基本信息
中文名
石油
英文名
石油；石油[1]
另壹個名字
原油[2]
拼寫
西悠
主產區
中東、歐洲和歐亞大陸、非洲、中南美洲、北美和亞太地區[2]
主要成分
主要是碳、氫、硫、氮、氧等。，以烷烴、環烷烴、芳香烴等形式存在[1]
配送區域
石油儲藏在上地殼[3]，多分布在低地和盆地，如山間盆地、沿海和近海大陸架。[4]
應用工業
石油產品用作溶劑油、燃料油和潤滑油，石化產品用於合成塑料、合成纖維和橡膠[5][4]。
顏色
有紅色、金色、深綠色、黑色、棕紅色甚至透明的[6]
透明度
透明到不透明〔6〕
水溶性
石油不溶於水，溶於苯、乙醚、四氯化碳等有機溶劑，部分溶於酒精。[1]
密度
0.8 ~ 0.98克/立方厘米[7]
石油被稱為“工業的血液”，是當今世界最重要的能源，是僅次於煤炭的化石燃料，也是現代有機化工的重要原料。[5]石油不僅用作燃料，還用作溶劑和潤滑劑，生產石蠟和瀝青。[5]石化工業還可以生產成千上萬種化學產品，如塑料、合成纖維、合成橡膠、合成洗滌劑、染料、藥品、殺蟲劑、炸藥和化肥。[1]
主要特征
礦物成分
石油是碳氫化合物的混合物，含有1~50個碳原子的化合物。其主要成分是碳(83%~87%)和氫(11%~14%)，還含有少量的硫(0.06%~0.8%)這些元素以烴類及其衍生物的形式存在，包括烷烴(如甲烷和丁烷)、烯烴(如乙烯、丙烯和丁二烯)、環烷烴(如環戊烷和環己烷)、芳烴(如苯、甲苯和二甲苯)、含硫化合物(如硫醇、硫醚和噻吩)、硫化合物等在石油中已經鑒定出230多種碳氫化合物。從天然氣溶解的石油平均組成來看，鏈烴約占53%，環烴約占31%，芳烴約占16%。壹些油還可能含有微量非金屬元素，如氯、碘、砷、磷和矽，微量金屬元素，如鐵、釩、鎳、銅、鎂、鈦、鈷和鋅，以及不溶的水。[5][10][1][9]
物理和化學特性
石油通常是壹種流動或半流動的粘性液體，埋藏在地下油藏中時以液態形式存在，在地表壓力和混合狀態條件下仍以液態或半固態形式存在。[7][1]由於產地不同，甚至同壹產地的不同產層，油品的顏色、密度、粘度、凝固點等性質差異較大。[7][3]石油的主要成分有:油性(是其主要成分)、膠質(壹種粘稠的半固體物質)、瀝青質(深棕色或黑色脆性固體物質)和碳質。【3】油的顏色非常豐富，有紅色、金黃色、深綠色、黑色、棕紅色，甚至透明。它的顏色就是本身膠質和瀝青質的含量，含量越高顏色越深。[6]石油壹般有特殊氣味，相對密度壹般為0.8 ~ 0.98。石油的冰點因地而異，從高30℃到低-50℃不等。[7]它的沸點從常溫到500℃以上..【9】油不溶於水，但能與水形成乳液；溶於有機溶劑，如苯、乙醚、四氯化碳等。，部分溶於酒精。[1][3]石油之所以外觀和物理性質不同，根本原因是其化學成分不完全相同。[9]
石油易燃[3]，其標準燃料系數為1.4286，平均低位熱值為41.87 MJ/kg。[1]
成因
石油的起源對油氣資源的勘探具有重要的理論意義，人們壹直在研究它。但由於油的成分復雜，可以流動，所以研究油的成因比較困難。人類提出了各種假說，並在實踐中不斷得到檢驗、修正和完善。這些假說大致可以分為兩大流派:無機成因論和有機成因論。[10]
有機成因理論
