最具風險的石油開採:不會出現採空區,卻在地下醞釀超級地震!

2020-12-03 星辰大海路上的種花家

煤礦採空區塌陷已經成了很多煤炭產地的公害,不僅是地面下陷,還有地下水位下降,嚴重影響當地民眾的生活,對於這樣區域,很多時候只能選擇整體搬遷!

採空區塌陷

全世界石油產量最高的無疑是中東,才一百多年前開始開採,一直到現在,這石油採空區得有多大,萬一哪天要是塌陷了,這整個中東不就掉入地底下了嗎?

煤礦的採空區有多危險?

煤礦採空區形成很簡單,畢竟大部分煤礦都不是露天的,所以會有坑道跟隨煤層進入地下,煤炭被取走了,自然就留下了採空區,當還有煤層開採時,坑道掘進時會做好支撐,畢竟工人和設備都要從坑道裡進出,採掘出來的煤炭也要經過此通道!

甚至有大型坑道可以通過採煤化設備進入地下,進行機械化大規模開採,這些煤炭採空後留下的空穴是非常大的,之後煤炭採空,坑道廢棄,年久失修,而且失去了煤炭的支撐,因此這個區域可能就會塌陷,在地面上看來,就是某個區域地面開裂或者下陷!

如果土地在採空區,地面下陷,地下水位下降,無法耕種了;如果房屋在採空區,那麼就危險了,可能會開裂坍塌,造成人身財產損失,更有的採空區塌陷還可能造成塌陷型地震!所以採空區是非常危險的。

中東石油採空區到底有多大?一旦塌陷整個中東會崩潰嗎?

自1908年英國人的勘探隊在中東發現第一個油田起,中東石油開採就走上了百年開採之路,隨著勘探技術的提升,中東石油佔到了全世界儲量的60%以上!全球石油百年開採大約已經超過了1300億噸,中東石油的開採量佔了將近一半!

如果將其折合成一個空腔的話,大約是3.4-3.5千米半徑的球體空間,是不是有點可怕?儘管採掘的不是同一個位置,這些石油採空區的空穴都是分散分布的,但中東有一個最大的加瓦爾油田,位於沙烏地阿拉伯東部,首都利雅得以東約500km處!

這是全世界最大的陸上油田,總儲量超過112億噸,如果它採空,那麼將產生大約1.48千米半徑的球體空間,是不是夠大?要是發生塌陷型地震的話,估計連利雅得都要抖一抖!

石油開採和煤礦一樣,會產生採空區嗎?

準確的說,石油開採也會產生一些下陷,比如中東石油很多甚至都是自流井,啥意思呢?地下油田壓力比較高,插根管子下去石油就汩汩的往上冒,上帝實在是太愛中東了,可惜他們都相信真主!但隨著開採壓力下降,那麼油田地區的地面會有一些起伏也是正常現象。

那麼繼續開採呢,會不會出現塌陷呢?答案是不會,因為這有兩個原因,首先是油田和各位想像的差別比較大,它不是一個整體空間,而是很多多空結構組合而成的龐大網絡,但石油被抽走後,其實油田的骨架還在的,就像海綿中的水分是否存在,跟海綿的體積大小是沒關係的。

多空狀結構

而另一個原因則和開採技術有關,原油不斷開採,油田石油從正壓到平衡,逐漸到負壓,是不是開採不出來了呢?不會,向油田大量注水,有兩個原因,第一個是平衡油田開採後的壓力,另一個則是油比水輕,石油上浮,會更容易開採,當然開採出的是含有大量水的油水混合物!

最後還有一個原因則是,油田開採到最後,油藏枯竭,但其實油田還有很多密閉空間都存在石油,但它已經流不出來了怎麼辦?水力壓裂,將高壓水注入地下,壓裂地層,將封閉的石油釋放出來,然後又可以採掘一番!

