第三节 原油基本分析一 原油简介石油,也称原油,是一种粘稠的、深褐色(有时有点绿色的)液体 地壳上层部分地区有 石油储存它由不同的碳氢化合物混合组成,其主要组成成分是 烷烧,此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钮等元素 不过不同的油田的石油的成分和外貌可以区分很大 石油主要被用来作为燃油和汽油,燃料油和汽油组成目前世界上最重要的一次能源之一 石油也是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料 今天88册采的石油被用作燃料,其它的12%乍为化工业的原料 由于石油是一种不可再生原料, 许多人担心石油用尽会对人类带来严重的后果 石油因其价值高昂,又被称为黑金在中东地区波斯湾一带有丰富的储藏,而在俄罗斯、美国、中国和南美洲等地也有很大量 的储藏石油的常用衡量单位“桶”为一个容量单位,即 42加仑因为各地出产的石油的密度不尽相同,所以一桶石油的重量也不尽相同一般地 ,一吨石油大约有 8桶1852年波兰人依格纳茨•卢卡西维茨(Ignacy ?ukasiewicz )发明了使用更易获得的石油 提取煤油的方法最早钻油的是中国人,最早的油井是 4世纪或者更早出现的 中国人使用固定在竹竿一端的钻头钻井,其深度可达约一千米。
他们焚烧石油来蒸发盐卤制食盐 10世纪时他们使用竹竿做的管道来连接油井和盐井 「石油」一词首次在梦溪笔谈中出现并沿用至今 [1]古代波斯的石板纪录似乎说明波斯上层社会使用石油作为药物和照明8世纪新建的巴格达的街道上铺有从当地附近的自然露天油矿获得的沥青 9世纪阿塞拜疆巴库的油田用来生产轻石油10世纪地理学家阿布•哈桑•阿里•麦斯欧迪和13世纪马可•波 罗曾描述过巴库的油田他们说这些油田每日可以开采数百船石油现代石油历史始于1846年,当时生活在加拿大大西洋省区的亚布拉罕•季斯纳发明了从煤中提取煤油的方法1852年波兰人依格纳茨•武卡谢维奇(Ignacy ?ukasiewicz )发明了 使用更易获得的石油提取煤油的方法次年波兰南部克洛斯诺附近开辟了第一座现代的油矿这些发明很快就在全世界普及开来了 1861年在巴库建立了世界上第一座炼油厂 当时巴库出产世界上 90%勺石油后来斯大林格勒战役就是为夺取巴库油田而展开的19世纪石油工业的发展缓慢,提炼的石油主要是用来作为油灯的燃料 20世纪初随着 内燃机的发明情况骤变,至今为止石油是最重要的内燃机燃料 尤其在美国在德克萨斯州、俄克拉何马州和加利福尼亚州的油田发现导致“淘金热” 一般的形势。
到1910年为止,在加拿大(尤其是在艾伯塔) 、荷属东印度、波斯、秘鲁、委内瑞拉和墨西哥发现了新的油田这些油田全部被工业化开发直到1950年代中为止,煤依然是世界上最重要的燃料,但石油的消耗量增长迅速 1973年能源危机和1979年能源危机爆发后媒介开始注重对石油供应水平进行报道这也使人们意识到石油是一种有限的原料,最后会耗尽,至少作为一种经济能源 不过至今为止所有预言石油即将用尽的试图都没有实现, 所以也有人对这个讨论表示不以为然 石油的未来至今还无定论2004年一份〈〈今日美国》的新闻报道说地下的石油还够用 40年有些人认为,由于石油的总量是有限的,因此 1970年代预言的耗尽今天虽然没有发生,但是这不过是被迟缓而已也有人认为随着技术的发展人类总是能够找到足够的便宜的碳氢化合物的来源的地球上还有大量焦油砂、沥青和油母页岩等石油储藏,它们足以提供未来的石油来源目前已经发现的加拿大的焦油砂和美国的油母页岩就含有相当于所有目前已知的油田的石油今天90%勺运输能量是依靠石油获得的石油运输方便、能量密度高,因此是最重要的运输驱动能源此外它是许多任务业化学产品的原料,因此它是目前世界上最重要的商品之一。
