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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着一個巨大的含液體空間，其中滿滿當當儲存着數千萬噸的石油，隻要用鑽頭将地層打穿，把石油吸出來就好了，沙特不是還有自噴井嘛。事實上石油是正宗的“石頭中的油”，來讓我們看看石油的原料是什麼樣子的。

這叫油母質（Kerogen），音譯為幹酪根，含有這種油母質的岩層即為烴源岩，習慣上通常叫作生油岩或生油母岩，石油正是從含有油母質的生油岩層中開采獲得的。

石油的前世與今生

我們知道煤來自古代植物的遺體，這沒有什麼争議，因為有很多煤中還有植物的木質紋理甚至是葉片脈絡等結構。那石油又是什麼？大家都見過水底的淤泥，淤泥是黑色的，因為其中含有大量的有機質。這些有機質的來源是水中的藻類，它們在死亡後沉積在湖底。如果有機會被很快的掩埋與氧隔絕，經過漫長的地質年代，這些沉積的有機物被埋在厚厚的沉積岩下。在地下的高溫和高壓下它們的有機質逐漸轉化，衍變為油母質。

油母質的形成多數在沉積掩埋的早期，當時的地溫多不超過50℃。大約經曆幾千萬年，沉積物越埋越深，地溫越高（約100-150℃），油母質的成熟度達到一定範圍就轉化成烴（碳氫化合物），也就是液态石油或天然氣。由于這些碳氫化合物比附近的岩石輕，它們會向上滲透進入生油岩地層的孔隙間。途中遇到不透油的地層受阻而停留下來，慢慢彙集在此地層中，越聚越多，就形成油田。所以煤來自植物遺體的堆積，而石油則是主要來自水體的藻類沉積。湖裡沉積物中的油母質多數來自藻類、細菌孢子、花粉或樹脂等，以産生液态石蠟系的碳氫化合物石油為主。海裡沉積物中的油母質多數來自浮遊生物、藻類、細菌和少量陸上植物，以産生液态石油為主，天然氣為輔。陸上沉積物中的油母質多數來自高等植物的木質素，以産生天然氣為主。因此了解生油岩中油母質的來源，可以預測所産出石油的成分和油與氣的比例。

所以湖中的爛泥也可能會在遙遠的未來變成石油，碳循環從未中斷，新的石油也一直在形成的路上。那為什麼說石油是不可再生資源呢？其實很簡單，這些石油都是數億到數百萬年時間沉澱的結果，對于我們人類來說，石油形成的時間太長約等于不可再生。

石油怎麼開采出來

經過地質勘探，找到了地下的油藏，确定了打井的位置、數量和深度，鑽井工人就要在定好的井位上鑽井。目前常用的鑽井技術是轉盤（旋轉）鑽井。它由一套地面設備（包括鑽機、井架）和一套提升系統及鑽杆、鑽具和鑽頭等組成。通過提升系統将鑽具提起、放下，靠轉盤轉動帶動鑽具轉動，再轉動鑽頭破碎岩石，直至到達目的層。這是目前世界上使用得最廣泛的鑽井方法。

在鑽進的過程中，要及時地在鑽孔中安置一根叫套管的鋼管，套管的口徑向下逐漸變細，在套管中間再下一根引油鋼管，叫油管。地面井口上還要安裝一套井口設備，上面布滿了各種壓力閥門和各個方向的管線，很像一棵樹，所以人們叫它采油樹。

是否能把原油采上來，還取決于地下油層壓力的大小。許多油藏的地下油層壓力很大，隻要一打開采油樹的閘門，地下的石油就會不停地往外噴，這就是自噴井。

石油原來所埋藏的地層深處有來自上覆岩層和地層水的巨大壓力。鑽井打開油層之前，壓力處于平衡狀态。一旦油層之上的地層被打開，這種平衡就被打破了，石油就會從井的四周向壓力突然降低的油井底部流動。另外，石油中還常常含有許多天然氣，它和石油在地層中幾乎密不可分，就好像一個裝滿汽水的瓶子，鑽井就像是打開了汽水瓶的蓋子，油層裡的石油随着溶解氣體的膨脹，先湧向井孔，然後由井筒噴出井口。

