什么是石油工业？
认识石油工业，我们必须先明白什么是石油。经常有两个名字来称呼石油，一个叫原油，英文是CRUDE OIL，另一个叫石油，英文是PETROLEUM。
动画：原油与OPEC（仅供内部教学使用）
原油是一种经常在地球表面以下发现的有机液体物质。它是由数千个不同的氢和碳原子组成的化合物，化学上称之为“烃”。原油化合物中还包含有一些少量的杂质，比如氧，硫，氮和一些重金属原子。原油极其易燃，是一种非常好的能源。与原油相近的碳氢化合物，比如天然气和凝析油等也是跟原油一样的矿产能源，因为这些资源的演变非常漫长，因此，也叫它们为不可再生能源，一次性的使用。
“石油”一词源自拉丁文的petra，意思是岩石，和oleum，意思是油脂，两个词组合而来。通常是指原油，但也可以是指其他相关的碳氢化合物。一些碳氢化合物是气态的，而不是液态的，比如天然气，因为是气态，也是属于石油一种。石油矿产通常是储存在地下的油藏之中，我们把油藏在地表的地区称之为油田，通过钻井和抽取把石油开采出来。
根据主流石油地质理论的解释是，石油是由碳氢化合物积累形成的，这些碳氢化合物是来自于数亿万年前，在自然界里沉积的动植物体内的有机质，经过地下高温高压的作用，长期演化聚集而成。简单地说，就是死亡生物被困在地下，高温高压将死亡的生物转化为石油。
首先，必须有一个富含烃的“生油”岩石，并将其埋得足够深，地下的高温能够“煮”生油岩，把有机成分的烃类给煮出来，用石油地质的话说，就是生油过程。
其次，在生油岩附近要有孔隙的岩石去储集生成的油，这些孔隙岩通常是砂岩或有孔隙的石灰岩，我们称之为储集层。一般这些岩石中的孔隙是相互连通的，这样油气才能从油藏中流出，这是一个非常重要的储集岩属性，叫渗透率。储集层必须具有良好的渗透性，这就是为什么研究岩石结构是寻找石油重要步骤的原因。
最后，在储层之上要有一个“盖层”或形成封闭，将油气捕获在地下油藏之中，防止油气溢出到地表，石油地质把封盖岩石称之为盖层。
在一个油藏中，在重力的作用下，通常会形成三层，像一个三层饼一样，气、油、水由上至下，这就是为什么石油生产中会伴有气和水，而且，注水和注气可以增加石油的产量。有些地方没有完善的盖层，或受到断层的破坏，油气会溢出之后，地表就会残留一些碳氢化合物，也就是俗称的沥青沉积。
石油的形成条件和环境决定了原油特有的属性，这些不同的物理性质会影响下游的炼制加工，通常也会体现在原油价格的不同，比如：WTI西德克萨斯中质原油和中东的阿曼原油，它们有不同的原油属性和交易价格。石油的属性包括比重，以美国石油学会API重力指标计量，含硫量、含氮量，以及碳残留和水杂质等，每一项物性指标都有特殊的指向意义，比如，含硫量决定炼油厂的选取，含硫量的多少直接影响加工处理的整个流程，含量越高对环境影响就越大，因为硫具有很高的酸性腐蚀特点。API重力也是十分重要的，它反映原油成分沸点的高低，或蒸馏分离出的组分数量，一般API重力越大，原油所含的轻质组分越多。不同的产油区生产不同物性的原油，取决于碳氢化合物的混合比例，它们的颜色、成分等都会有所不同。
轻质油与重质油
根据API重力的大小，对原油进行分类；如果API重力越高，原油的比重就越低，颜色就会比较浅，含金属和硫较少，粘度低、容易流动，一般称之为轻质油。如果原油含金属和硫多，一般认为是不好的品质，属于低等原油，通常是多碳、氢组分少，不易开采和炼制，这样的原油就属于重质原油。
以含硫量划分
通常把含硫量低，不超过0.5%的含硫量，称之为甜油，SWEET CRUDE，反之，超过0.5%的含硫量定为酸性油，SOUR CRUDE OIL。
