就像如今的“手機(jī)電量焦慮”一樣,人類在很久以前就擔(dān)心地球上的石油會(huì)不夠用,估算著石油的“續(xù)航”極限。幾十年前,有人給出的答案是50年。幾十年后,有人的答案還是50年。
石油會(huì)枯竭嗎?技術(shù)發(fā)展,石油“用之不竭”的愿望能實(shí)現(xiàn)嗎?人造石油行不行?新能源距離替代石油還有多遠(yuǎn)?
今天,中國(guó)科學(xué)院院士王鐵冠與你一起探路石油勘探發(fā)掘的“高能”現(xiàn)場(chǎng)。
石油到底能“續(xù)航”多久?
如今,石油以各種形式參與著人類生活。從塑料到口紅,從化肥到瀝青,當(dāng)然還有汽油、煤油等,各類石油產(chǎn)品用途廣泛多樣。
為什么人們擔(dān)心了這么多年,石油的“續(xù)航”極限卻被一推再推?
王鐵冠院士認(rèn)為,技術(shù)發(fā)展是重要原因之一,“技術(shù)的發(fā)展和對(duì)儲(chǔ)量的估計(jì)不可同日而語(yǔ)了”。他以大慶油田為例解釋:“剛發(fā)現(xiàn)油田時(shí),我們對(duì)其地下兩米以內(nèi)的油層不具備開(kāi)采能力。隨著技術(shù)發(fā)展進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩米以內(nèi)薄油層中原油的開(kāi)采,大慶油田儲(chǔ)量隨之翻番??碧介_(kāi)發(fā)超過(guò)60年后,大慶油田常規(guī)油氣資源已經(jīng)進(jìn)入開(kāi)發(fā)的中后期。去年,大慶油田古龍頁(yè)巖油勘探宣布取得重大戰(zhàn)略性突破?!?/p>
在擔(dān)心“石油會(huì)枯竭”了很長(zhǎng)一段時(shí)間后,又有觀點(diǎn)走向另一個(gè)極端:認(rèn)為石油越采越多,用不完。
王鐵冠院士表示并非如此?!爱吘股墒鸵郧f(wàn)年計(jì),而人類開(kāi)采和使用石油的速度非常快。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,化石燃料終將被新能源替代。”
新能源、人造石油能替代石油了嗎?
那么,石油將何時(shí)被新能源替代?
王鐵冠院士表示,當(dāng)前各種新能源的技術(shù)尚未發(fā)展成熟到可以完全替代化石能源的階段。“技術(shù)上要可行,經(jīng)濟(jì)上也要合適。在我們可預(yù)見(jiàn)的將來(lái),化石燃料包括石油和天然氣,還不容易被替代?!?/p>
關(guān)于石油的成因,目前存在無(wú)機(jī)成因和有機(jī)成因兩種說(shuō)法。在國(guó)際上,有機(jī)成因的觀點(diǎn)較為主流。該觀點(diǎn)認(rèn)為,生物死亡后被埋藏在地下,地下溫度增加但通常不超過(guò)200℃時(shí),經(jīng)過(guò)幾千萬(wàn)年的漫長(zhǎng)的地質(zhì)作用過(guò)程,可以引起干酪根裂解而生成石油。
另一個(gè)問(wèn)題來(lái)了:石油能不能人造呢?
王鐵冠院士告訴大家,能?!坝湍疙?yè)巖也就是油頁(yè)巖,是一種富含干酪根的頁(yè)巖。將油頁(yè)巖開(kāi)采后加熱,進(jìn)行蒸餾、干餾,就可以將干酪根中復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)的大分子裂解出烴類,生成可作為燃料油的頁(yè)巖油或進(jìn)一步將其制成汽油和柴油,這是人造石油的途徑之一?!?/p>
我國(guó)人造石油工業(yè)在20世紀(jì)50年代得到較快發(fā)展。遼寧撫順及廣東茂名是我國(guó)重要的人造石油生產(chǎn)基地。
不過(guò),他也指出,從經(jīng)濟(jì)層面考量,人造石油成本太高。
找尋原油的“DNA密碼”
在油氣勘探中,人們常利用石油的“DNA密碼”——生物標(biāo)志化合物來(lái)讀取原油的信息。
“石油是運(yùn)動(dòng)的,人們找到石油的地層、地點(diǎn)一般不是石油生成的地方?!蓖蹊F冠院士介紹,生物標(biāo)志化合物的分子骨架保留了生物體的分子骨架,能表征有機(jī)物質(zhì)的生物來(lái)源,比如通過(guò)生物標(biāo)志化合物可以探究石油是由哪套地層生成的,也可以指示石油是哪類生物形成的。
目前,13α(正烷基)-三環(huán)萜烷系列(碳數(shù)分布范圍由C18至C23延伸)是唯一由中國(guó)學(xué)者鑒定、命名的生物標(biāo)志化合物。
受訪者供圖
1978年,王鐵冠在一次野外地質(zhì)勘察時(shí)撿到一塊灰綠色碎石,在放大鏡下觀察到其中含有瀝青。
在石油地質(zhì)工作中,人們常把天然瀝青視為“油苗”,因此這很快引起了王鐵冠的注意。他當(dāng)即選點(diǎn)進(jìn)行人工槽探,挖出了3.8米厚的黑色瀝青砂巖。通過(guò)有機(jī)地球化學(xué)分析和同位素年齡測(cè)定等方法,他確定這是一處古油藏。
當(dāng)時(shí),儀器和分析手段有限,十年后,王鐵冠團(tuán)隊(duì)用氣相色譜—質(zhì)譜儀從中檢測(cè)到一個(gè)當(dāng)時(shí)在國(guó)際文獻(xiàn)中未報(bào)道過(guò)的新化合物系列。后來(lái),經(jīng)過(guò)色譜—質(zhì)譜標(biāo)樣共注,他們于1990年確定了這一新的生物標(biāo)志化合物的結(jié)構(gòu),并將其命名為13α(正烷基)-三環(huán)萜烷。
王鐵冠院士表示,迄今僅在我國(guó)元古代的地層和油苗、瀝青中,檢測(cè)到13α(正烷基)-三環(huán)萜烷系列的生物標(biāo)志物,可能寓意該系列化合物是元古代時(shí)期的標(biāo)志性產(chǎn)物,對(duì)于我國(guó)古老地層和深層油氣勘探具有實(shí)際意義。
責(zé)任編輯:胡惠雯