上次我們說到石油有照明、潤滑、醫藥 、軍事、制墨、防腐、裝飾 、粘合、防水等等諸多好處,可為什么在很長一段時間里,石油都沒有作為主要能源發展起來呢?
主要原因大致有三個:
1. 自然分布含量少,需要成熟的開采技術。
2. 運輸條件高,需要現代化運輸設備。
3. 直接燃燒效果差,需要分餾技術。
下面,我們就將三大原因做詳細解讀。
1. 自然分布含量少,需要成熟的開采技術。
先問個問題:石油為何叫石油?
顧名思義,因為石油就在石頭里啊。你可能以為我在胡說八道:石頭都是致密的,哪里有空間裝石油?石油不是在地下池塘里嗎?
在很多人眼中,開采石油與打水井是一個道理:在地下很深的地方存在著一個巨大的含液體空間,其中滿滿當當儲存著數千萬噸的石油,只要用鉆頭將地層打穿,把石油吸出來就好了,
真相并非如此。地下根本不存在黑色的石油江河湖海,石油存在于石頭里,原理就像水存在于海綿里一樣。
石頭里存在許多肉眼無法識別的細微空隙,石油就藏在這些細微的空隙中。你可能會問,這么小的孔能儲藏多少石油呢?可不要小看這些細孔,它們的體積一般可占到巖石總體積的10%到20%(這個比例在石油行業被稱為孔隙度),最高達30%。正是這些相互連通的空隙給成萬上億頓石油提供了家。
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石油從含有油母質的生油巖層中開采獲得的
你可能會問,石油為何會藏在這些細小縫隙里?
這就要從石油的誕生史說起。
通常認為石油是億萬年前古代海洋、湖泊和沼澤中的生物母質等經過漫長的沉積、埋藏、成巖、熱解及裂解等地質過程演化形成的。它們大都藏在地下數百米至數千米地層巖石的細微孔隙、裂隙和裂縫中并可能在不同條件下發生遷移和聚集。
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想讓這些藏進石縫里的油自動涌出地面,通常有三種情況:
- 天然滲漏(地面油苗)?:當地下油氣藏通過斷裂、裂隙等通道運移至地表時,會形成?地面油苗?(也稱油氣苗)。
- 地層壓力過高?:在石油資源極其豐富的地區(如沙特阿拉伯),若儲油層破裂或蓋層失效,高壓下的石油可能自然噴出地表,形成?自噴式滲漏???。
- 構造運動影響?:板塊碰撞、地殼抬升或斷層活動可破壞油氣藏的封閉條件,使石油沿裂縫上升至地表??。
但上述三種情況極少發生。
想要找到石油,就得將油從石頭縫里扒出來,沒有現代技術做支持,還真不行。
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開采石油的“磕頭機”
2. 運輸條件高,需要現代化運輸設備。
如何將地下的石油提升到地面?液體礦產的開采比固體更復雜,涉及的防滲漏和鉆探技術也更為繁瑣。
有的時候,油層能量充足,利用油層本身能量就能將油舉升到地面的方式,即我們常說的“自噴”現象;但很多時候,油層能量較低,就算你知道下面有油,也很難將它舉升上來。沒有抽油泵,這幾乎是不可能完成的任務。
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抽油泵
3. 直接燃燒效果差,需要分餾技術。
原油能直接燃燒,但燃燒效果很差,易產生大量?黑煙(碳顆粒)和積碳?。
原因是:原油是復雜混合物,主要由?碳氫化合物(烴類)?組成,包括烷烴、環烷烴、芳香烴等??。
這些烴類均為?非極性或弱極性有機分子?,根據“相似相溶”原理(即極性相近的物質容易互溶),它們在分子層面能夠均勻混合??。
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石油的分層
如果不將這些物質進行分離,會導致不完全燃燒,含雜質(如硫、氮)的情況下,還會產生:
- 一氧化碳(CO)
- 二氧化硫(SO?)
- 氮氧化物(NO?)
- 碳顆粒(煙塵/PM2.5)
- 未燃盡的揮發性有機物(VOCs)? ??
分離石油中的不同成分,要等到19世紀中葉?,才被發明并在石油工業中得到系統應用。
技術的高速發展,才讓石油在現代社會高速發展。
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