布伦特原油：位于英国北海油田，几个油田混合的原油，非洲、欧洲及中东出产的原油大多参照这个原油；
迪拜-阿曼原油：中东出产销往亚太地区的酸性原油，通常使用这个参照；
塔皮斯轻质原油：马来西亚出产的轻质原油，用于东亚原油交易参照；
西德克萨斯中质原油WTI：北美出产的优质、低含硫的轻质原油，主要用于北美原油交易参照。
据记载，世界上第一口石油井是在中国，大约公元四百年左右，中国人就用竹竿搭建简单的钻井工具，从地下开采黑色粘稠物质，主要用于燃料物资。之后的几个世纪里，在欧洲和亚洲许多地方都发现了石油，有些地方甚至在地上挖掘储油池来囤积石油，当地人把这种神秘的黑色液体做为燃料，也有把石油做为医药。
不过，现代石油工业起源于十九世纪中叶，1859年8月27日埃德温-德雷克在美国宾夕法尼亚的泰特斯维尔首次发现地下油藏，一口井仅仅打了21米深就冒出了工业油流。由于石油容易获取和炼制成富含石蜡的油，可以用于煤油灯的照明燃料，这样就开始了石油勘探生产，诞生了现代石油工业。
随着对石油科学认识的加深，更多的石油产品陆续被开发出来，最早只是照明用的煤油，后来汽车的出现，石油产品又发展了汽油、柴油等等，极大地促进了石油工业的发展，到了二十世纪后期，石油成为了现代工业的血液，石油工业成为了最为重要的工业之一。原油已经是现代生活和世界上最为不可或缺的能源组成，我们吃的、穿的和用的都离不开石油，没有了石油，那么，我们今天的生活就会是无法想象的。
从某种意义讲，我们就是生活在石油的世界里。世界上90%的交通运输燃料来源于石油产品，还有其它很多重要商品的原料也是来自于石油，在过去的一个半世纪里，石油产品的出现极大地改善了我们生活的质量，使得人们的水平不断提高。石油的广泛应用从药品到清洁产品，几乎所有的现代生活相关的产品都离不开石油，比如：任何的化工产品像衣服、玩具、日用的电器产品及化妆品、工业的电器设备、农业的化肥农药等等，都有石油的成分，因此，石油的重要性是不言而喻的。
随着世界人口的增长和经济的发展，人们就会需要更多的石油能源，这一点已经被大量的事实数据证明了。美国是世界上对石油需求最大的国家，仅占世界大约5%的人口，却使用了全球25%的石油产量和消耗了全球45%的汽油。如果金砖国家像巴西、俄罗斯、印度和中国持续保持经济增长，他们必然需要有更多的石油供给，所以，从长远来看，全球的石油需求是在不断地上升，尽管会受到一些短期突发事件的影响，比如金融危机或新冠病毒的全球传播，石油的需求会有短时期的下降。总之，人类还没有找到可以取代石油的资源。
寻找石油和开采石油是一个充满挑战和令人兴奋的事情，需要艰苦的努力和野外的劳碌奔波，而结果又通常是令人意想不到的。那么，我们怎样去寻找石油呢？一般是根据初步的普查资料来做石油勘探的决定，一旦发现石油，就会进行一些测试评估工作。如果测试的结果表明有商业开采价值，就会开始打生产井进行油田开发。
由于石油行业的重要性和特殊性，我们应该从整个产业链来了解石油工业。
首先，我们来看看上游板块的经营。石油的上游板块是指发现油田和把石油从地下开采出来部分，包括勘探工作，比如：寻找地下的油气储层，打勘探井证实地下油气存在，和油田开发生产，就是把石油从地下开采出来。
石油勘探就像是侦探工作那样，寻找线索、仔细观察地质情况，记录各种信息和评估所有收集的数据资料。这些工作是由石油地质学家来承担，他们都对岩石很有研究。石油公司的石油地质学家是最先对可能有石油的地方进行研究，寻找地下油气所呈现的迹象，然后，负责选取最佳的地点打井。他们的研究是从地下地层开始，通常要借助一些特别的工具来“看穿”地下岩层，这样，许多的先进技术，像航空摄影、卫星照片、以及特别的地球重力和磁力测量仪器等，都被使用在石油勘探领域。