石油有機成因理論認為，石油中的大部分物質是由保存在巖石中的有機質(特別是低等動植物的遺骸)經過長期復雜的物理化學變化而逐漸轉化而來的。[10]
石油形成過程示意圖
在古代，大量的有機物被流水帶到低窪的湖泊或盆地。由於重力，有機物沈入水底，與空氣隔絕。大量的泥土、沙子和其他礦物質流入土地，迅速掩埋了生物，形成了還原環境。隨著地殼的運動，壓力和溫度不斷升高，同時在細菌、壓力、溫度等因素的作用下，還原環境中的有機汙泥被壓實固結成沈積巖，形成“烴源巖”。在成巖階段，沈積物中的有機質經歷了復雜的生化和化學變化，逐漸損失了CO2、H2O、NH3等。在縮合和聚合作用下，殘留的有機質經過腐殖化和腐殖化過程，形成幹酪根[a]，是生成大量石油和天然氣的先驅，所以石油的有機成因理論也叫幹酪根理論。幹酪根埋藏到壹定深度和溫度閾值後，由未成熟變為成熟，雜原子鍵斷裂，烴類和非烴類化合物開始釋放。隨著埋深的不斷增加，烴源巖進壹步成熟，幹酪根的C-C鍵斷裂，進入生油、生氣高峰期。[10]這些碳氫化合物比附近的巖石輕。它們向上滲透到附近的巖石中，然後聚集在壹起形成油田。地質學家把石油形成的溫度範圍稱為“石油窗口”。溫度太低就不能形成石油，溫度太高就會形成天然氣。[3]
由於石油的有機成因理論充分考慮了石油生成和產出的地質和地球化學條件，並深入對比了石油和沈積有機質的組成特征，因而更具有說服力，為大多數石油地質學家和石油地球化學工作者所接受。世界各地的石油公司也根據石油的有機成因理論來指導油氣勘探。[10]
無機成因理論
石油無機成因理論主要以碳化物理論和宇宙理論為代表。碳化物理論認為地核中的重金屬碳化物與地表滲出的水反應生成碳氫化合物。根據宇宙學，當地球處於熔融狀態時，碳氫化合物存在於其大氣中。隨著地球的逐漸冷凝，碳氫化合物被巖漿吸收，在地殼中生成石油。無機成因理論認為，烴類可以在地下深處生成，並沿裂縫周期性上升，聚集在沈積巖、巖漿巖和多孔火山巖中。為了證明這壹理論，科學家們在實驗室模擬地球深處的條件，成功合成了石油。此外，在無生命的空間體上也發現了類似石油和可燃氣體的物質，這為石油的無機生成理論提供了依據。如果這個理論得到驗證，意味著油氣資源不會在短時間內枯竭。[10]科學家壹般用它來解釋壹些油田的進油現象。[3]
配送區域
石油是地質勘探的主要目標之壹，儲藏在地殼上部。[3]石油大多分布在低地和盆地，如山間盆地、沿海和近海大陸架。[4]
地球上有豐富的石油，估計有10000多億噸，其中700多億噸在海洋中。地球上已探明石油資源的1/4和最終可采儲量的45%都埋藏在海底。世界已探明石油儲量的重心將逐漸從陸地轉向海洋。[3]2008年世界石油探明剩余可采儲量為654.38+0708億噸，其中中東占60%，歐洲和歐亞占654.38+065.438+0.3%，非洲占654.38+00.0%，中南美占9.8%，北美占5.6%，亞太(不含中國)占2。[2]
總的來說，石油的分布極不平衡:從東西半球來看，約3/4的石油資源集中在東半球，西半球占1/4；從南北半球來看，石油資源主要集中在北半球；從緯度分布來看，石油資源主要集中在北緯20° ~ 40°和50° ~ 70°兩個緯度。兩大油區波斯灣和墨西哥灣以及北非油田都在北緯20° ~ 40°以內，集中了世界石油儲量的51.3%。北緯50° ~ 70°地帶有著名的北海油田、俄羅斯伏爾加油田、西伯利亞油田和阿拉斯加灣油田。[3]
