻井技术直接引发了西方现在钻井技术的发明,就连现在的机械钻井取盐、采石油、采天然气都是在卓筒井技术的基础上演变而来的。(制图/宋维亚,图自《中国国家地理》2007年1月)
石油,在哪儿
石油在地球出现的位置似乎非常莫测
中东酷热的沙漠
阿拉斯加寒冷的冻土
狂风巨浪的海洋
……
石油到底从哪里来
许多人都知道石油和天然气
主要来自地质时期埋藏的生物
石油
作为多种烃类(碳与氢的化合物)的混合物
它主要来源于微生物
微生物死亡以后沉淀于较深的海底或湖底
这里的还原环境使它保存下来
并与沉积物一起被深埋
当埋深还不够大时
只有几十度的地温
厌氧的甲烷菌群落还能生存
它们以沉积物中的有机质为“食”
代谢的产物是甲烷
从而形成生物气藏
随着沉积物的成岩过程
埋深加大、温度更高
用石油地质学家的话来说
有机质越来越成熟了
在自然催化物的作用下
这期间以经过化学反应生成液态烃为主
即生成石油
石油集中在4种古地质环境中
大型稳定地块上的古浅海和湖群、
陆地边缘的上陆坡、山前褶皱带和古裂谷
世界石油分布与流向图
图自《中国国家地理》2003年5月
中东为什么石油多
放眼望去,中东的自然条件相当恶劣
但就在这片荒凉贫瘠的土地下
却发现了巨大的石油宝藏
中东占全球陆地面积的5%
却拥有世界最大的油田群
某些小国(如科威特和卡塔尔)
可以说整个国家就坐落在几个大油田上
依托这些成群的大油田
海湾国家成为重要的石油生产和输出国
中东伊朗和阿拉伯两大陆块区
和它们碰撞挤压形成的扎格罗斯山前褶皱带
正是前面提到的
四种利于油气富集的古地质环境中
前三个类型的代表
这里有巨厚的优质生油岩层
有良好的石膏、盐类封盖层
有疏松的砂岩和多孔的碳酸盐岩作储集层
有能使石油富集成藏的大型褶皱
(特别是背斜)
这些条件同时具备是相当难得的
所以中东地区有特别丰富的油藏
◎ 在20世纪,石油产量的地理分布有了很大变化。20─40年代,东半球的石油供应大部分依赖于西半球。但第二次世界大战后,中东地区高产油田的发现,顷刻间让世界的石油供应转向对中东的依赖。但中东许多国家在传统文化、思想体系和宗教上却与西方国家差别很大,有些甚至是对立的。出口石油的中东阿拉伯国家属于伊斯兰文明,而进口石油的发达国家大多属于基督教文明。在历史上这两个文明之间的冲突持续了1300年以上。阿拉伯人并不感激西方人来此开采和购买石油,他们认为西方人是利用他们的石油资源去发财。(图自《中国国家地理》2001年12月)
大西洋如何成为“储油罐”
谈论陆地上的大油田,总也避不开中东
而说起海洋石油,大西洋是个宝库
有地理学常识的人都知道
太平洋周边环绕着活跃的火山和地震带
而大西洋却处于一圈富饶的石油区的拥抱之中
——
西岸的墨西哥湾、亚马孙扇和巴西海盆
东岸的北海海盆、几内亚湾、
刚果扇和安哥拉海盆
都是世界重要海洋石油产区
同是大洋
为什么大西洋如此享受上天特殊的眷顾
因为大西洋是拉张型海洋
活动的板块边界位于中央海岭
与周边的美洲、非洲和欧亚大陆
基本上平稳过渡
从大陆到海洋
形成陆架—陆坡—陆裙—深海平原的稳定体系
陆源沉积物可以顺畅地进入洋盆
并可在各个适当的地理部位形成油储
2亿多年前的三叠纪
世界上存在一个泛大陆
美洲、欧洲和非洲还是连在一起的
大约1.8亿年前,泛大陆中部开始开裂
美洲向西漂去,欧洲和非洲逐渐东移
中间形成了一个大裂谷
到了1亿年前的白垩纪中期
裂谷最终被拉成了一个南北贯通的洋盆
大西洋就此诞生
当时,大西洋的规模远不如今天宏大
两岸的陆源剥蚀物被河流裹挟
源源不断地流到这里
越沉越多,越埋越深
上面又被新的地层盖上了“盖子”
形成了一个密闭的“储油罐”
大量有机质因地热的烘烤
而转化为石油和天然气
大西洋就是一个海洋油气田产生的模板
每个环节都如教科书一般标准和规范
◎ 我国勘测命名的国际海底地理实体名称中,大西洋海底的中国名字取自《诗经》中的《风》篇。(图自《中国国家地理》2017年8月)
中国石油工业之源,在陕北
陕北的石油勘探史源远流长
宋朝的沈括在陕北任职期间
对当地的石油做了详尽的考察
他在《梦溪笔谈》中写道:
“鄜、延境内有石油,
旧说高奴县出脂水,即此也。”
首次提出“石油”这个矿物名称
他还预言说此物后必大行于世
从19世纪70年代始
许多的外国学者曾把目光或足迹
留在这片土地上
1905年
慈禧太后曾令延长知县督办石油官厂
也就是延长油矿的前身
后来,在日本技师佐藤弥市郎的协助下
该厂于1907年,在延长县城西门外
打成了“中国陆上第一口油井”——延1井
“油水并出”
涌出了中国石油工业的源流
◎ 茫茫云雾之间,亿吨级油田
