每天产那么多石油,抽空的空隙怎么办?会影响整个地球结构吗?

很多人以为,开采石油应该是下面这样子的,如同吸取蟹黄汤包的汁液,眼看着汤包瘪了下去:

不少人以为,石油藏在地下,如同包子里面的汤汁,随便用一根吸管下去,直接抽上来就可以了,实际并不是,它们是被顶上来的。

当然,我们不能排除这个世界上真的会有那么一块石油泡泡藏在地壳之中,不过似乎人类发现的几率并不高,毕竟下面要有一个巨大的空间,储藏几亿吨石油,遇到地质运动,早就从裂隙涌到地面了。

在古代,还真的有小部分石油从地下渗出来,古人把它们收集起来,当作照明材料,有时候用来作为火攻原材料。

这在宋代的《梦溪笔谈》里面就有介绍。

只不过,这样的地区实在是太少了,绝大部分石油是一种粘稠度相当高的液体或者干脆是油膏,被土壤颗粒、岩石颗粒死死包围着。它们基本上不会因为开了一个口子,就自动流出来。个别例外也是存在的,钻井的时候,会遇到突如其来的压力释放,导致井喷。

当然,如果走了狗屎运,挖到一口油井,可以汩汩地流出石油,直接用泵抽到油罐车里面运走,那简直就是彩票中奖,省下来多少压注的费用啊!不过,这时候,倒是应该担心地层塌陷的问题了。

通常开采石油的时候,钻两个深孔,一个是注入,一个是流出。利用机械的力量,将水压入油层底部,由于水油不相溶,且水的密度较大,由下而上,藏在岩石颗粒间的油滴就被水给顶上来了,上面接一根管子,直接流到储油槽。

这时候,石油的空隙被水填满了,到时候将这两个孔封起来,水跑不出来,这块地层也就保持相对稳定了。

开采石油与挖煤不一样,煤炭是固体,无法流动,需要在地下直接开采,挖出巷道,边开采,边回填泥土、沙石之类的东西,避免坍塌。

当然,题主的担忧也是有一定道理的,毕竟注水与原来的石油颗粒是不同粘稠度的液体,对于地层有一定的影响,我们相信,像中东地区的地层肯定会在某一天的地壳运动中被挤压,造成很厉害的地震,土壤液化,可能波及到其他地区。

届时,中东地区的人民就会尝到胡乱开采的恶果,这时自然平衡被打破的必然结果。

每天产那么多石油,抽空的空隙怎么办?会影响整个地球结构吗?

石油被人们称为“工业的血液”,是我们人类现阶段的文明发展不可或缺的能量来源,每时每刻,都有石油被人类从地球的深处开采出来供我们使用。但石油终究是有限的,这不禁让人担心一个问题,人类每天都会从地下抽走大量石油,会影响整个地球结构吗?

其实我们现在根本不必担心这个问题,这是因为人类开采石油的行为对于地球本身的影响可以说是微不足道的,为什么这么说呢?我们用一个简单的数据对比就可以说明,地球的半径足足有6371公里,而人类的石油钻井都通常都只有几公里,迄今为止人类在地球上打得最深的油井——位于库页岛的“Odoptu OP-11”油井,也就只有12公里多一点。

如果把地球比作一颗鸡蛋的话,人类连这个鸡蛋的蛋壳都没有钻透,很显然,以人类目前的能力,根本就不会影响整个地球结构。但地球没事并不代表人类没事,每天产那么多石油,抽空的空隙怎么办?我们接着看。

在不少人的想象中,地下的石油应该是像地下水那样聚集在一起的,当人们开采石油的时候,只需要挖一个洞,再把管子伸进去,最后用类似抽水机的设备往外抽就可以了。但实际上的情况并不是这样,其实石油在地下的存在形式主要是散布在储集层基质的空隙之中。

储集层是指具备储集油气能力的地层,基质是指组成地层的物质,简单地讲,我们可以把富含石油的储集层想象成由一块块海棉构成的整体,这些海棉中的孔洞就是储集层基质的空隙,而石油就存在于这些孔洞之中,在这里的石油以“吸附”(不流动)和“游离”(可流动)这两种形式存在。