石油不仅在陆地上发现，而且，在海洋深处也发现许多的石油。如果是进行海上勘探，通常使用特殊的船舶来进行，地质学家使用多种特殊的技术工具，比如：地震技术用声波反射的原理进行海底地层成像，但是，唯一能够确定地下有油的方法还是要靠钻井，这就像一次赌博，因为不是所有的钻井都能发现石油。有时候，要打几口井才能发现一个新油田，这可是一笔非常的开支，因为这是要花费许多的人力物力才能完成的工作。这就是为什么在石油公司里，地质学家要把他们的研究成果交给经济师和财务规划师进行评估，决定是否要打一口勘探井。
地震测量是记录爆破或震动产生的地震波，由于不同的岩层反射不同的声波，这样，地震测量就可以根据这个特点进行地下岩层成像。在初步勘探阶段和探井完成之后，一旦发现工业油流，就会开始油田的开发生产。一般有两种钻井形式：陆上和海上钻井。地下的原油通常是与水、砂、盐和天然气混合在一起，当开采石油时，要根据不同的压力调节产出流体的组分，在井口安装的采油树来完成石油的生产。
陆上钻井是在陆地上开发油藏，一般来说，陆上钻井的费用相对较低，风险也较少。当原油从地下产出，就会送到采集站进行去水、砂和盐的处理，同时，天然气也会被从原油中分离，送往输气管线，经过处理后的原油就会放入储存罐中，等待输送到炼油厂或油轮外运。
海上钻井是开发海底石油，需要建立一个巨大的海上平台，这些平台可以是漂浮式或是支撑式的，这样海上钻机能保持相对稳定，可以抗拒大浪、飓风，以及极地的浮冰等恶劣自然环境。由于海上作业环境复杂困难，海上钻井一般要花费油田生产建设65%的投资经费，经济风险很高，特别是如果打的是干井，没有油的话，就会是一笔很大的财务损失！
寻找地下油藏和钻井是高风险、复杂而且昂贵的经营，一口勘探井的费用可以是从一千万到两个亿美元不等，取决于众多因素，像潜在油田的位置，陆地还是海上，油田的大小，所采集的资料信息以及地下岩石的类型。这就是为什么在钻井之前要充分了解地下的地质情况是那么的重要，这需要精心准备勘探工作，绘制地下地质图来确定岩石类型和潜在油藏的分布，这些都需要采用先进的地理和地震技术才能完成的。
许多的油田是在陆地上很偏远的地区或者是超深的海洋，石油公司只有靠新的技术来帮助解决这些难题，开采更多的石油，但是，新技术的研发是非常昂贵的，需要数亿万美元的投入。一个油田从发现到投产需要五到十年的时间，石油勘探需要时间筹集资金和应付各种技术挑战。如果发现的是海上油田的话，勘探评估到油田开发生产需要更长的时间，尤其是那些超深水的海域。
原油的运输和交付是一项全球业务，它包括把原油运输到有炼制能力的地方，和把石油产品运送到销售市场和经销网点，把石油从油井运至炼油厂和把成品油运到服务站需要一个非常复杂的储运体系。事实上，每天都有数百万桶的石油，通过输油管线、油轮和铁路、公路运输运往世界各地。
输油管线：通常是钢管铺设的，内径在10到120厘米，大约4到8英寸，可跨越数百或数千公里，一些先进技术不断增强管线的尺寸和质量强度，虽然管线运输不如其它运输方式那么灵活，但是，管线运输是最安全和最为经济有效的石油运输，这是为什么石油管线公司投资巨额资金修建管线，像最为有名的加拿大到美国墨西哥湾的基石石油管线。世界上几乎所有大型油田都有输油管线连接了，假如没有这些管线，就不可能把石油和石油产品运输到消费者那里。
公路和铁路运输：石油产品从炼油厂的储运罐运送到经销站，大多数时候是靠特殊的铁路油罐和卡车运输，这些是大的、长形罐体，可以防止意外发生。由于石油和石油产品像汽油非常容易燃烧，要非常小心运输，不然，就很容易引起火灾或爆炸。
