每天产这么多油,空出来的空间怎么办?会影响地球的整体结构吗?
其实我们现在完全不用担心这个问题,因为人类开采石油对地球本身的影响可以说是微乎其微的。为什么这么说?简单的数据对比,地球的半径是6371公里,而人类的石油钻探通常只有几公里。到目前为止,人类在地球上钻得最深的油井——“库页岛的Odoptu OP-11”油井,只有12公里多一点。
如果把地球比作一个鸡蛋,人类甚至还没有钻透这个鸡蛋的蛋壳。显然,以人类目前的能力,整个地球结构根本不会受到影响。但是地球没事不代表人类也没事。每天产这么多油,空出来的空间怎么办?我们继续看。
在很多人的想象中,地下的石油应该像地下水一样聚集在一起。当人们开采石油时,只需要挖一个洞,然后把管子放进去,最后用类似水泵的设备把它抽出来。但事实上并非如此。事实上,石油在地下的存在形式主要是分散在储层基质的缝隙中。
在开采石油时,理想的情况是钻好井后,石油会在地球内部的压力下自动渗出,这样人们只需要把石油抽上来,通过回灌井往地下注入一些水,但现实往往很骨感。很多情况下,当钻井时,人们会发现储层基质的渗透率根本达不到要求。
在这种情况下,需要人为增加地层中的压力,通常的做法是进行“水力压裂”。所谓“水压裂”是指用设备将加压水(有时人们在水中加入一些特殊的砾石)泵入富含石油的地层。当地层基质的压力增加时,会打开许多裂缝,使分散在地层基质缝隙中的油更容易渗出。
泵入地层的大部分水将与油混合并再次被泵出。经过处理后,其中的油会被分离出来,送往石化厂进行后续处理,水通过回灌井再次被泵入地层,以弥补抽油造成的流体损失。值得一提的是,石油所在的地层通常含有大量地下水,这些地下水也会随石油一起被抽上来,分离后再通过回灌井注入地下。
我们可以看到,使用上述方法开采石油,因为根本不存在地层中流体的损失(对于地层来说,不管是油还是水,只要是流体就行),所以不会对地层的结构产生任何影响。
化石燃料对人类文明的发展起到了非常重要的推动作用,但不好的一点是,人类在使用化石燃料的同时,会向大气中排放大量的二氧化碳,被认为是全球变暖的“罪魁祸首”。
每天产这么多油,空出来的空间怎么办?会影响地球的整体结构吗?时至今日,石油依然是现代工业不可或缺的“血液”。根据媒体的公开信息,2019年全球石油开采总量约为900亿桶,约合137公斤,也就是12万吨左右。看来这不是一个小数目。如果从地壳中提取如此多的石油,地球的结构将被破坏。
油是怎么提炼出来的?在大家的印象里,油是钻到油层里,然后油升到天上。如果一直是这样,就把油井封了,装个水龙头!不然怎么会有王进喜冬天跳泥坑搅泥憋井喷的故事?
其实钻到油层初期会有一个压力释放的过程,因为油田上面的岩石给了它很大的压力,有可能喷出油来。但随着油田的开采,这种压力会迅速下降,达到平衡。这个时候抽油机,也就是举升第一个的设备肯定是需要的,但是如果你继续抽油,最终会达到负压,也就是说你再开采,就不到一个大气压了,很可能抽不出来,必须要有压力。
最后,油井里的油耗尽了,再也抽不出油了。这时候我们该怎么办?油井的许多裂缝里有很多油。注水很简单。油井注入大量水后,由于油的密度低于水的密度,油会浮在水面上,然后这些油水混合物一起开采。比如大庆油田,几乎处于注水和余热开发阶段!
页岩油的开采
除了常规的油井抽油机开采,页岩油是另一种开采方式,因为页岩油根本不是油田,而是一些含油的石头,所以油井里没有所谓的井,而是一大片含油的岩层。要从这些石头里榨油,必须要有高超的开采技术!
这项技术就是水力压裂技术。它通过高压水泵将含有沙子的水抽到地下,压裂钻孔周围的岩层,然后通过这些裂缝慢慢富集石油,最后提取这些油水混合物。这就是页岩油开采过程。因为手续复杂,设备要求高,页岩油开采成本极高!
这里有一个有趣的小故事。读一下吧。目前世界石油市场暴跌,美国页岩油开采停滞,濒临破产。但是2018-2019年情况很好,因为石油输出国组织石油在美国的唆使下减产,油价高企。这时候美国增加了页岩油产量,迅速占领市场,俄罗斯在西伯利亚的高成本油田也获利了。
七代能源公司在亚洲蒙特尼的页岩油开采基地。
因此,从那时起,石油输出国组织表面上与俄国对抗油价。事实上,真正的目的是美国的页岩油市场。沙特当然不敢在公开场合犯错,所以大家都说沙特和俄罗斯打起来了,但真正受伤的是美国!