需要注意的是,储集层的基质其本质就是坚硬的岩石,其本身是刚性的,因此就算人类把这里的石油全部抽干,这些坚硬的岩石仍然可以具备很强的支撑作用,从而不会对相关的地层造成太大的影响。当然,假如就这么一直往外抽石油,还是不可避免地会发生地面塌陷等不好的事情,那人们是怎么办的呢?办法很简单,那就是我们一边往外抽石油,一边通过回灌井往里注水。

在开采石油的时候,最理想的情况就是钻好井之后,石油就会在地球内部的压力作用下自动渗出,这样人们就只需要把石油抽上来,再通过回灌井往地下注入一定的水就可以了,但现实往往都是很骨感的,在很多时候,当人们钻好井之后都会发现储集层基质的渗透率根本就达不到要求。

在这种情况下,就需要人为地向地层里增加压力,通常的做法就是进行“水裂”,所谓“水裂”是指用设备不断地把加压后的水(有时人们还会在水里加上一些特殊的砂砾)打进富含石油的地层,地层基质的压力增加了就会裂开很多的缝隙,这样就可以使那些散布在地层基质的空隙之中的石油更轻易地渗出来了。

这些打进地层的水,大多数都会与石油混合在一起重新被抽上来,在经过处理之后,石油会从中分离出来送往石化工厂进行后续加工,而这些水又会通过回灌井再一次被打进地层,以弥补抽走石油给地层带来的流体损失。值得一提的是,石油所在的地层本身通常也含有大量的地下水,这些地下水也会随着石油一起抽上来,然后经分离以后再通过回灌井注入地下。

我们可以看到,利用上述的方式来开采石油,因为地层中的流体根本就没有什么损失(对地层而言,管它是石油还是水,只要是流体就行了),所以也不会对地层的结构产生什么影响。

化石燃料对推动人类文明发展起着非常重要的作用,但不好的事情是,当人类在使用化石燃料时,会向大气层里排放出大量的二氧化碳,这被认为是全球变暖的“罪魁祸首”。


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每天产那么多石油,抽空的空隙怎么办?会影响整个地球结构吗?

到现在为止,石油仍然是现代工业不可或缺的“血液”,据媒体公开资料,2019年全球石油开采总量约为900亿桶,按全球一桶石油平均137千克计算,大约为1200万吨,看起来这个不是个小数字,那么从地壳中抽出了那么多石油,地球结构会被破坏吗?

石油是怎么开采出来的?

在大家的印象中都是石油钻井钻入油层,然后石油冲天而起,如果一直都是这样的话,那就封上油井,装个水龙头就好了!要不然怎么会有王进喜大冬天跳进泥浆池搅动泥浆压住井喷的故事呢?

事实上钻入油层的早期确实会有一个压力释放的过程,因为油田上方的岩层给它的压力很大,喷出石油这种情况是可能的,但随着油田开采,这个压力会迅速下降,到平衡,此时就必须要抽油机,就是那个头一抬一抬的设备,但继续抽油最后会到负压,也就是说你再开采的话,就会小于一个大气压,很可能就抽不出来了,必须要压力平衡,通入大气!

到最后油井中石油枯竭,再也抽不出石油来了,此时怎么办?在油井的很多缝隙里含了大量的石油,很简单,注水,在油井中注入大量的水后,因为石油密度比水要低,因此石油将会浮在水面上,然后将这些油水混合物一起开采上来,比如现在的大庆油田几乎就是到了注水开采、发挥余热的阶段了!

页岩油的开采

除了常规的油井抽油机开采外,页岩油确却是另一种开采方式,因为页岩油根本就不算一个油田,只是一些含油的石头,所以油井里面根本就没有所谓的井,只是一大片含油的岩层,要从这些石头中采出石油,必须要有高超的开采技术!

