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!

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!

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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,畢竟工人和裝置都要從坑道里進出,採掘出來的煤炭也要經過此通道!

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甚至有大型坑道可以透過採煤化裝置進入地下,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!

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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。

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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!

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如果將其摺合成一個空腔的話,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佈的,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!

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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。

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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象的差別比較大,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路,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。

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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!

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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!

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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。

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真正可能出問題的採油方式:頁岩油開採

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!但在頁岩油行業,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,當然頁岩油開出來的也不是大家想象那種原油,而是遊離(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岩地層層系中且具有勘探開發意義的非氣態烴類物質。

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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”引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岩油不少利潤空間!

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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岩油開採商破產了,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,頁岩油成本都不夠,所以頁岩油紅火了一陣,估計下次再次紅火至少也得些年月了,但頁岩油產業不能跨,美國能源行業在頁岩油上的投資要不然就全廢了,所以得撐下去!

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2009年以來石油價格大幅動盪

頁岩油開採有一個極大的隱患

頁岩油水力壓裂後,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年美國西部的頁岩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!

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一大筆費用,所以頁岩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!

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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,地下岩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!

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這大量廢水下注剛好給了這些錯動的岩層大量的“潤滑液”,所以從理論上看,它大大增加了地震的風險,在2015年時在頁岩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”!

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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!我國也有頁岩油開採,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!

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