經過一段時間的自噴以後，由于地層壓力降低，油井的噴力就會慢慢下降，以後就會噴噴停停，最後就無法自噴了。目前國内外維持油層壓力的最常用也最有效的方法是“以水驅油”的注水開采法，就是把水從另外的一些鑽井中打到油層下面，用水補充由于石油開采而留下的空間，從而保持地層的壓力，這是使油井順利産油、保持自噴的關鍵。有的油田從剛一開始采油就無法自噴。造成這種現象的原因有多種，比如地下油層壓力不足、原油油質較重形成了難以流動的“稠油”等等。這類油田的采油多采用“抽油法”，也叫深井泵采油法。目前，世界上大約90％以上的無法自噴的油田是采用抽油法開采的。深井泵是放在油井裡的一種活塞泵，通過抽油機的抽吸，把井底原油抽到地面上來。

通常石油并不是以大量液體的形式直接儲存在地下的，比較優質的油母質就像是吸滿了油的海綿，布滿微米級的小孔，地層在重力的作用下給岩層以壓力，所以有些油田打一個孔就能冒油。比如波斯灣沿海國家的油田普遍好開采，輕質原油，含水量低，儲量高，幾乎源源不斷，還有很多自噴油井，甚至直接就拉個管線就能裝船運走了，其他地區的石油産出國難以望其項背。多數油田沒有這麼好的條件，很多油母質岩甚至從視覺上看不到油乎乎的感覺，需要打碎、攪拌甚至是加壓力注水才能将石油采上來，這樣的油田普遍開采成本偏高。

油頁岩的開采利用

開采難度的極緻當屬頁岩油了，頁岩油的原材料叫油母頁岩（oil shale）或者叫做油頁岩。油母頁岩又稱油母岩，色淺灰至深褐，主要包括油母、水分和礦物質。油母含量高，氫碳原子比大，則油頁岩産油率高。油頁岩産油率低于6％者屬貧礦，高于10％的屬富礦。水分含量較高，熱加工過程中消耗較多的熱量，且在幹燥時易崩碎。礦物質主要有石英、高嶺土、粘土、雲母、碳酸鹽岩以及硫鐵礦等。含量通常高于有機質。含有大量粘土礦物的油頁岩，往往形成明顯的片理。

油母頁岩和頁岩油

油母頁岩與烴源岩（生油岩）的區别在于：

烴源岩能夠産生或已經産生可運移的烴類，分為未成熟（烴源岩中的有機質轉化為液态烴的比例稱為成熟度）的烴源岩和成熟的烴源岩。油頁岩在烴源岩中是未經運移的未成熟的烴源岩。油頁岩必須經過人工加熱加氫，才能提煉出類似于原油的頁岩油，也稱為人造石油。

油頁岩的儲藏量是非常豐富的，目前探明的頁岩油儲量在13萬億噸左右，數倍于傳統石油已探明的可采儲量。美國西部格林河流域擁有世界上儲量最大的油頁岩礦藏；中國的油頁岩資源也較豐富。油母頁岩的有效開發和利用，可以在一定程度上緩解能源緊張的局面。

水力壓裂法開采頁岩油

因為頁岩中的石油微粒都是納米級的，如果說一般的油田叫“擠石油”，那采頁岩油要用到的可就是“物理壓榨”了，一般的壓榨還不行，美國采用的是水力壓裂法，硬是将油微粒從石頭中榨了出來。水力壓裂法即使用摻入了化學物質的高壓水流對頁岩層進行壓裂，人為造成很多縫隙，将石油或天然氣從岩石縫隙中釋放出來，并順着井筒流到地表。不過這種開采技術需要大量的淡水資源，這對于日趨缺乏淡水的世界來說，可是一個不容忽視的問題。

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