石油的开采

从20世纪初到50年代，各个工业国家开始大力开发石油和天然气。石油逐渐取代煤炭成为主要能源。和煤比，石油有许多优点。石油杂质少，可燃性好，单位热值是煤的2倍。石油是液体燃料，易于储存和运输。石油的污染没有煤那么严重。此外，石油的生产成本也比煤低。在20世纪60年代，每吨煤的生产成本一般比石油高出1．5倍以上，比天然气高5～6倍。利用管道输送石油，同铁路运煤相比，其运输费用低50%左右。石油的价格只有煤的一半，这就促使人们开始大量使用石油。

石油是由动物体变成的。在远古时代，陆地上的动植物和水中生物死亡后，随河流漂流到海洋和湖泊中，同泥沙一起沉入水底，形成水底淤泥。淤泥越积越厚，在深层的淤泥终于和氧气隔断。生物中只有一些无需氧气也能生存的微生物，如石油菌和硫磺菌。当埋在一定深度，地下压力达300个大气压左右，温度也上升到100℃～200℃。在石油菌和硫磺菌共同作用下，生物遗体分解，经过一系列复杂的化学变化，最终变成石油。刚形成的石油是分散的油滴，在压力迫使下，向多孔隙或有裂缝的岩层中运移渗透，如果遇到底部和周围是由不渗油的粘土岩、泥灰岩等所构成的沉积盆地，油滴就会慢慢聚积起来形成油田。

天然气也是由动物遗体生成的。形成过程和石油很相似，只不过分解生物遗体的细菌是一种与石油菌不同的嫌气菌。其作用的结果是使生物遗体分解成气体，其主要成分是甲烷，占90%以上。天然气往往与石油结伴而生，气在上，油在下，这种矿脉称为油气田。当然，也存在单独的气田或单独的油田。

油气田的寻找和勘探是十分复杂的过程。通常的勘探方法有磁力法、重力法、人工地震法、放射法和遥感技术法等。此外还可以借助空间遥感技术卫星进行勘探工作。

人工地震法是寻找石油应用最多最有效的方法之一。在地表面设置几十台地震波接收器，再在地下几十米进行一次小型人工爆炸，激起的地震波被不同的物质结构层面反射回到地面，地震接收器接受后记录下来。借助计算机对地震记录进行技术处理和分析，得到反映地层构造和深度的三维成像图形，据此判断是否存在能够储藏油气的沉积盆地。究竟有没有石油存在，还必须通过钻探来进一步证实。

地震甚探船进行勘探示意图

1859年，美国人德雷克在宾夕法尼亚州装置了一台用蒸汽机作动力的石油钻机，钻出了世界上第一口油井。这口井井深21．69米，日产石油达5000升。

德雷克钻井的方法与中国人数百年一直使用的绳缆钻打盐井的方法类似，只不过在中国一直是人工打井，而德雷克使用蒸汽机作动力钻井成功，揭开了近代石油工业发展的序幕。

1884年，比特研究出旋转钻井法，并申请了英国专利。1901年，美国人采用旋转钻机第一次打出自喷油井。从此，旋转钻井法开始取代绳缆工具打井法。1933年，美国人又采用了导向钻井技术，可以使钻头随意转向，调整钻井的方向。这样，就可以从两个中央井口钻出多个孔眼，吸取整个油田分层的石油。

各国在开采石油的过程中，特别注意研究和改进提高石油采收率的方法。新油井，由于油层压力高，油自动喷射到地面。但开采了一段时间后，油层压力自然降低，慢慢地油井不再喷油，但油层中间仍剩留了不少石油。人们想尽各种办法，试图开采出更多的石油，提高石油采收率。

油田注水法是许多国家普遍采用过的方法。这种方法是在开采的同时，向油层内注入大量的水，可恢复和提高油层的压力，压迫原油不断流向地面。单纯注水法可以将采收率从20%提高到40%。如果再向水中加入一定量的表面活性剂，采油率可以提高到70%，当然，其他方面成本也增大了。除了注水法外，还有注气法、地层燃烧法、二氧化碳混相驱油法等。