大慶油田大型壓裂現場。 趙永安 攝

基本上一整套流程下來,油田的最後一滴剩餘價值都被榨乾,而此時採空了石油的地下已經充滿了水,相當於置換了一下,因此油田採空區是不存在的,但地面下陷確實可能存在,只是沒有煤礦採空區那麼恐怖而已。

真正可能出問題的採油方式:頁巖油開採

上文介紹了水力壓裂開採技術,現代油田挖掘最後的產能,相當於縫縫補補又三年!但在頁巖油行業,水力壓裂卻是當家花旦,一開始就必須用水力壓裂技術開路,當然頁巖油開出來的也不是大家想像那種原油,而是游離(含凝析態)、吸附及溶解(可溶解於天然氣、乾酪根和殘餘水等)態等多種方式賦存於有效生烴泥頁巖地層層系中且具有勘探開發意義的非氣態烴類物質。

它可以作為原料製取輕質油品,此前由於開採難度極大,油井產量不穩定,還有壽命偏短,臨近「油田」參數差異極大等非常多的缺點,導致它開採成本很高,但近幾年石油價格暴漲給了頁巖油不少利潤空間!

1960年來石油價格趨勢

但在2019年後沙特和俄羅斯之間的價格競爭,已經幾乎讓美國的頁巖油開採商破產了,因為原油價格一跌再跌,當前最新的布倫特原油價格是44.261美元一桶,頁巖油成本都不夠,所以頁巖油紅火了一陣,估計下次再次紅火至少也得些年月了,但頁巖油產業不能跨,美國能源行業在頁巖油上的投資要不然就全廢了,所以得撐下去!

2009年以來石油價格大幅動蕩

頁巖油開採有一個極大的隱患

頁巖油水力壓裂後,將水再抽出,然後分離,廢水處理,處理價格大約0.5美元一噸,看起來是不是並不高?但在2016年美國西部的頁巖油開採產生的廢水為900萬桶,也就是大約160萬噸,每天處理的費用高達80萬美元,一年大約是2900萬美元左右!

一大筆費用,所以頁巖油開採商還有一個好辦法,將這些廢水重新注入地下,這絕對是好辦法,神不知鬼不覺,還省錢,但卻不知道這有一個隱患在地下醞釀!

大量的廢水注入地下,首先會汙染地下水,當然這是小事,那荒無人煙的西部誰來用地下水啊?當然還有第二個原因,地下巖層之間的應力和摩擦古來有之,這就是地震發生的原因,因為板塊在運動,無論是邊緣還是內部這些應力都在產生!

這大量廢水下注剛好給了這些錯動的巖層大量的「潤滑液」,所以從理論上看,它大大增加了地震的風險,在2015年時在頁巖油開採的加利福尼亞地區,總共有超過900次3級以上的地震發生,這些地震被美國地質調查局歸結為「人為誘發」!

暫時沒有大地震發生是吧,那是美國人運氣好,萬一哪天注入到了一個大斷層,那就災難降臨可就倒計時了!我國也有頁巖油開採,但暫時還沒有美國那麼大規模,而這個廢水下注的問題,必須要考慮!