在许多军事冲突(包括第二次世界大战和海湾战争)中占据石油来源是一个重要因素中东首次发现石油, 是在1908年的波斯(今伊朗),而今天约80%可以开采的石油储藏位于该地区,其中 62.5%位于沙特阿拉伯(12.5%) (1938年发现石油)、阿拉伯联合酋长国、伊 拉克、卡塔尔和科威特二石油成油理论1、生物成油理论大多数地质学家认为石油像煤和天然气一样,是古代有机物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的按照这个理论石油是由史前的 海洋动物和藻类尸体变化形成的陆上的植物则一般形成煤经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合,被埋在厚厚的沉积岩下 在地下的高温和高压下它们逐渐转化,首先形成腊状的油页岩,后来退化成液态和气态的碳氢化 合物由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻, 它们向上渗透到附近的岩层中, 直到渗透到上面紧密无法渗透的、 本身则多空的岩层中 这样聚集到一起的石油形成油田 通过钻井和泵 取人们可以从油田中获得石油地质学家将石油形成的温度范围称为“油窗” 温度太低石油无法形成,温度太高则会形成天然气虽然石油形成的深度在世界各地不同,但是“典型”的深度为四至六千米由于石 油形成后还会渗透到其它岩层中去,因此实际的油田可能要浅得多。
I因此形成油田需旷个条件:丰富的 源岩,渗透通道 和一个可以聚集石油的 岩层构造2、非生物成油理论非生物成油的理论大文学家 托马斯•戈尔德在俄罗斯石油地质学家尼古莱•库德里亚夫切夫(Nikolai Kudryavtsev )的理论基础上发展的这个理论认为在地壳内已经有许多碳,有些碳自然地以碳氢化合物的形式存在 碳氢化合物比岩石空隙中的水轻,因此沿岩石缝隙向上渗透石油中的生物标志物是由居住在岩石中的、 喜热的微生物导致的 与石油本身无关在地质学家中这个理论只有少数人支持一般它被用来解释一些油田中无法解释的石油流入,不过这种现象很少发生 过去认为石油是从动物的尸体变化而成,因此,石油是不可再生的能源不过,根据美国于 2003年的一项研究,有不少枯干的油井在经过一段时间的弃置以后,仍然可以生产石油 所以,石油可能并非生物生成的矿物,而是碳氢化合物在地球内部经过放射线作用之后的产物1)原油的开采:开采石油的第一关是勘探油田 今天的石油地质学家使 用重力仪、磁力仪等仪器 来寻找新的石油储藏地表附近的石油可以使用露天开采 的方式开采不过今天除少数非常偏远地区的矿藏外这样的石油储藏已经几乎全部耗尽了。
今天在加拿大艾伯塔的阿萨帕斯卡尔油砂还有这样的露大石油矿在石油开采初期少数地方也曾有过打矿井进行地下开采的矿场 埋藏比较深的油田需要使用钻井才能开采海底下的油矿需要使用石油平台来钻和开采其它产油方法随着油价的飞涨,其它生产油的技术越来越重要这些技术中最重要的是从 焦油砂和油母页岩提取石油虽然地球上已知的有不少这些矿物, 但是要廉价地和尽量不破坏环境地从这些矿物提取石油依然是一个艰巨的挑战另一个技术是将天然气或者煤转化为油( 这里指的是石油中含有的不同的碳氢化合物)最新的类似的技术是热解聚,理论上使用这个工艺可以将任何有机废物转化为原油2) 原油的运输长距离运输石油的方法在 海上是油轮,在陆地上是使用输油管短程也有使用汽车、火车和内河油船的3) 原油的用途辛烷是石油中存在的一种碳氢化合物 构成石油的化学物质,用分储能互相分离 原油作为加工的产品, 有煤油、苯、汽油、石蜡、沥青 等严格地说,石油以氢与碳构成的脂肪烧为主要成分分子量最小的4种烧,全都是煤气CH4 (甲烷)一沸点-107 CC2H6 (乙烷)一沸点-67 CC3H8 (丙烷)一沸点-43 CC4H10 (丁烷)一 沸点-0.5 C化工产品在炼油厂中石油中的不同成分被分离。