这么大的开挖量,土方结构会没事吗?从油田开采和页岩油开采的角度来看,石油开采过程中会有大量的注水。另外,油田很难有大面积的采空区。与煤矿不同,除了煤层之外,还有工人和设备通过的隧道。油田都是分布在区域区块的孔隙结构。即使真的存在采空问题,在石油开采后期也会有大量注水,甚至会用注聚的方式来收油。而且水的密度比油高,根本不会有结构问题!
那么如果煤矿被清空会不会有问题?
我们经常听说煤矿透水事故,就是煤矿开采时挖到了地下水系统。当然,这是一次可怕的事故,但也告诉了我们一个结果,那就是煤矿在正常开采时,需要一个泵把渗入的地下水抽走,否则会长期淹没巷道。所以大部分煤矿废弃后,地下水会逐渐渗透,淹没整个煤矿!
但是我们也要面对另一种情况,就是大量开采地下水后,地下水位下降,整个地区下沉,煤矿巷道没有水渗透,会导致采空区长期塌陷,甚至可能引发小地震。从这个角度来看,雷区确实会对地面产生非常大的影响。首先,它会导致基础设施的不稳定甚至崩溃。二是地下水位下降,不再适合农作物种植!最后的结果就是沉陷区居民的迁移!
采空塌陷
但对于整个地球来说,开采量只有九根牛一毛,我们最深的开采量只有4000米(Mu Poniger金矿)。最深的油田是俄罗斯远东萨哈林岛,Z-44恰依沃油井(12.345km),平均深度1/3 33km,大陆上的地壳高达70km。
很多人觉得石油的开采应该是这样的,就像吮吸蟹黄汤包的汁液,看着它们瘪下去:
很多人觉得油是藏在地下的,就像包子里的汤一样。用吸管下去直接抽上来就行了。其实并不是。它们被向上推。
当然也不排除地壳里真的会藏着石油泡沫,但似乎人类发现的概率并不高。毕竟下面肯定有巨大的空间来储存几亿吨石油。当它遇到地质运动时,它会从裂缝冲到地面。
在古代,确实有少量的石油从地下渗出。古人收集它作为照明材料,有时用它作为火攻的原料。
这是宋代孟茜碧潭传入的。
然而,这样的区域是如此之少,大部分石油是高粘度的液体或简单的软膏,周围是土壤颗粒和岩石颗粒。它们基本不会因为有个洞就自动流出来。也有一些例外。钻井时会遇到压力突然释放,导致井喷。
当然,如果你足够幸运,挖到一口油井,你可以汩汩地把油抽出来,直接泵入油罐车运走。简直就是中了彩票,省了多少钱啊!但是,这个时候就要担心地层坍塌的问题了。
通常,在开采石油时,钻两个深孔,一个用于注入,另一个用于流出。利用机械力,水被压入油层底部。由于水和油不相溶,水的密度大,隐藏在岩石颗粒之间的油滴被水从下往上推,有一根管子与之相连,直接流向储油罐。
此时,油隙中充满了水。到时候这两个洞就被封住了,水就跑不掉了,所以这个地层会保持相对稳定。
开采石油不同于挖煤。煤是固体,不能流动。需要在地下直接开采,挖出巷道,边开采边用泥土、沙子之类回填,避免塌陷。
当然,题主的担心也是合理的。毕竟注水是和原来的油颗粒粘度不同的液体,对地层有一定的影响。我们认为中东地区的地层一定会在某一天的地壳运动中被挤压,引起剧烈的地震和土壤液化,并可能蔓延到其他地区。
到那时,中东地区的人们将尝到肆意剥削的恶果,自然平衡将被打破。
开采煤矿和开采油气对地质的影响是绝对的。现在煤矿区塌陷事故很多,总有一天因为我们的过度开采,地球上会发生灾难性的大规模地质变化。
但即使不开采油气,地球的地质变化还是会发生的,不用担心。
与煤矿不同,石油开采会挖一个深洞,并留下大量真空。
影视印象里的石油好像是一条地下河。只要闸门一开,就能喷涌而出,永不枯竭。
实际的石油根本不像地下河那样储存在地下。
作为一个石油人,也是一个常年产油的老石油,我可以讲一些石油开采常识。
其实石油是在一些地质圈闭中诞生的,是若干地质年沉积堆积的产物。大部分储存在沉积岩的孔隙中,而不是人们所认为的地下河,而是通过孔隙储存在地下。
在地质时代,随着地质沉降、断层和圈闭的变化和形成,形成了多种石油圈闭构造,储存了大量的石油和天然气。
这种油气形态是通过地下钻探得知的,比如它的储层层位、深度、厚度,这是地下钻探和地上地质分析相结合的结果。
我油田先后开发了杜家台、莲花、潜山、大凌河等白垩系、玄武等地质时期的油层,实施了作业开采。
油流是通过在层段射孔产生的。
早些年原始地层压力充足,基本上是以自注的形式。就放了一个简单的油嘴控制产量,每天喷出很多油。
后期各种开采方式层出不穷,但产量每况愈下。有的油井一天甚至产不出100斤原油,但含水率高达99%,不得不放弃不得不做的事,不得不关闭或兼开。
地下的石油只在缝隙中以液态存在,是一种渗透性的存在,不像人们意识中的河流形态。即使其渗透率不够,也会采用地面压裂等化学方法扩大孔隙度,从而保证石油能够顺利流入井筒。
随着石油的大量生产,剩余的真空区已经被补充了很长时间。实际上,从生产时期开始,人们就采用了向储层边缘注水的方法。一种是带动油藏流向井口,方便生产。另一种是在石油随注入水流走后迅速填补缺口,从而保证地下不亏空,维持原有平衡。
所以,担心地下亏空甚至崩盘是不可能的,完全没有必要担心。
这显然是对石油行业缺乏基本的了解。石油浮在水面上,采油会带出地下水,地下水经过处理后会重新注入地下,所以采油后地下不是空腔。至于对地球结构的影响,开什么玩笑?