这个技术就是水力压裂技术,它通过高压水泵将含有沙子的水泵入地下,压裂钻口周围的岩层,然后通过这些缝隙将石油慢慢富集,最后将这些油水混合物抽取上来,这就是页岩油的开采过程,因为手续繁杂,设备要求很高,因此这个页岩油开采成本极高!

这里有个有趣的小故事,大家看看就好,当前世界石油市场暴跌,美国的页岩油开采陷入停滞,濒临破产,但在2018-2019年时形势却好得很,因为在美国的鼓动下,欧佩克石油减产,油价高企,此时美国却加大了页岩油的产量,迅速占领了市场,俄罗斯在西伯利亚的高成本油田也获利颇丰,等到2019年底欧佩克主要主导国沙特明白过来时,俄罗斯和美国已经赚得盆满钵满了!

Seven Generations能源公司在亚省Montney地区的页岩油开采基地

所以从那会开始欧佩克表面上和俄罗斯扛上打击油价,其实真正的目的却是美国的页岩油市场,当然沙特是不敢公开造次的,所以大家都说沙特和俄罗斯打架,真正受伤的却是美国!

挖掘量那么大,地球结构真不会有事吗?

从油田开采和页岩油开采来看,石油的采出同时会有大量的水注入,另外油田也很难出现大面积采空区,它不像煤矿,除了煤层外还有工人和设备通过的坑道,油田都是区域性块状分布的多孔结构,即使真正采空问题也不大,但石油开采的后期都大量注水,甚至会注入靠聚合物收集石油,而且水的密度比石油还大一些,根本不会产生结构问题!

那么煤矿采空了会有问题吗?

我们经常听到煤矿透水事故,这是煤层采掘时挖通了地下水系,当然这是非常可怕的事故,但这也告诉我们一个结果,也即是煤矿在正常开采时也需要水泵将渗入的地下水抽走,否则长期积累就会淹没坑道,因此大部分煤矿在被放弃后,地下水就会逐渐渗入,淹没整个煤矿!

不过我们也不得不面对另一种情况,就是大量开采地下水后造成地下水位下降,整个区域沉降,还有煤矿坑道也无水渗入,长期会导致采空区塌陷,甚至可能导致小型地震,从这个角度来看,采空区确实会对地面产生非常大的影响,首先是导致基建结构不稳,甚至坍塌,另一个是地下水位下降,不再适合农作物种植!最终的结果就是塌陷区居民迁移!

采空区塌陷

但对于地球整个地球来说,这些开采不过是九牛一毛而已,我们最深的开采也不过4000米(姆波尼格金矿),最深的油田是俄罗斯远东萨哈林岛,Z-44 Chayvo油井(12.345公里),只有地壳平均深度33千米的1/3,大陆上的地壳更是高达70千米,而地球半径则高达6370千米,所以连鸡蛋壳都还没挖透,根本不会对地球有啥影响。