2018部分國家石油探明可采儲量[11]
國家
探明可采儲量/十億桶
國家
探明可采儲量/十億桶
委內瑞拉
3033
阿拉伯聯合酋長國
978
沙特阿拉伯
2977
美利堅合眾國
612
加拿大
1678
利比亞
484
伊朗
1556
尼日利亞
375
伊拉克
1472
哈薩克斯坦共和國
300
俄羅斯
1062
中國
259
科威特
1015
卡塔爾
252
來源:BP世界能源統計年鑒2019，1桶= 158.98L。
中國石油資源分布極不均勻，主要集中在東部、西部和近海地區。其可采資源量分別為6543.8+000.25億噸、47.87億噸和29.27億噸，合計6543.8+077.39億噸。從盆地分布看，石油資源集中在渤海灣、松遼、塔裏木、鄂爾多斯、準噶爾、珠江口、柴達木和東海陸架八大盆地，可采資源量為1824.38+億噸，大型沈積盆地的石油資源量占全國石油地質資源量的97%。新中國成立後，中國石油地質工作者發現了100多個油田，包括大慶油田、勝利油田、遼河油田和克拉瑪依油田。截至2017年末，中國石油累計探明地質儲量389.65億噸，剩余技術可采儲量35.42億噸，剩余經濟可采儲量25.33億噸。中國石油資源探明程度低，許多盆地和大陸架可能有豐富的油氣資源。[11][5]
應用領域
石油被稱為“工業的血液”，是當今世界最重要的能源，是僅次於煤炭的化石燃料，也是現代有機化工的重要原料。[5]
石油產品
石油產品按其用途和特性可分為14大類，即溶劑油、燃料油、潤滑油、電氣油、液壓油、真空脂、防銹脂、工藝油、潤滑脂、蠟及其制品、瀝青、石油焦、石油添加劑和石油化工產品。[5]
(1)溶劑油。按用途可分為石油醚、橡膠溶劑油、香花溶劑油。可用作橡膠、油漆、油脂、香料、醫藥等行業的溶劑、稀釋劑和萃取劑。在毛紡工業中用作洗滌劑。[5]
(2)燃料油。可分為液化石油氣、汽油、煤油、柴油和重燃料油。液化石油氣可用於制造合成氨、甲醇、乙烯、丙烯等。汽油分為汽車汽油和航空汽油，分別用於汽車和螺旋槳飛機；煤油中的航空煤油用於噴氣式飛機，煤油用於點燈。也可用作洗滌劑和農業農藥溶劑。柴油中的輕柴油用於高速柴油機，重柴油用於低速柴油機。[5]石油作為燃料有許多優點。如易開采、體積小、易運輸；可燃性好，熱值高；易於燃燒，燃燒充分，燃燒後不留灰燼。因此，石油不僅用於海陸空運輸，工廠的生產過程，而且在現代國防中用作新武器、超音速飛機、導彈和火箭的燃料。[4]
(3)潤滑油。潤滑油的種類很多，主要有汽柴油機油、機械油、壓縮機油、汽輪機油、冷凍機油和汽缸油、液壓油、電氣油等。[5]
(4)油脂。潤滑脂是在潤滑油中加入增稠劑制成的，用於不便於用潤滑油潤滑的設備，如低速、重載、高溫下工作的機械，以及工作環境潮濕、有水、有灰塵、難以密封的機械。[5]
(5)石蠟和地蠟。石蠟和地蠟是結構不同的高分子固體碳氫化合物。石蠟可分為白蠟、白蠟、黃蠟和食用蠟，可用於火柴、蠟燭、蠟紙、電絕緣材料、橡膠、食品包裝、醫藥工業等。[5]
(6)瀝青。瀝青可分為道路瀝青、建築瀝青、油漆瀝青、橡膠瀝青、特種瀝青等多種類型，主要用於防水、鋪路、塗料、塑料、橡膠等行業。[5]
(7)石油焦。石油焦是壹種優良的含碳材料，可用於制造電極，也可用作冶金過程中的還原劑和燃料。[5]