人类只会对地球产生微弱的影响。西方有一篇文章说三峡大坝的修建导致了地球自转轴和重心的偏移。这其实是一种说法,重心的影响必然需要巨大的质量。而世界上现有的大坝,连三峡的蓄水量都排不进前十。三峡最大的一点就是它是水电站,发电量非常大。而且人类进行了很多巨大的工程,一个超大规模的城市,钢筋混凝土的森林,也会造成重心的转移。
但是,这对地球本身的影响是微不足道的。地球本身的引力是不一样的,因为地球的质量分布不是很均匀,地球内部还有非常剧烈的岩浆运动来带动地壳的运动。将地壳移动一毫米需要许多代人的努力。石油多位于浅处,最深的油井也不过几公里。原油产量要多少年才能达到三峡的水储量(接近400亿吨)?所以,考虑石油开采对地球结构的影响真的是太多了,更多的是对地表的影响,因为石油项目会占用一些土地,可能会污染地下水,从而影响人类的生存环境,但这并没有想象的那么严重。
石油不同于煤矿。煤矿开采后,会留下许多采空区。虽然会用矿渣和煤矸石回填,但还是不够全部填满。部分矿业可能实施不到位,煤矿区居民将被疏散,采空区自然塌陷,塌陷区治理难度加大。一般是一个开采-充填-空转-塌陷-恢复的过程。石油开采则完全不同。原油是液态,存在于地下洞穴中,不可能靠水支撑地表。石油开采时会带天然气和水,需要加热静置排出天然废气和水。据估计,大部分油井产水,只有少数富矿产油多。有的井(磕头虫)敲一天头也只能采几十升油,下面的集油罐可能十个半月都装不满。
石油开采后,生产水将被处理以消除污染物,然后再次注入地下。消除污染的目的是防止地下水在回注过程中受到污染。石油开采后,由于地下水位下降,整体压力降低,周围的水会聚集起来。不像煤矿采空区会一直空着(煤矿不可能透水,一堆人在下面工作),地下水位最终会恢复,石油也可能再次聚集。所以过去偶尔听说过煤矿区的塌陷事故,很少听说过石油矿区的塌陷事故。在中东石油资源丰富的国家,这类事故很少听说。
石油的主要危害是泄漏,石油运输可以分为两类,一类是移动式运输,主要依靠船舶,一类是管道运输。但前者也偶有沉船,大量分布在海面上的油污对某一区域的海洋生物造成了非常严重的影响。粘在水面上的水鸟无法捕食,水下生物也可能缺氧,因为光照被遮住浮游植物的活跃度会降低;管道运输经常发生泄漏事故,会污染土壤和淡水,对周围居民的影响也比较大。
油田一期生产纯油,二期向地下注水生产油水混合液,所以边开采边注水,地下没有井眼。
如果被抽空的空间有水,用水泥沙填充。没有水的地方,等着慢塌地震吧。我能怎么做呢?
当然有影响。但即使不抽油,地球的结构也会不断变化。原因是地球在不停地公转自转,不断地有高潮和低潮,还有台风和龙卷风。这样的撞击也会对地球的地质结构产生影响,所以地震也会时有发生。它们每振动一次,就会释放因不平衡而积累的能量,从而达到新的平衡。
影响了地球的结构变化,人类快死了。你觉得有什么影响吗?新冠肺炎疫情也是地球结构变化导致地热气候恶化而引发的病毒。能没有影响吗?