分离出原油中不同化合物是用 沸点差异 做出的从原油中可以提炼出汽油、柴油、煤油、取暖用油、润滑油 等等产品石油I(炼油厂)I+ 1 1--+ +1-->1 1沸点不断升高1--> -+ +1 1气体1汽油1 1煤油I燃料油--+----润滑油剩余物质\ / III I II\ /汽油飞行汽油柴油、I润滑油重取暖油、重油\ /轻取暖油I清洁剂沥青V I焦炭、炭黑(加热分解)1 1I1 1烯烧和芳烧 1 1裂化1 1(化学反应)1汽油1单体11(聚合)11塑料金融产品作为世界上最重要的原材料之一石油本身是投机生意的目标由于许多企业依靠石油,因 此它的价格对股票价格影响很大 三 原油目前分布状态1)原油分布地下储藏量和各国的备用储藏,各个不同的来源对世界上的石油储藏量的估计各不相同2004年艾克森美孚估计世界的总储藏量为 1.26兆(万亿)桶(1717亿吨),同年英国石油 公司的估计为1.148兆桶(1566亿吨)〈〈科学》甚至估计世界总储藏量为 3兆桶今天已 经确定的和使用目前的技术能够经济地开采的储藏量近年来甚至有所上涨, 2004年的数据是目前最高的由于每年的开采和勘探工作的不足,中东、东亚和南美洲的储藏量有所下降,同时非洲和欧洲的储藏量有所上升 。
有人预言今天的世界储藏量还仅够用 50年但由 于过去就已经有过类似的预言,而且这个预言从未实现,这个数据也被人戏称为"石油常数” 2003年最大的 石油储藏 位于沙特阿拉伯 (2627亿桶)、伊朗(1307亿桶)和 伊拉克(1150 亿桶),其后为阿联酋、科威特和委内瑞拉21世纪初人类这时开采量将达到顶峰,此后开采量无法继续提高,由于供给无法满足需求,油价将高涨因此许多国家备有短期的储藏来防止短期供不应求导致的危机 欧洲联盟的国家必须拥有足够90天的备用储藏2)原油开采状态至今为止人类一共开采了约 0.9兆桶石油大多数储藏是在1960年代发现的2005年的年开采量为304亿桶(相当于每天 0.833亿桶)最大的石油开采国列表以下排表按照2007年开采量排列:(资料来源:美国政府能源统计 )沙特阿拉伯 (OPE一 1025万桶每日俄罗斯一987万桶每日美国一846万桶每日伊朗(OPEC— 403万桶每日中国一391万桶每日墨西哥一350万桶每日加拿大一342万桶每日阿联酋(OPEC — 295万桶每日委内瑞拉(OPEC — 267万桶每日科威特(OPEC — 262万桶每日挪威一257万桶每日尼日利亚(OPEC — 235万桶每日巴西-228万桶每日阿尔及利亚-217万桶每日伊拉克(OPEC — 210万桶每日一这些国家已过开发顶峰期 ,二伊拉克虽然属于石油输出国组织,但从 1998年开始其开发量不包括在石油输出国组织的开发量中四 石油的生产,主要出口国家以下列表是按照2007年石油出口量排列的:沙特阿拉伯(OPEC俄罗斯阿联酋(OPEC挪威伊朗(OPEC科威特(OPEC尼日利亚(OPEC委内瑞拉(OPEC阿尔及利亚(OPEC安哥拉(OPEC利比亚(OPEC伊拉克(OPEC墨西哥哈萨克斯坦加拿大五 石油的消费,主要进口国家目前全球石油平均 日消耗量为约 8400万桶。
2003年最大的石油消耗国为美国(2060万桶 每日)、中国(727万桶每日)、日本(55。