石化產品
石化產品是石油煉制過程中獲得的石油氣、芳烴等副產品，也是有機合成的基礎原料或中間體。有些石化產品可以直接使用。[9]石油進壹步加工生產的三烯、三苯、乙炔、萘，作為化工原料或中間體，直接關系到人們的衣食住行，是基本的有機化工原料。[9]從石油中可以提取出數百種有用的物質，其經濟價值遠遠超過作為燃料燃燒的經濟意義。石化工業可以生產成千上萬種化學產品，如塑料、合成纖維、合成橡膠、合成洗滌劑、染料、藥物、殺蟲劑、炸藥和化肥。[4][1]
礦物開發
全世界的石油生產主要集中在中東。石油輸出國組織國家的原油產量占世界產量的40%以上，是中國石油進口的主要地區。同時，中國也從西非、南美等主要產油區進口石油。2017年，中國石油進口海運成交額占全球成交額的29%，平均運距達到約7 800海裏(1海裏=1.852 km)。隨著進口石油來源的多元化，這壹數據還將繼續增長。[11]
油田開發包括石油勘探、鉆(完井)井和油田開采。石油勘探是石油開發中最重要的基礎環節，包括油田的搜索、發現和評價。【11】石油勘探投資巨大，發展迅速，石油地質理論日益成熟，勘探手段更加先進。除地震勘探外，地球化學勘探、遙感、遙測、資源衛星等先進技術也被引入石油勘探，大大提高了勘探效率和成功率。【5】鉆井就是從地面打開壹條通往油氣層的隧道，以獲取地質資料和油氣能量。[5]起初，石油靠地下自然壓力向油井集中；當油壓下降時，需要使用油泵或深井泵，或向地下儲層註水或註氣來維持其壓力；有時，在開采前會加入蒸汽或化學溶劑來加熱或稀釋石油。當采油成本過高時，油井應該關閉。[5]
油氣集輸工程是在油田內建立壹套完整的油氣收集、分離、處理、計量、儲存和輸送工藝，使井內產出的油、氣、水等混合流體在礦井內得到分離和初步處理，以獲得盡可能多的油氣產品。水可以回註或用於防止環境汙染和減少無效損失。[3]
石油是不可再生資源。雖然科學調查表明，地球上仍在產生這種能量，但其產生的速度要以地質年齡來計算。[4]據估計，地球上約有6543.8+037億噸石油儲量。按照目前的生產水平，全球每年開采30億噸石油，地球上的石油還可以被人類開采40到50年。[4]
歷史
人類發現和利用石油的歷史悠久。公元前3000年，幼發拉底河流域的人們開始使用瀝青作為建築材料。[5]公元前10世紀以前，古埃及、巴比倫、古印度等國采集天然瀝青用於建築、防腐、粘合、裝飾、制藥。古埃及人甚至可以估計油苗中滲出的油量。楔形文字中也有關於沿著死海采集天然石油的記錄。[3]公元前5世紀，阿切曼尼王朝(第壹個波斯帝國)首都蘇薩附近出現了人工開鑿的油井。[3]公元7世紀，拜占庭人將石油用於戰爭，並稱之為“希臘之火”。[3][5]13世紀，緬甸仁安油田開始開采。16世紀，蘇門答臘人用石油制造火球，焚燒葡萄牙帆船。[5]阿塞拜疆的巴庫地區盛產油苗和氣苗。這裏的居民長期以來從油苗中收集油作為燃料，並用它來治療駱駝皮膚病。1837年這裏有52個人工挖的油坑，1827年增加到82個，但是產量很少。[3]在現代戰爭中，比如第二次世界大戰，就有海上浮油，燒毀其他軍艦的例子。【12】1854年，人們發明了煤油燈，學會了從石油中提取煤油。[3]