图为陕北姬塬油田的抽油机不知疲倦地工作着。除了姬塬以外,黄土高原上还有西峰、靖安、红河等十个储量在1亿吨以上的“巨无霸”油田。(图自《中国国家地理》2017年10月)
大庆油田,承重的辉煌
早在20世纪三四十年代
全世界的石油都是在海相地层里找到的
当时国际学术界都认为
只有在海相地层里才能找到油气
但是中国石油天然气的第一次创业是陆相生油
即在湖泊、河流和沼泽里
形成的陆相地层里
找到石油
1937年,探明并开发了玉门油矿
1941年
玉门油田的原油第一次喷出地表时
中国的石油工业才刚刚起步
图自《中国国家地理》2004年12月
1959年中国发现了大庆油田
大庆油田的发现、投产
把“中国贫油”的帽子扔进了太平洋
支撑起了国产原油的半壁江山
从地图上看
松花江、嫩江如同两只轻舒的臂膀
伸向松辽平原的东北方向
大庆正好被抱在这两只胳膊的怀里
整个大庆就坐落在
著名的地质构造“大庆长垣”之上
这块区域面积大体上和上海相当
如果要说更广义的“大庆油田”
则指大庆的勘探区域,范围更大
——几乎包括了黑龙江省全境
和内蒙古海拉尔盆地等
在大庆油田历史陈列馆里有这样一个图表:
大庆和世界上几个大油田
如前苏联的罗马什金、
土库曼斯坦的古姆达格等稳产时间对比
在产量和时间对应的坐标系里
只有大庆的曲线节节攀升
然后长时间停在高处
这在全球都是非常罕见的
从这样的角度看
讨论东北在石油资源方面对全国的巨大贡献
一个大庆已然足够
◎ 大庆油田和几个同类的世界著名油田的稳产时间比较图
横坐标代表投产时间,纵坐标是该油田采油速度与最大采油速度之间的比值,比值为“1”时,即达到“巅峰时刻”。一般而言,油田都会经历投产、高产、几年稳产而后自然递减,留下一条或陡或缓的不规则抛物线。只有大庆油田,创造了连续27年稳产、高产的“世界奇迹”。(图自《中国国家地理》2008年10月)
找“大庆”,去南海
很多学者有一种共识
把南海看作“大西洋式的小洋盆”
因为其形成过程与大西洋非常神似
南海南部的南沙地块、
加里曼丹地块的一小部分
和西巴拉望历史上曾与华南大陆相连
直到3500万年前的始新世末期
发生彻底破裂,不断南移
才与华南大陆之间形成南海海盆
南海的北部、西部与南部
都没有明显的板块边界
在开裂过程中又不断有沉积物向里面堆积
而且南海还发育有很多断裂带
形成了良好的油气通道
再加上底部的热流值也比较理想
总之,南海各个方面的成油条件都具备
总体来看非常不错
所以有学者坚称南海是“第二个波斯湾”
◎ 南沙海域沉积盆地及油气聚集区示意图
在南沙海域我国的九段线内及其附近,分布着20多个沉积盆地,盆地内藏有储量相当可观的油气资源。(图自《中国国家地理》2013年1月)
南海在构造体制上并没有完全克隆大西洋
它的能源南北分布不均问题
很可能受制于南海海盆构造发育史的不对称
南海南部原本存在较为广阔的海域
破碎的北来地块与陆缘发生碰撞
叠加上新的山前坳陷盆地
多种类型的沉积物汇集在一起
规模和过程比北部强很多
而且南部生物礁也较北部更为发育
不要小看生物礁的作用
它们在海洋中可以构建起宏伟的碳酸盐岩体系
而碳酸盐岩又是另外一种生、储油的“宝库”
这等于为海洋石油的生成又开了一个源
这些得天独厚的先决条件
都使北部地区难以望其项背
这也是为什么南海南部石油开采热火朝天
而北部则显得落寞许多的原因
南海到底有多少石油?
我们暂且不去探究南海的能源总储量
单从产量上看
2009年
中国在南海北部的年产量是1500万吨
而南部的曾母盆地、万安盆地、
文莱—沙巴盆地等
可以轻松达到5000万吨的水平
超过北部地区3倍有余
虽然由于地质条件的差异
北部还有大量的天然气可供开发
但总体上“南优北劣”的局面一时不会扭转
◎ 2009年,在曾母暗沙附近,《中国国家地理》编辑部考察队遇上了一艘长达100多米的驳船,它被一条石油勘探船拖着,驳船上装载的是石油钻井平台的组装部件,它们都属于马来西亚。这一路上,遇到的一处处已建的、在建的、将要建造的马来西亚石油钻井平台,深深地触痛了每一个人的内心。有数据显示,截止到21世纪初,马来西亚已在南海打出近百口油气田,年产石油3000万吨,天然气近50亿立方米。(摄影/马宏杰,图自《中国国家地理》2010年10月)
石油,被称为“现代社会的血液”
尽管它为人类社会发展带来了一些便利
但也因其所产生的巨大利益
引得烽烟四起、战火频发
它不仅关系到
国家总体安全、社会经济发展
还关系到全球气候治理等诸多重大领域
因此
研寻更为高效、更加清洁的“绿色能源”
成为新时代的重大课题
来源:中国国家地理
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