| 词条 | 石油 |
| 释义 | § 简介 石油开采工人 石油是具有特殊气味、有色的可燃性油质液体，是从地下深处或地表附近开采的有色可燃性油质液体矿物，一般地壳上层部分区域有石油储存，以碳氢化合物为主要成分，是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。与煤一样属于化石燃料，是赋存于地下岩石孔隙中的一种液态可燃有机矿产。石油及其产品是世界上最重要的动力燃料与化工原料，且广泛用于生产和生活的各个方面，故也被称为“黑色金子”。 石油的颜色非常丰富，有红、金黄、墨绿、黑、褐红，甚至透明。石油颜色是由其胶质、沥青质的含量决定的，含量越高，颜色则越深。石油的颜色越浅，油质越好，透明的石油可直接加在汽车油箱中代替汽油。不同的油田石油的成分和外貌区分很大。原油的成分主要有油质（这是其主要成分）、胶质（一种粘性的半固体物质）、沥青质（暗褐色或黑色脆性固体物质）、碳质（一种非碳氢化合物）。石油工业一般用石油的出产地来区分，此外是石油的比重、黏度。 石油常用“桶”作为容量单位，即42加仑，折合约158.98升。因为各地出产的石油的密度不尽相同，所以1桶石油的重量也不尽相同。一般一吨石油大约有7桶。轻质油则为7.1-7.3桶不等。 石油在中东地区、波斯湾一带有丰富的储藏，而在俄罗斯、美国、中国、南美洲等地也有很大的储量。由于石油是一种不可更新原料，许多人担心石油用尽会对人类带来的后果。 § 性质 石油的性质因产地而异，密度在0.8 ~ 1.0 克/厘米3 之间，粘稠度的范围很宽，凝固点差别很大（30 ~ -60°C），沸点范围为常温到500°C以上，可溶于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。 § 成分 石油的主要成分是由碳和氢化合形成的烃类，约占95% ~ 99%。化学元素主要是碳 （83% ~ 87%）、氢（11% ~ 14%），其余为硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。 § 炼制物 石油 在炼油厂中，石油中的不同成分被分离。从原油中可以提炼出汽油、柴油、取暖用油、润滑油等等产品。 石油主要被用来作燃油和汽油，两者是目前世界上最重要的一次性能源。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，故石油也称原油。现代开采的石油88%被用作燃料，剩下的用作化工业的原材料。化学工业中的石油产品的原材料可以回溯到约300个基本化合物。今天90%的化合物是从石油和天然气中获得的，其中包括乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等等。 § 形成缘由 传统认为，石油是从古代动物的尸体变化而来。想而易见，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。 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。因此形成油田需要三个条件：丰富的源岩，渗透通道和一个可以聚集石油的岩层构造。 非生物成油理论 非生物成油的理论天文学家托马斯·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，有些这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。 § 开发历史 古代 石油运输 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。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。 最早提出“石油”一词的是公元977年中国北宋编著的《太平广记》。正式以“石油”命名是中国北宋杰出的科学家沈括（1031一1095）在所著《梦溪笔谈》中因这种油“生于水际砂石，与泉水相杂，惘惘而出”而起始的。在石油一词出现之前，国外称石油为“魔鬼的汗珠”、“发光的水”等，中国称“石脂水”、“猛火油”、“石漆”等。 