相關焦點

  • 中東的石油開採了那麼久,地下都挖空了,未來會出現大地震嗎?
    中東地區是世界的油桶,儲量佔世界石油儲量一半以上,產量則佔到了30%以上,出口份額佔到全世界45%。1932年巴林石油公司在賈拜爾杜漢沙漠地區發現了中東第一口油井「埃米爾一號」以來,已經開採了將近90年!挖出了那麼多石油,中東地下都已經挖空了,會不會未來產生大地震呢?
  • 美頁巖油開採地震頻發!中東石油開採百年,會迎來超級地震嗎?
    據說美國因為開採頁巖油引發的地震次數,是以前的數十倍,而且美國頁巖油開採還僅僅只持續幾十年,這中東石油開採了一個世紀,這要是發生了大地震,還不讓中東大陸沉入海底?美國的頁巖油開採不過區區十幾年而已,中東的油田可是開採了接近上百每年了,而且聽說現代石油開採都注水,油田越大注水也越多,這中東除了早期油田開採以外,後期都注水,這半個世紀的注水,中東地下斷裂帶到處都充滿了水,一旦錯動,難道會真的會發生當年亞特蘭蒂斯一夜之間沉入海底的悲劇?油田開採為什麼要注水?
  • 每年挖掉1200萬噸石油,地下都採空了,地球不會裂了嗎?
    從油田開採和頁巖油開採來看,石油的採出同時會有大量的水注入,另外油田也很難出現大面積採空區,它不像煤礦,除了煤層外還有工人和設備通過的坑道,油田都是區域性塊狀分布的多孔結構,即使真正採空問題也不大,但石油開採的後期都大量注水,甚至會注入靠聚合物收集石油,而且水的密度比石油還大一些,根本不會產生結構問題!
  • 每年挖掉1200萬噸石油,地下都採空了,不會破壞地球結構嗎?
    這個技術就是水力壓裂技術,它通過高壓水泵將含有沙子的水泵入地下,壓裂鑽口周圍的巖層,然後通過這些縫隙將石油慢慢富集,最後將這些油水混合物抽取上來,這就是頁巖油的開採過程,因為手續繁雜,設備要求很高,因此這個頁巖油開採成本極高
  • 石油採空地層,會不會誘發超級地震?
    人類的工業社會,賴以為生的基礎就是以煤炭,石油等為代表的化石能源。這些能源源源不斷從地層深處被開採出來,滿足著人類社會的需要。煤礦附近發生塌陷,這在煤炭產地已經屢見不鮮。煤炭開採本身就會掏空地層,一旦遇到暴雨天氣,導致地面鬆軟,地層就很可能發生塌陷。
  • 人類從地下大量抽取石油,大地震會不會讓上面的大陸沉沒?
    美國的頁巖油開採不過區區十幾年而已,中東的油田可是開採了接近上百每年了,而且聽說現代石油開採都注水,油田越大注水也越多,這中東除了早期油田開採以外,後期都注水,這半個世紀的注水,中東地下斷裂帶到處都充滿了水,一旦錯動,難道會真的會發生當年亞特蘭蒂斯一夜之間沉入海底的悲劇?
  • 山西地下到底有沒有被挖空,怕不怕地震
    ,一旦發生地震就會陷落下去後果相當慘重,還有太原地鐵建設滯後是由於地下被挖空不適合地鐵修建。  首先我駁斥一下山西地下大部分被挖空的說法,然後給大家簡單普及一下採空區概念,再談談採空區對地震發生的影響。  公認的說法是山西地下蘊藏豐富的煤炭資源,含煤面積近三分之一。但這只是地質部門探明公布的說法,並不是這麼大面積的地方都有開採條件開採價值或者允許你開採。
  • 美國人工地震災害程度可比自然地震,油氣開採成主因
    視覺中國 資料美國地質勘探局28日說,人工地震將首次歸入地震風險地圖,這類由人類活動引發的地震正威脅美國中東部地區約700萬人,佔美國總人口大約五十分之一。這一機構的國家地震災害地圖項目主管馬克•彼得森在聲明中說:「評估項目中加入人類活動引發的地震後,美國部分地區地震災害的風險顯著提高。」
  • 石油開採,採空地底卻不會引起地底塌陷,這是什麼原因?
    眾所周知,中東地區可以說是一個石油寶庫,因為全世界現在一半以上的石油全都是來自於中東地區。中東地區的石油對於人類的發展至關重。但是每年的這麼多量的石油從地下層開採出來,相當於挖空地底。但是為什麼中東地區很少發生塌陷。因為在開採石油早期的技術不發達時,開採石油後,地下的水流層在受到壓強的作用下,會自動的回流到被開採的石油空間,平衡了地底壓力,從而減少了塌陷事故。
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  • 石油不斷被開採,會不會破壞地球的內部結構,導致塌陷碎裂?