远洋油轮：这种专门建造用于原油远洋运输的船舶，把原油从产油地运送到炼油厂，也通常是石油消费的地方。油轮是按大小分类，可以范围从小型沿海油轮到超大型原油运输船（ULCC）。超大型油轮经常从海湾地区和非洲西部原油产地，运送原油到日本和中国东亚地区，另外一些大型油轮从中东或非洲运送原油到美国东北部，或者穿越地中海到欧洲的许多国家。
发现和生产石油只是石油流程的一部分，还需要把原油炼制加工成为可以消费使用的成品油，才能投放市场。找到油之后会发生什么？一旦原油开采出来，需要有相当大的数量运送到一些特定地方加工处理之后，才能进行国际石油产品交易。
下游板块就是炼制加工原油成为各种成品油的环节，称之为石油工业链里的下游，它还包括一些运输和成品油的市场销售。提炼和处理原油中杂质的过程叫做炼制，这个过程也是把原油分离成为各种销售的石油成品，所有这些都是发生在石油炼油厂。
所有的炼油厂都具备三项基本功能：分离、转化、加工处理。如今的炼油厂已经有很高的自动化程度，采用许多的先进技术。这就是为什么一个典型的炼油厂要花数十亿美元去修建，还要数百万美元去运营，雇佣仅仅数百人就能保证一年365天的运行。
分离：这个流程就是在炼油厂把原油加热到不同的温度，由于原油里各种组分有不同的沸点，这样当温度上升时，不同的组分就会被分离出来，这些都是在蒸馏塔中进行的。最轻质的组分像汽油和液化石油气(LPG)会最快蒸发，上升到蒸馏塔的顶部，那里温度降低后再被凝结成为液体。中质组分像煤油和柴油就会在蒸馏塔的中部凝结起来，最重质组分液体，也叫残余油，有最高的沸点，停留在蒸馏塔的底部。
炼油厂也使用化学药剂，称之为催化剂，这是帮助炼油流程中除碳或增加氢含量，炼制工艺一直在不断地改进，各种复杂的运作来促进产出的提升，现在的炼油厂可以把一桶原油转化成一半以上的汽油，这跟七十年前相比已经是一个巨大的进步，之前一桶原油只能炼制四分之一桶的汽油。
转化：这个过程是在高温高压和化学催化剂下，“裂化”或分解重大的碳氢分子变成较小和需要的碳氢分子，这个被广泛使用的转化方式，被称之为裂化，CRACKING。转化是在裂化装置里进行，其中包括厚壁的反应塔和大型熔炉和隔离分层间设施，其它的炼制流程除了简单的分离还有碳氢分子重组形成中质油品，脱硫去杂质等工序，降低炼制成品的环境污染。
炼油厂也会对炼制过程所产生的废料进行处理，这样可以减少对空气和水的污染，现代炼油厂都配备先进的污染控制系统，可以净化废水、清除化学物质和控制废气及有毒气体的排放。一个炼油厂是一个相互连接的建筑群和分工厂，先把原油进行预处理和组分分馏，然后，将分馏的组分进行转化和进一步的处理，再根据预定的规格进行混合，制造出指定的石油成品。
加工处理：这是最后的一道流程，是将分离产生的组分进行处理，提高油品的质量，基本上是与其它元素混合生产出最终产品。原油炼制加工可以生产出各种产品，像汽油、航空煤油、柴油和石油焦炭等，各种炼制加工的成品生成之后先是存放在大型储罐里，然后，再被运往所需要的地方，像加油站、机场和化工厂等地。除了燃油之外，炼油厂还可以生产其它油基产品，比如沥青、清洁溶剂、涂料，甚至用于日用化工的原材料等。
下游板块的最后一个环节就是把炼制好的成品油投放市场，我们最常见的就是加油站。目前大多数的车辆还是使用汽油或柴油，这是石油的主要产品。石油从地下产出，经历了众多的环节，到达消费者手中。石油工业就是一条能源供应的产业链。最后，总结一下什么是石油工业。
石油工业由三大板块所组成，上游、中游和下游。上游板块是勘探、田开发和石油生产，中游板块包括运输、处理加工和储存转运，下游板块是炼制、炼油及石油化工和市场营销。上游是石油工业的重心，同时，还衍生了许多石油服务相关企业。总之，石油工业是一个相当庞大的工业体系。