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 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·卢卡西维茨（Ignacy Łukasiewicz）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（后来的斯大林格勒战役就是德苏为夺取巴库油田而开战的），当时巴库出产世界上90%的石油。 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。 1910年在加拿大（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。美国在德克萨斯州、俄克拉何马州和加利福尼亚州的油田被发现，导致“淘金热”一般的形势。 当代约80%可以开采的石油储藏位于中东，其中62.5%位于沙特阿拉伯，12.5%来自阿拉伯联合酋长国、伊拉克、卡塔尔和科威特。 § 生产 海上作业 从寻找石油到利用石油，大致要经过四个主要环节，即寻找、开采、输送和加工，这四个环节一般又分别称为“石油勘探”、“油田开发”、“油气集输”和“石油炼制”。 勘探 开采石油的第一关是勘探油田。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。加拿大艾伯塔的阿萨巴斯卡油砂还有这样的露天石油矿。 开采 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。为了将钻头钻下来的碎屑以及润滑和冷却液运输出钻孔，钻柱和钻头是中空的。在钻井时使用的钻柱越来越长，钻柱可以使用螺旋连接在一起。钻柱的端头是钻头。大多数今天使用的钻头由三个相互之间成直角的、带齿的钻盘组成。在钻坚硬岩石是钻头上也可以配有金刚石。不过有些钻头也有其它的形状。一般钻头和钻柱由地上的驱动机构来旋转，钻头的直径比钻柱要大，这样钻柱周围形成一个空洞，在钻头的后面使用钢管来防止钻孔的壁塌落。钻井液由中空的钻柱被高压送到钻头。钻井泥浆则被这个高压通过钻孔送回地面。钻井液必须具有高密度和高粘度。有些钻头使用钻井液来驱动钻头，其优点是只有钻头，而不必整个钻柱被旋转。为了操作非常长的钻柱在钻孔的上方一般建立一个钻井架。在必要的情况下，工程师也可以使用定向钻井的技术绕弯钻井。这样可以绕过被居住的、地质上复杂的、受保护的或者被军事使用的地面来从侧面开采一个油田。地壳深处的石油受到上面底层以及可能伴随出现的天然气的压挤，它又比周围的水和岩石轻，因此在钻头触及含油层时它往往会被压力挤压喷射出来。为了防止这个喷射，现代的钻机在钻柱的上端都有一个特殊的装置来防止喷井。一般来说刚刚开采的油田的油压足够高可以自己喷射到地面。随着石油被开采，其油压不断降低，后来就需要使用一个从地面通过钻柱驱动的泵来抽油。通过向油井内压水或天然气可以提高开采的油量。通过压入酸来溶解部分岩石（比如碳酸盐）可以提高含油层岩石的渗透性。随着开采时间的延长抽上来的液体中水的成分越来越大，后来水的成分大于油的成分，有些矿井中水的成分占90%以上。 石油工业 通过上述手段，按照当地的情况不同，一个油田中20%至50%的含油可以被开采出来，剩下的油则无法从含油的岩石中分解出来。不过通过以下手段可以再提高能够被开采的石油的量： 1、通过压入沸水或高温水蒸汽，甚至通过燃烧部分地下的石油 2、压入氮气 3、压入二氧化碳来降低石油的黏度 4、压入轻汽油来降低石油的黏度 5、压入能够将油从岩石中分解出来的有机物的水溶液 6、压入改善油与水之间的表面张力的物质（清洁剂）的水溶液来使油从岩石中分解出来。 7、这些手段可以结合使用。虽然如此依然有相当大量的油无法被开采。 水下的油田的开采最困难。要开采水下的油田要使用浮动的石油平台。在这里定向钻井的技术使用得最多，使用这个技术可以扩大平台的开采面积。 § 油品精制 国际石油业 各装置生产的油品一般还不能直接作为商品，为满足商品要求，除需进行调合、添加添加剂外，往往还需要进一步精制，除去杂质，改善性能以满足实际要求。