    根據研究報告指出,石油的生成至少需要200萬年的時間,在現今已發現的油藏中,時間最老的達5億年之久,而它的出現是在地球不斷演變的過程之中,在如古生代和中生代,大量的植物和動物死亡後,構成其身體的有機物質不斷分解,與泥沙或碳酸質沉澱物等物質混合組成沉積層。
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    審核-小文人們每天都要消耗掉地球很多能源,其中煤炭和石油是人們最為關注的。2016年全球煤炭產量為74.60億噸,這個數值比起2015年略有下降。我們再來看石油,2017年石油開採量為337.968億桶,按每桶157.4千克來計算,那麼大概就是53.2億噸了。
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    不一樣的自然環境不僅抬高了中國頁巖氣的開採成本,還讓頁巖氣與地震的關係成為一個亟待中國自己開展研究的新課題。能否誘發地震尚無定論由美國擴展至全球的「頁巖氣革命」,得益於水平井水力壓裂技術的突破,這也是目前全世界開採頁巖氣的最主要方法。
  • 長寧地震頻發是頁巖氣開採惹的禍?
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  • 地震是怎麼形成的
    地震一直是人類恐懼又無法攻克的難題,難於預測、難以防範、難以救援、災後難以恢復。種種難題一直困擾著世界各地的科學家,如今隨著科技的進步,我們對於地震也有了進一步的了解。下面我們就來看看地震是怎麼形成的?
  • 人類每天都會從地下抽走大量石油,地球會不會因此而塌陷嗎?
    最開始是地球上的樹木,然後是煤炭,天然氣,頁巖氣等等等等。人類對地下石油的開採也是竭盡所能,不知道地球有一天會不會因此塌陷。石油有很多的用處,主要作用是被用作燃油跟汽油。石油還被稱為「工業的血液」。除此之外,石油還有許多其他的用途。石油可以提煉出汽油,煤油,柴油等油,用來給汽車機器等提供動力。從石油中還可以提煉出瀝青,這種材料可以用於公路鋪路。石油還可以提煉出製造塑料,衣服的材料,甚至還可以生產出農業肥料。石油有這麼多的用途,足以見得它對人類的重要性。
  • 開採了這麼多年的石油,是如何形成的,會不會被全部開採完呢?
    開採了這麼多年的石油,是如何形成的,會不會被全部開採完呢?石油到底是怎麼形成的呢?其實這個問題許多網友都表是很好奇,但是迄今為止依然沒有一個人可以給出明確的答案,只有一些猜測。其中最受大眾認同的一種說法就是石油是由生物化石形成的。化石在地球上是很多的,因為畢竟在遠古時代,地球上還是有很多的生物的。但是因為時代變遷,許多動物都扛不下去而滅絕了。這樣地球上就埋藏了許多遠古生物的屍體,在經過億萬年的歲月衝刷,這些屍體慢慢變成了化石。
  • 這麼多石油被開採,未來地面會塌陷嗎?
    每個月都有成千上萬噸的石油開採出來,被人們用在交通、農業、工業等諸多方面。那麼,可能就會有人提出疑問,這麼多石油每天被從地下抽出,地下是不是就會空了?會不會發生地陷,地球是不是會因此折壽呢?首先,讓我們來看看地球。地球是由內核、外核、地幔和地殼組成的,地球的直徑約有6300多公裡。人類在鑽井開採石油的時候,大都是只挖了幾公裡深。
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    科學家認為,在石油產區用某些設備模擬地震波「振蕩」巖層,可望增加石油產量。   由加利福尼亞大學聖克魯斯分校、伯克利分校和聖地牙哥分校科學家進行的這一研究,發表在29日正式出版的新一期《自然》雜誌上。  科學家通過多年觀測,發現了美國加利福尼亞州南部頻繁的地震和巖層滲透性之間的關係。他們用深井中的地下水位和潮汐之間的響應時間來表示地下巖層的滲透性。
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    視覺中國 圖兩天內接連發生三次4級以上地震後,四川省自貢市榮縣叫停當地頁巖氣開採作業。頁巖氣的勘探開採會增加地震風險嗎?答案是肯定的,這一觀點在學術界基本已得到統一。但單就榮縣近日的三次地震而言,目前尚沒有充足的理由和數據得出「由頁巖氣開發導致」的結論。頁巖氣開發之所以易誘發地震,要從其特殊的開採方式說起。