开釆煤矿,开采石油天然气,对地质的影响那是绝对的。现在就有许多釆煤区发生了地陷事故,将来总有一天,因为我们无度的开采,地球会发生灾难性的大型地质变化。

不过即使我们不开采石油天然气,地球上的地质剧烈变化还是会发生的,所以也不要杞人忧天。

石油开采不像煤炭矿床,挖掘一个深坑大洞,留下若许真空地带。

影视印象中的石油,似乎是一条流淌在地下的暗河,只要开了闸,可以喷涌而出,永不枯竭。

实质石油根本不是地下暗河的模样储存于地下。

作为一名石油人,且是常年在采油一线的老石油,我可以说说石油开采的若干常识。

石油其实是诞生于某些地质圈闭之中,是若干地质年代沉积蕴育的产物,大都储存于沉积岩的孔隙中,并非人们印象当中的地下暗河,而是通过孔隙星罗棋布在地下储存汇集。

随着地质年代的地质沉降、断层、圈闭不断变化形成,就形成了若干个石油圈闭型构造,储藏了大量的石油和天然气。

这种油气形态通过地下钻探得知其储存的层位、深度、厚度等等,是地下钻探和地上地质分析相结合的结果。

我们油田相继开发了白垩纪、玄武纪等若干地质年代中的杜家台、莲花、古潜山、大凌河等油层,实施了作业开采。

油流是通过井段射孔来实现开采的。

早年间原始地层压力足,基本都采用自喷形式,只是放个简单的油嘴控制产出量,每天就有大量的石油喷出。

到了后期,各种开采手段层出不穷,却采出量每况愈下,有的油井,甚至一天连100斤原油都采不到,含水率却高达99%以上,只能忍痛割爱实行关闭,或者兼开式采出。

地下的石油只是液态存在于空隙中,是一种可渗透式存在,并不像人们意识中的河流形态。即使其渗透率不够,也会采取地面压裂等化学方式,扩充孔隙度,从而确保石油可以顺利流到井筒里。

而随着石油的大量采出,余出来的真空地带早有递补,人们其实从一开始开采时段,就采取了给油层边际注水的方式,一是为了驱动油层向井口流动,便于采出,二是用注入的水迅速填补油流流走以后的空白,从而保证地下没有亏空,保持原始平衡。

所以,那种担心地下亏空甚至崩陷的情况是不可能发生的,完全没有必要杞人忧天。

图片来自网络

先说答案,抽取石油不会影响整个地球结构,人类生产虽然对地球生态环境有影响,但还远远达不到破坏地球结构的程度。更何况,当前的石油开采方式,主要采用水力压裂法,也就是在采油的过程中,往油层之下注入大量水,依靠水的密度、压强等,将石油挤出地底,这说明石油采空区的空隙已经被水替代了,不存在所谓的“抽空空隙”。

另外,从地质学上来讲,地球内部绝非铁板一块,不但存在众多独立板块,甚至板块内部还存在许多断裂带、地震带、地下溶洞、地下裂谷等构造,这些构造都可以看作是板块中的“间隙”,以地下溶洞为例,我国存在数量不少,且很多空间都很巨大,但我们并没有看到地球因此而改变了整体结构。与地球整体结构相比,人类目前所开展的所有活动,都是在地表、浅层地壳进行,世界上还没有哪个国家能够直接开采地幔、地核的能源,所以改变地球结构根本不可能。

当然了,开采石油的行为虽说不能影响地球整体结构,但破坏局部地质稳定还是能做到的,世界上已经有很多报道显示,石油开采区地震发生次数增加,因为石油与水的密度不同,就算将石油层替换为水,也会改变局部地区的受力结构,在地球不断转动,以及地质运动的影响下,最终引发局部地区地震。不过,这类地震级别都比较小,与煤炭采空区的地震规模类似,很少会超过4.5级,地球地震最大的来源还是不同板块之间的挤压碰撞,那才真的有可能改变地球整体结构。

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作为一个家门口就有油井的东营人,来回答这个问题 :

不管是陆地,还是海洋,还是页岩,这些石油抽取以后,都不会影响地球的地质结构。

因为原油的钻采,不是你喝奶茶那样,吸管抽空了,就瘪犊子了。而是像一桶花生油倒在一个巨大的盆里,让你抽上来,这个盆就是地壳中的空间

地壳本身就不是钢板一块,表层是土壤,里面有岩石,再往里就是岩浆,原油就在地壳中,里面有些地方就是液体 好比人皮肤下面有个水泡或者瘤子。

用钻井作业,往地下插上百根粗钢管连在一起的超长吸管,去抽取地下的原油,如下图

原油开采是一个系统的工程,原理就是上文说的抽花生油,有的油层空间是满的 就像你脸上的青春痘冒尖了,出了黑头白头,还有的在皮下,你得挤出来,这就需要注水压裂,把油的液面升高,让油管和油泵够得着,把油抽上来。油少了咋办,再加一些药剂,让地层下附着在岩层的油分离出来,再注水抬高液面抽上来。

抽油机,磕头机拉的那个杆儿,下面是往地下几百—几千米的,而且,这个油井,不止是垂直的,有的是倾斜的,还有拐弯的,和地平线平行的 。

下面上图

这样问显然是对石油工业缺乏基本了解,石油浮在水上,采油会带出地下水,这些水经处理后会重新注入地下,因此采油后地下也不是空腔,至于影响地球结构,开玩笑呢?

