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北京,2008年9月9日——就像今天人们的“手机电量焦虑”一样,人们早就在担心地球上的石油短缺,并估计了石油的“忍耐”极限。几十年前,有人给出了50年的答案。几十年后,有人的答案还是50年。
石油被称为流动的黑金和工业血液。这么重要,会不会干涸?
中国之声、中央视频联合中国科协青少年科技中心推出全媒体系列科普栏目——大师课堂《科学家讲科学》。20位著名院士畅谈热点事件,为公众科普答疑解惑。
全媒体系列科普栏目——大师班“科学家讲科学”,20位院士、著名学者畅谈热点事件,为公众科普答疑解惑。
在本期节目中,中国科学院院士王铁冠和《自然历史》杂志主编刘颖将与您一起探索石油勘探与挖掘的“高能”现场。
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50年后和50年后?
如今,石油以各种形式参与人类生活。从塑料到口红,从化肥到沥青,当然还有汽油和煤油,各种石油产品用途广泛,种类繁多。
为什么人们担心了这么多年,石油的“忍耐”极限却一次次被推高?
对此,王铁冠院士表示,技术发展非常重要。”技术的发展不能与储量的估算相提并论.”
以大庆油田为例。刚发现的时候,我们还不具备开采地下两米以内油层的能力。后来随着技术的发展,实现了两米以内薄油层原油的开采,大庆油田的储量翻了一番。经过60多年的勘探开发,大庆油田常规油气资源已进入开发中后期。人们开始向院内青山口组的页岩油进军。去年,大庆油田古龙页岩油的勘探宣布了重大战略突破。
刘英打个比喻说,就像蘸了一根吸管。“起初,我们可能只使用少量最容易开采的石油,但现在我们可以使用深层石油。”
在长期担心“石油会耗尽”后,一些观点走向了另一个极端,认为石油会越来越多,永远用不完。
对此,王铁冠院士表示,事实并非如此。“毕竟石油的生成需要几千年的时间,人类开采和利用石油的速度非常快。从长远来看,化石燃料最终会被新能源取代。”
新能源和人造油能代替石油吗?
现在各种新能源技术在进步,产业在发展,石油会被新能源取代吗?
王铁冠院士指出,目前各种新能源技术还没有成熟到可以完全替代化石能源。“应该是技术上可行,经济上合适。在我们可预见的未来,包括石油和天然气在内的化石燃料可能不会被轻易替代。”
石油作为一种能源,在可以完全替代的情况下会不会没用?别忘了那些石油产品。“到那时,恐怕化石燃料会被用作有价值的原料”。王铁冠说。
目前油的成因有无机成因和有机成因。在国际上,器质性原因的观点更为主流。根据这一观点,生物体死亡后,被埋在地下。当地下温度升高但通常不超过200℃时,经过几千万年,干酪根可以裂解产生石油。
这是关于天然石油的起源。那么,石油可以是人造的吗?
是的。油页岩又称油页岩,是一种富含干酪根的页岩。油页岩开采出来后,经过加热、蒸馏、干馏,使干酪根中复杂的有机大分子裂解成烃类,生产出可用作燃料油的页岩油或进一步制成汽油、柴油。这是制造人造油的方法之一。
20世纪50年代,中国人造石油工业发展迅速。广东抚顺和茂名是我国重要的人造石油生产基地。
然而,王铁冠院士指出,从经济角度来看,人造石油的成本太高。
寻找原油的“DNA密码”
在油气勘探中,石油的“DNA密码”——生物标志物化合物常被用来读取原油的信息。生物标志物的分子骨架保持了生物的分子骨架,可以代表有机物质的生物来源。例如,生物标志物化合物可以用于探索石油从哪个地层产生,也可以指示石油是由哪种生物形成的。
王铁冠院士说:“石油在流动。人们发现石油的地层和地方并不是石油产生的地方。通过油源与生物标志物的对比,我们可以知道哪个地层可以发展成油页岩,油源是否充足,这对勘探具有指示意义。”
目前,C18~C23 13α(正烷基)-三环萜烷是中国学者鉴定并命名的唯一生物标志物。
1978年,在一次野外地质调查中,王铁冠发现了一种灰绿色的砾石。在放大镜下,他看到里面含有沥青,这成功地引起了他的注意。由于天然沥青在石油地质工作中常被视为油苗,他立即选定一些点进行人工挖沟,挖出了厚达3.8米的黑色沥青砂岩。通过有机地球化学分析和同位素年龄测定的方法,王铁冠确认这是一个古老的油藏。
当时的仪器和分析方法有限。10年后,王铁冠的团队通过气相色谱-质谱检测出了一系列当时国际文献中没有报道过的新化合物。后来,在1990年,他们通过GC-MS标准样品的共注射,确定了这种新的生物标志物化合物的结构,并将其命名为13α(正烷基)-三环萜烷。
王铁冠院士表示,到目前为止,仅在我国元古代地层、油苗和沥青中检测到13个χ(正烷基)-三环萜类系列生物标志物,可能暗示该系列化合物是元古代的标志性产物,对我国古地层和深部油气勘探具有现实意义。
此外,生物标志物化合物还可以用于追踪海上原油的污染,在生物标志物的帮助下找出是哪艘油轮发生了泄漏。
策划Claire Kuo
编辑和编辑富人
主持人,何佳
编辑刘飞潘余伟
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