常见的杂质有含硫、氮、氧的化合物，以及混在油中的蜡和胶质等不理想成分。它们使油品有臭味，色泽深，腐蚀机械设备，不易保存。除去杂质常用的方法有酸碱精制、脱臭、加氢、溶剂精制、白土精制、脱蜡等。例如生产润滑油的基本过程实质上是除去原料油中的不理想组分，主要是胶质、沥青质和含硫、氮、氧的化合物以及蜡、多环芳香烃，这些组分主要影响粘度、安定性、色泽。方法有溶剂精制、脱蜡和脱沥青、加氢和白土精制。 酸精制是用硫酸处理油品，可除去某些含硫化合物、含氮化合物和胶质。 碱精制是用烧碱水溶液处理油品，如汽油、柴油、润滑油，可除去含氧化合物和硫化物，并可除去酸精制时残留的硫酸。酸精制与碱精制常联合应用，故称酸碱精制。 脱臭是针对含硫高的原油制成的汽、煤、柴油，因含硫醇而产生恶臭。硫醇含量高时会引起油品生胶质，不易保存。可采用催化剂存在下，先用碱液处理，再用空气氧化。 石油炼制产品 加氢是在催化剂存在下，于300~425℃、1.5兆帕压力下加氢，可除去含硫、氮、氧的化合物和金属杂质，改进油品的储存性能和腐蚀性、燃烧性，可用于各种油品。 脱蜡主要用于精制航空煤油、柴油等。油中含蜡，在低温下形成蜡的结晶，影响流动性能，并易于堵塞管道。脱蜡对航空用油十分重要。脱蜡可用分子筛吸附。润滑油的精制有时需要脱蜡。 白土精制一般放在精制工序的最后， 用白土（主要由二氧化硅和三氧化二铝组成）吸附有害的物质。 溶剂精制是利用溶剂对不同组分的溶解度不同达到精制的目的，为绝大多数的润滑油生产过程所采用。常用溶剂有糠醛和苯酚。生产过程与重整装置的芳香烃抽提相似。润滑油的精制常采用溶剂精制脱除不理想成分，以改善组成和颜色。 溶剂脱蜡是除去润滑油原料中易在低温下产生结晶的组分，主要指石蜡，脱蜡采用冷结晶法，为克服低温下粘度过大，石蜡结晶太小不便过滤，常加入对蜡无溶解作用的混合溶剂，如甲苯－甲基乙基酮，故脱蜡常称为酮苯脱蜡。[1] § 价格因素 加油 油价与全球宏观经济状态息息相关，因此油价是一个关键性价格。一般地，油价是指以下三种不同的价格：现货价格，纽约商品交易所上在俄克拉何马州库欣的供货价格，国际石油交易所上的萨洛姆供货价格。 不同石油根据其比重、含硫量和产地的价格可以非常不同。国际石油交易所称65%交易的石油的价格低于该交易所提供的北海布伦特原油标价。大多数石油不是在市场上买卖的，而是在柜台买卖的基础上进行交易的，其价格一般是参考一个定价机构如普氏公司给出的价格定的。 石油输出国组织的标价对市场分析非常重要，它试图通过提高或较少生产量来使得油价保持在一个上限和一个下限之间。其标价包括轻油和重油。从2005年6月15日开始，石油输出国组织使用以下原油的平均价格： 印尼的MINAS 阿尔及利亚的撒哈拉混合油 伊朗的伊朗重油 伊拉克的巴士拉轻质原油 科威特的科威特出口原油 利比亚的利比亚轻质原油 尼加拉瓜的伯尼轻质 卡塔尔的卡塔尔马林 沙特阿拉伯的阿拉伯轻油 阿联酋的穆尔本原油 委内瑞拉的BCF17 石油输出国组织通过控制开采量保持在一定的程度上控制油价，使得一些油田（比如北海的油田）得以开采。20世纪90年代，由于油价低使得在石油工业的投资非常低，但勘探新的油田的价格非常高，从而导致本世纪初油价飞涨时，石油输出国组织却没有任何扩大开采量的余地来保持油价的稳定。 § 金融衍生品 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。作为世界上最重要的原材料之一，石油本身也是投机生意的目标。 世界上常用的参考原油为： 1、北海布伦特原油由北海东设得兰盆地中的15个油田的原油组成。开采出来的油首先运输到设得兰群岛的萨洛姆石油终端。欧洲、非洲和中东运往西方的原油均按照北海布伦特原油标价，因此它是一个重要的价格标数。 2、西德州轻质原油包括所有北美洲的原油 3、迪拜，用作输往亚洲-太平洋地区的中东原油的价格标数 4、TAPIS（来自马来西亚，用来作为远东轻原油的参考标准） 5、MINAS（来自印度尼西亚，用来作为远东重原油的参考标准） 一些经济学家称高油价对全球经济增长有负影响。虽然高油价一般认为是经济增长导致的，但事实说明两者之间的关系是非常不稳定的。 § 储量 各时期石油储存状况一览表 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），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。批评者怀疑这些数据，他们指出出于政治原因许多国家篡改它们的数据，此外许多国家虽然每年开采大量原油，但其数据始终不变，这说明这些数据已经陈旧了。 § 能源使用 备用储藏 有些专家认为21世纪初人类将到达哈伯特顶点，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。 最大的开采国 资料来源：美国政府能源统计。以下排表按照2004年开采量排列： 沙特阿拉伯 1037万桶每日 俄罗斯 927万桶每日 美国 869万桶每日 伊朗 409万桶每日 墨西哥 383万桶每日 中国 362万桶每日 挪威 318万桶每日 加拿大 314万桶每日 委内瑞拉 286万桶每日 阿联酋 276万桶每日 科威特 251万桶每日 尼日利亚 251万桶每日 英国 208万桶每日 伊拉克 203万桶每日 § 石油危机 石油开采 1956年，美国地质物理学家金·哈伯特(M.King Hubbert)提出石油产出峰值理论，精确预测美国的石油产出峰值将在1965年到1970年间出现。这个理论成功预测出油田和油带数量会在之后不断减少。石油生产出现峰值理论主要关注的是供求问题，认为以后石油需求量将超过供应量。 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提供程度进行报道。这也使人们意识到石油是一种有限的原料，最后会被耗尽。 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20世纪70年代预言的耗尽说今天虽然没有发生，但是这不过是延缓而已，这种现象会在现在到2020年之间发生。 石油需求量超过供应量会对全球经济产生巨大影响，因为大部分经济体都依靠石油提供能量。农业使用的肥料和杀虫剂完全依靠石油制成；塑料也是从石油中提取出来的。石油生产峰值过后，社会秩序将会瘫痪，这个问题不容小视。虽然现在也有可再生能源作为选择，但是可再生能源能够取代多少石油以及可再生能源本身可能导致的环境破坏还不肯定和有争议。阳光、风、地热和其它可再生能源无法取代石油作为高能量密度的运输能源。要取代石油这些可再生能源必须转换为电（以蓄电池的形式）或者氢（通过燃料电池或内燃）来驱动运输工具。另一个方案是使用生物质能产生的液体燃料（乙醇、生物柴油）来驱动运输工具。总而言之要取代石油作为主要运输能源是一件非常不容易的事情。 § 影响 社会影响 汽车能源依赖石油 石油运输方便、能量密度高，因此是最重要的运输驱动能源。世界上90%的运输能量是依靠石油获得的。此外它是许多工业化学产品的原料，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。 在过去数十年中开采石油以及其副作用为一些发展中国家的经济、社会和环境导致了巨大的问题。在有些地区土著居民被驱逐，在分配石油带来的财富上也可能有些地区造成巨大的冲突。外部的干涉和对冲突某一方的支持则导致更多的暴力。比如按照国际特赦组织的统计在尼日利亚平均每周就有约500次暴力冲突。 环境影响 石油和天然气为人类的发展提供了强劲的能源动力，但随之而来的环境污染大大超过了过去人类5000年污染的总和，以及造成了温室效应、气候异常等诸多弊端。 海上探油和开采会打扰海洋环境，尤其以清理海底的挖掘工作破坏环境最大。油轮事故后泄漏的原油或提炼过的油在阿拉斯加、加拉帕戈斯群岛、西班牙和许多其它地区脆弱的海岸生态系统造成严重的破坏。 过量的石油开采会造成含油区地下空间越来越大，虽经注水作业但作用很小，如含油区处于地震带，那么石油开采会引起地震带更为活跃，甚至可造成地震带的迁移，同样的震级，开采后的含油区地震时所产生的破坏力要大得多。[2] |
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