人类对于地球只会有很微弱的影响,曾经西方有文章指出三峡大坝的修建导致地球自转轴和重力中心的偏移,这其实就是屁股歪的说法,影响重力中心必然需要庞大的质量,而世界上现有的大型水坝,三峡的储水量甚至排不进前十,三峡的最大在于它是水电站,发电量非常大;而且人类还进行了很多庞大的工程,一个超大规模的城市、钢筋混凝土森林,也会造成重力中心的偏移。

然而这对于地球自身而言是可以忽略的影响,地球自身的重力本身就存在差异,因为地球的质量分布不是很均匀,地球内部还有很狂爆的岩浆运动带动地壳的运动,地壳移动一毫米就需要人类努力多少代才能做到。石油多位于地表较为浅显的地方,最深的油井也不过几千米,多少年原油产量才能达到一个三峡的水储量(接近400亿吨)?所以说靠采油影响地球结构真的是想多了,更多的是对地表的影响,因为石油工程会占据一些土地,也可能污染地下水,进而影响到人类的居住环境,但这一点也没有想象那么严重。

石油和煤矿不同,煤矿开采后会留下很多采空区,尽管也会用矿渣、煤矸石等回填,但是仍不足以全部填上,有的矿业可能执行不到位,所以煤矿矿区内的居民会被疏散,采空区会自然的垮塌,垮塌区的治理比较艰难,一般都是采-填-闲置-垮塌-恢复这样的过程。石油开采却不大相同,原油是液体状态,本身就是存在于地下的空腔中,靠水支撑地表也是不可能的,石油开采的时候会带有天然气、水,需要经过加热静置等方式排出天然废气和水分,估计多数油井采出的大多数是水,只有少数富矿采出的油更多,有的井(磕头虫)甚至磕一天头也才能采几十升的油,下部的集油罐十天半月也不见得能储满一罐,而大部分是水又需要处理才成为成品。

石油开采后,采出水会经过处理,消除污染物后再次注入地下,消除污染的目的是防止回注的时候污染地下水,而采出石油后,由于地下水位的下降以及整体压力的降低,周围的水会汇聚过来,不像煤矿采空区那样不管的话就一直空着(煤矿可不能透水,一堆人在下边干活呢),地下水位最终会恢复,石油等也可能重新汇聚。所以,以往偶尔会听到的煤矿区垮塌事故,却很少听到石油矿区的垮塌事故。在中东的石油大国中,也很少听到这样的事故。

石油的主要危害在于泄露,石油运输主要可以分为两类,其一是移动的运输,主要靠轮船,其二就是管道运输。然而前者偶有发生沉船事故的案例,大量的石油分布在海面上对一定区域内的海洋生物影响十分严重,糊住水面水鸟无法捕食、水下的生物也可能缺氧,因为光被遮住了浮游植物的活性会下降;管道运输也常有泄露事故,会污染土壤、淡水水体,对周边的居民也会有较多的影响。

油田第一期出纯石油,二期往地下注水出油水混合液,所以边开采边注水,地下没有空洞。

我告诉你,每天产那么多石油,抽空的空隙对整个地球结构没有影响。因为在中东石油丰富的地区,地下石油储量相当丰富,而且那里的石油底下是有很强的压强的,就是打出一口井以后,石油在压力的情况下会自动喷出来的。就是油井最后底下压力没有了,现在采油就往里面注水,在水的压强下,把油挤出来。从这方面来说,石油的开采不会导致地下有缝隙的。

就是说开采上来的石油地下的缝隙很快就会被地下物质所填满的。同时在地下压强小的情况下,产生更多的缝隙情况下,人们也会用人工注水的方式把石油挤出来,让水填满石油的空隙。

他们国家在大庆油田采油的时候,很多高产油井都是往出喷油的,现在地下石油少了,人们用注水的方式把油挤出来,所以石油抽出来以后,里面的空隙就会被水填满的。不会出现缝隙的。

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