人们在陆地上继续寻找石油的同时，又把眼光瞄向海洋。世界海洋面积约3．6亿平方千米，约为陆地2．4倍。大陆架和大陆坡约5500万平方千米，超过大陆上沉积盆地面积的总和。在大陆架浅海水域里生活着许许多多的海洋生物，如生活在海底的珊瑚、石灰藻，漂浮于水中的抱球虫、翼足类、放射虫、硅藻等。仅在水表面100米厚的水层中，浮游生物每年可产生有机物质600亿吨，这些有机质正是形成石油的原材料。这些海洋生物的遗体随同泥沙沉积埋藏在海底，形成“有机淤泥”，经过和陆地上动植物遗体形成石油的相似过程，最终转变成石油。

1897年，美国人在加利福尼亚海滨用木栈桥打出世界上第一口海上油井。1922年，委内瑞拉在马拉开波湖，利用木制平台钻井钻探成功，发现了一个大型海上油田。从此，世界海洋石油工业迅速发展起来，各国相继在大陆架打井勘探。1951年，中东国家沙特阿拉伯发现了世界上最大的海上油田萨法尼亚油田，平均日产石油19．6万吨。沙特阿拉伯也成为世界上最“富油”的国家。据1983年的统计，沙特阿拉伯石油储量为227．4亿吨，约占世界当年探明储量的25%。

20世纪70年代中期以后，人们制造了各种海上钻井平台、钻井船和大型开采平台，使用了计算机控制系统和网络系统，还发明了无线电声学定位技术和卫星数据传输技术。世界上最大的海上石油平台，是英国北海尼日尼安油田的主采平台，平台高236米，露出海面部分也有30层楼高。法国在北海建造的一个世界级采油平台，仅平台自重就达60万吨，工作负荷4万吨，平台上有42口油井与集油、处理和运输装置。

中国是最早发现和使用石油的国家。早在1900年前，东汉班固著的《汉书》中就有“高奴有洧水可燃”。

沈括

“洧水”指的就是石油。11世纪，北宋的沈括在陕西的延安考察时首次提出“石油”一词。公元16世纪，我国人民在四川打出了石油，这是有史以来第一次。从石油中提取出灯油，比世界其他各国早300多年。天然气的开发和利用，我国也领先世界其他国家。东汉时期，我国人民就曾在四川打出世界第一口天然气井，引用天然气作熬盐的燃料。

中国近代石油工业始于19世纪末。1878年，清代政府在台湾设立了第一个开发石油的行政管理机构矿油局。同年，在苗粟钻成第一口油井，初期日产石油1．5吨，一年后枯竭，后续工作中断。1907年，在陕西延长设立“石油官厂”，钻井成功，日产油约8吨。1939年5月，中国石油地质专家孙健初、严爽等人，在甘肃玉门发现了具有开采价值的玉门油田，这是中国使用近代石油工程技术正式开发的第一个油田。

1949年中华人民共和国成立后，石油工业有了很大的发展。先后勘探开发出西北的克拉玛依、白杨河、石油沟等油田，四川的南充、蓬莱油田，吉林的扶余油田。1959年，在东北的松辽地区，发现了大型油田——大庆油田。1968年，大庆油田年产量突破1000万吨。到1985年，年产量超过5000万吨，并连续多年稳产在5000万吨以上。大庆油田的成功开发，改变了我国贫油落后的局面，有力地支持了新中国的经济建设。1965年以后，中国石油产品就实现了全部自给。继大庆油田之后，先后开发了胜利、江汉、辽河、长庆、任丘、南阳、江苏等油田。在中国的新疆发现了塔里木油田、土哈油田。在中国的西部还蕴藏着丰富的能源资源，有待人们去开发。

中国从20世纪60年代开始进行海上油气勘探。勘察表明，珠江口盆地总面积14万平方千米，油气远景十分看好;海南岛南部的莺歌海盆地，沉积厚度超过万米，极具开发价值。从1967年开始，我国在渤海开展勘探活动。20世纪70年代起，我国和外国合作共同开发渤海，到1981年底，共打井119口，发现4个具有生产石油的地质构造，从而形成我国第一个海上石油基地。1984年，在东海也发现了一个有开发价值的油田。有关中国海上石油前景，20世纪70年代曾有外国专家做过估计:中国海上石油可开采储量最少11亿吨，最多388亿吨，天然气28000亿立方米。

经过几十年的勘探，初步估计中国的石油储量为300亿至600亿吨。但由于勘探力量薄弱，累计探明的储量仅几十亿吨，居世界第11位。已探明的天然气储量很丰富，仅剩余可采储量也有千亿立方米，居世界第22位。中国自1978年石油年产量超过1亿吨，多年来年产量保持在1．1亿多吨。1998年，石油产量为1．6亿吨左右。