中國也是世界上最早發現和利用石油的國家之壹。[3]早在3000年前，中國的《易經》就有關於石油的文字記載。[5]東漢班固寫的《漢書·地理》記載，我國高怒縣(今陜北延長地區)有壹種可燃水。《後漢書》也記載酒泉縣延壽縣南(今甘肅玉門東南)有壹種泉水，肥如肉汁，燒之發亮，但不能食用。當地人叫它石漆。【12】【3】從晉朝到明朝，石油不僅作為照明的燃料，還作為機械的潤滑油。有人用它來塗牛皮防水，還有壹種說法是能治癬瘡。唐代李繼孚《元和縣誌》中提到，石油已用於國防和戰爭。在宋朝，油也被用來燒死敵人。【12】宋代沈括在《孟茜談》中提到，陜北地區長時間的石油燃燒，產生濃濃的黑煙，試用這種灰燼作墨，光亮如漆，比松煙墨還要好。我們現在常用的石油這個名稱，最早是在《神州》中使用的。12至11世紀，中國鉆出第壹批油井，提煉出“烈火油”、石蠟、瀝青等原油產品。[5]元代《袁遺通誌》記載當時陜北已有手工打井采油，用途已擴大到治療牲畜皮膚病，並正式征購入庫。[3]
在古代，石油主要用於照明、潤滑、醫藥、軍事和制墨五個方面。總的來說，石油技術的發展極其緩慢。人們對石油的開采和利用僅限於對現成原油的開采和利用，對石油的來源和地質條件還沒有進行研究。[11]
中國古代鉆探圖
1859年，美國賓夕法尼亞成功鉆出第壹口油井，隨後俄國人也開始油井生產，現代石油工業真正開始。[5]1859年，歐洲生產了36000桶原油，主要來自加利西亞和羅馬尼亞。[3]1861年，外高加索的巴庫建立了世界上第壹座煉油廠。當時巴庫生產了世界上90%的石油。後來發起斯大林格勒(今伏爾加格勒)保衛戰，攻占高加索石油區。[3]20世紀50年代以來，以石油和天然氣為原料的石油化學工業突飛猛進，石油產品的消費量迅速增加，石油的消費量急劇增加。世界石油消費量在1900年為40萬桶/日，1920年為22萬桶/日，1940年為85萬桶/日，1960年為340萬桶/日，1980年為800萬桶/日。[5]19世紀，石油工業發展緩慢，精煉油主要用作油燈的燃料。20世紀初，隨著內燃機的發明，情況突然發生了變化，石油仍然是內燃機最重要的燃料。特別是美國得克薩斯州、俄克拉荷馬州和加利福尼亞州油田的發現，掀起了壹股“淘金熱”。[3]1910年，在加拿大(尤其是阿爾伯塔省)、荷屬東印度(印度尼西亞)、波斯(伊朗)、秘魯、委內瑞拉和墨西哥發現了新的油田。所有這些油田都已工業化。[3]20世紀世界石油開采量高速增長，1921年石油產量首次突破1億噸，1950年突破5億噸，1979年創造3170億噸的歷史新高，進入21世紀後略有下降。[4]在20世紀60年代之前的壹個世紀裏，美國壹直是世界上最大的石油生產中心，約占世界產量的三分之二，號稱“石油帝國”。[4]然後中東新興產油區的地位與日俱增。從65438年到0973年，波斯灣的石油產量占世界總產量的38%。進入80年代後，由於人為因素有所下降，但仍占世界總產量的近30%。[4]20世紀初，盡管核能和可再生能源發展迅速，但石油仍占歐洲能源消費的30%，北美40%，非洲465，438+0%，中南美洲44%，近東53%。[13]
