第二章 石油
18.石油的前世今生—你所不了解的“黑色黄金”
石油是地球送给人类的礼物,这份珍贵的礼物来自哪里?又是如何形成的?让我们一起走近石油、了解石油,并深入地体会“黑色黄金”的宝贵。
石油(petroleum,岩石中的油)来源于希腊语的岩石(petra)和油(oleum),是当时人们对从地下自然涌至地表的黑色液体的称谓,被称为黑色金子。石油是来自地下深处的棕黑色可燃黏稠液体,提炼加工之前的石油又称为“原油”。
中国是世界上最早发现和利用石油的国家之一。东汉的班固(公元32—92年)所著《汉书》中记载了“高奴县有洧水,可燃”。高奴在现在的陕西延长附近,洧水是延河的支流。北魏郦道元的《水经注》中提到“水上有肥,可接取用之”。这里的“肥”就是指的石油。到公元863年前后,唐朝段成武的《酉阳杂俎》记载了“高奴县石脂水,水腻浮水上,如漆,采以膏车及燃灯,极明”。西晋张华的《博物志》(成书于267年)、郦道元的《水经注》都记载了“甘肃酒泉延寿县南山出泉水”,“燃极明,与膏无异,膏车及水碓缸甚佳,彼方人谓之石漆”,这也是玉门产石油的最早记载。
“石油”这个中文名称是由中国宋朝的大科学家沈括第一次命名的。沈括在书中读到过“高奴县有洧水,可燃”这句话,觉得很奇怪,“水”怎么可能燃烧呢?他决定进行实地考察。考察中,沈括发现了一种褐色液体,当地人叫它“石漆”、“石脂”,用它烧火做饭、点灯和取暖。沈括弄清楚这种液体的性质和用途,给它取了一个新名字,叫石油。沈括在《梦溪笔谈》中这样描述石油:“生于水际砂石,与泉水相杂,惘惘而出”。他试着用原油燃烧生成的煤烟制墨,“黑光如漆,松墨不及也”。沈括认识了石油,并且预言“此物后必大行于世”,是非常难得的。
在沈括眼中“生于水际砂石”的石油,究竟是如何产生的?关于石油的成因,是自然科学领域和石油地质学界争论最激烈,也最富挑战性的问题之一。这不仅因为石油的成分复杂,而且大部分是流体,能够流动,它们在地下的储藏地往往不是其“诞生地”—是经过运移才聚集的。这与煤、铁等其他的矿产显著不同。从18世纪70年代至今,人们对石油的成因先后提出了几十种假说。目前大部分的科学家都认同的一个理论是:石油是沉积岩中的有机物质变成的,石油和天然气的形成过程见图2-14。认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于生物沉积变油,是不能再生却又不可或缺的宝贵财富。因为在已经发现的油田中,99%以上都是分布在沉积岩区。另外,人们还发现现代的海底、湖底的近代沉积物中的有机物正在向着石油慢慢地变化。
图2-14 石油和天然气的形成过程
与地球上其他宝贵的资源一样,石油在全球的分布并不平衡。从东西半球来看,约四分之三的石油资源集中于东半球;从南北半球看,石油资源主要集中于北半球。英国石油公司发布的石油统计数据报告显示,2012年底全球已探明石油储量约为1.669万亿桶。科学家和石油工作者又是如何找到这些埋藏在地下或海下“黑金”的?一般来说,在石油勘探过程中,首先由地质学家对勘探点的地质状况进行分析,分析该地是否有可能生成石油的地质条件。在漫长的转化过程中,石油与底层中一种古老的岩石有着密切的关系—油页岩。根据经验,凡是存在这种岩石的地方,往往会有石油的沉积。科学家将这些资料收集汇总后,根据地层的倾角算出钻孔的孔深,然后依据这些资料和数据设计勘探钻孔,完成石油勘探的过程。在确定某地拥有石油矿藏之后,便可以进入石油开发下一步的工作阶段—开采。
18世纪50年代,也就是1750年左右,工业革命在英国展开,然后逐渐传播到欧洲、北美。在这期间,因为科学的进步、机器的大量使用、机械化大规模生产的进展、对燃料以及化学品需求的增加,促使人类对石油的使用与消耗不断上升,开采技术也不断进步。
1859年在宾夕法尼亚的Titusville钻成了一口现代石油井,发现和开发了第一个油田。到了1861年,在苏联的巴库地区,因为该地的油田开采,人们更在该地建立了世界上第一座炼油厂。
我国最早开发的油田,是1878年发现的台湾地区的苗粟油田。中国大陆最早开发的油田则是陕北的延长油田。1907年清政府聘请了日本技师对陕西省延长县的石油资源进行了调查,并在延长县西门外打成了第一口井,即现在的“延一井”。从此,揭开了中国大陆石油开发的历史,这口井后来被命名为中国大陆第一口油井。
石油“一身都是宝”。目前,工农业生产、国防建设以及人们的日常生活都与石油息息相关、密不可分。归纳起来,主要用于三个方面:一是作为能源。原油经过炼制加工后可以制得汽油、煤油、柴油等燃料,用作各种交通工具、国防武器和航天探测器的燃料。二是作为化工原料。石油经过多种形式的加工,可以制成各种各样的化工原料。用这些原料可制成多种生产和生活用品,如塑料制品、合成纤维、合成橡胶、洗涤剂、农药、医药、化肥、炸药、染料等。三是作为润滑剂。从石油中还可炼制出润滑油、沥青和石蜡。石油化工产品几乎能用于所有的工业部门中,是促进国民经济和工业现代化的重要物质基础,现代化的工业离不开石油,就像人体离不开血液一样。因此,石油被称为“工业的血液”。
至此,深埋于地下数千年的石油终于成为现代生活不可缺少的宝贵能源,完成了它的“成长”旅程。接下来,它将摇身一变,投身到与你我息息相关的衣食住行等各个方面。