中國近代石油工業萌芽於19世紀中期，基礎極其薄弱。到1949年，中國石油產量只有12萬噸。隨著克拉瑪依油田、大慶油田和勝利油田的開發，中國石油工業發展迅速。1978年全國石油產量突破65438+1億噸，成為世界產油國。2018中國是全球第七大產油國，第二大石油消費國，第壹大石油進口國。[11]中國石油和化學工業聯合會公布的數據顯示，到2022年，我國千萬噸及以上煉油廠已達32家，總煉油能力達到9.2億噸/年，首次躍居世界第壹。[14]
2023年，美國《石油與天然氣》雜誌發布了基於各國最新官方報告的年度評估。各國發布的最新油氣儲量報告截至2023年6月65438+10月1，全球已探明石油儲量總計1757億桶。根據《中國礦產資源報告(2022)》，到2021年末，中國已探明剩余石油儲量為36.9億噸。截至2022年底，石油輸出國組織石油儲量占世界石油總儲量的71%。[15]
分類
根據原油的性質分類
根據現行行業標準《油藏分類》(SY/T 6169-2021)，原油和重油的性質分類如下。[16]
原油的性質
特性
低粘度油
油藏條件下原油粘度小於或等於≤5 mPa·s。
中等粘度油
在油藏條件下，原油粘度為5 ~ 20 mPa·s。
高粘度油
在油藏條件下，原油粘度為20 ~ 50m pa·s。
厚油
油藏條件下原油粘度>:50m pa·s，相對密度>；0.920
凝析油
在地層條件下臨界溫度和沈澱溫度之間的氣態烴。當地層壓力降至露點壓力時，輕質液態油被冷凝分離，壹般相對密度為
揮發油
流體體系位於油氣之間的過渡帶，其特征屬於儲層中的泡點體系，處於液態，在相態上接近臨界點。在發展過程中，波動性強，縮水率高。註:揮發油的地面氣油比壹般在265438+100 m3/m3至1200 m3/m3之間，壹般相對密度< 0.825，體積系數> 1.75
高傾點油
是冰點>；40℃含蠟量高的輕質原油
重油分類
領先指標
輔助索引
名字
等級
粘度mPa·s
相對密度
普通重油
我
識別號1
& gt50[b] ~150[b]
& gt0.92
I-2
& gt150[b] ~ 1000[b]
& gt0.92
I-3
& gt1000[b] ~ 10000
& gt0.92
超重油
二
& gt10000 ~ 50000
& gt0.95
超重油
羅馬數字3
& gt50000~ 100000
& gt0.98
超重油
註入靜脈的
& gt100000
& gt1.0
根據所含碳氫化合物的比例進行分類。
(1)烷基石油(也叫石蠟基石油):主要成分是直鏈烷烴，含量在50%以上，環烷烴和芳烴較少。它的特點是密度低、含蠟量高、傾點高、硫、膠質和瀝青質少。其生產的直餾汽油辛烷值低，柴油十六烷值高。加工石蠟基石油時，可以得到高粘度指數的潤滑油。我國大慶油田就屬於這種類型。[10][9]
②環烷石油(也叫瀝青基石油):主要成分是環烷。其特點是密度高，凝固點低，壹般硫、膠質和瀝青質含量高。這種石油生產的直餾汽油辛烷值高，但產量不高，氧化安定性不好，有利於煉制柴油和潤滑油。這種原油的重質殘渣可以生產高級瀝青。中國的克拉瑪依油田就屬於這種類型。[10][9]
③芳烴石油:主要成分為單環芳烴和稠環芳烴。這類石油組分含有雙鍵，所以化學上比較活躍，容易發生加氫和取代反應，轉化為其他產品。中國臺灣省的許多油田都屬於這種類型。[10]
④混合基礎油:含有數量相近的烷烴、環烷烴和芳烴。中國勝利油田就屬於這種類型。[10][9]
其他分類方法
根據密度從小到大，原油分為輕質原油(密度