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【原】令人后怕的石油开采:不出现采空区,却可能在地下酝酿超级地震

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发表于 3 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
 

 

煤矿采空区塌陷已经成了很多煤炭产地的公害,不仅是地面下陷,还有地下水位下降,严重影响当地民众的生活,对于这样区域,很多时候只能选择整体搬迁!

采空区塌陷
全世界石油产量最高的无疑是中东,才一百多年前开始开采,一直到现在,这石油采空区得有多大,万一哪天要是塌陷了,这整个中东不就掉入地底下了吗?
煤矿的采空区有多危险?煤矿采空区形成很简单,毕竟大部分煤矿都不是露天的,所以会有坑道跟随煤层进入地下,煤炭被取走了,自然就留下了采空区,当还有煤层开采时,坑道掘进时会做好支撑,毕竟工人和设备都要从坑道里进出,采掘出来的煤炭也要经过此通道!

甚至有大型坑道可以通过采煤化设备进入地下,进行机械化大规模开采,这些煤炭采空后留下的空穴是非常大的,之后煤炭采空,坑道废弃,年久失修,而且失去了煤炭的支撑,因此这个区域可能就会塌陷,在地面上看来,就是某个区域地面开裂或者下陷!

如果土地在采空区,地面下陷,地下水位下降,无法耕种了;如果房屋在采空区,那么就危险了,可能会开裂坍塌,造成人身财产损失,更有的采空区塌陷还可能造成塌陷型地震!所以采空区是非常危险的。

中东石油采空区到底有多大?一旦塌陷整个中东会崩溃吗?自1908年英国人的勘探队在中东发现第一个油田起,中东石油开采就走上了百年开采之路,随着勘探技术的提升,中东石油占到了全世界储量的60%以上!全球石油百年开采大约已经超过了1300亿吨,中东石油的开采量占了将近一半!

如果将其折合成一个空腔的话,大约是3.4-3.5千米半径的球体空间,是不是有点可怕?尽管采掘的不是同一个位置,这些石油采空区的空穴都是分散分布的,但中东有一个最大的加瓦尔油田,位于沙特阿拉伯东部,首都利雅得以东约500km处!

这是全世界最大的陆上油田,总储量超过112亿吨,如果它采空,那么将产生大约1.48千米半径的球体空间,是不是够大?要是发生塌陷型地震的话,估计连利雅得都要抖一抖!
石油开采和煤矿一样,会产生采空区吗?
准确的说,石油开采也会产生一些下陷,比如中东石油很多甚至都是自流井,啥意思呢?地下油田压力比较高,插根管子下去石油就汩汩的往上冒,上帝实在是太爱中东了,可惜他们都相信真主!但随着开采压力下降,那么油田地区的地面会有一些起伏也是正常现象。

那么继续开采呢,会不会出现塌陷呢?答案是不会,因为这有两个原因,首先是油田和各位想象的差别比较大,它不是一个整体空间,而是很多多空结构组合而成的庞大网络,但石油被抽走后,其实油田的骨架还在的,就像海绵中的水分是否存在,跟海绵的体积大小是没关系的。

多空状结构
而另一个原因则和开采技术有关,原油不断开采,油田石油从正压到平衡,逐渐到负压,是不是开采不出来了呢?不会,向油田大量注水,有两个原因,第一个是平衡油田开采后的压力,另一个则是油比水轻,石油上浮,会更容易开采,当然开采出的是含有大量水的油水混合物!

最后还有一个原因则是,油田开采到最后,油藏枯竭,但其实油田还有很多密闭空间都存在石油,但它已经流不出来了怎么办?水力压裂,将高压水注入地下,压裂地层,将封闭的石油释放出来,然后又可以采掘一番!

大庆油田大型压裂现场。 赵永安 摄
基本上一整套流程下来,油田的最后一滴剩余价值都被榨干,而此时采空了石油的地下已经充满了水,相当于置换了一下,因此油田采空区是不存在的,但地面下陷确实可能存在,只是没有煤矿采空区那么恐怖而已。

真正可能出问题的采油方式:页岩油开采上文介绍了水力压裂开采技术,现代油田挖掘最后的产能,相当于缝缝补补又三年!但在页岩油行业,水力压裂却是当家花旦,一开始就必须用水力压裂技术开路,当然页岩油开出来的也不是大家想象那种原油,而是游离(含凝析态)、吸附及溶解(可溶解于天然气、干酪根和残余水等)态等多种方式赋存于有效生烃泥页岩地层层系中且具有勘探开发意义的非气态烃类物质。

它可以作为原料制取轻质油品,此前由于开采难度极大,油井产量不稳定,还有寿命偏短,临近“油田”参数差异极大等非常多的缺点,导致它开采成本很高,但近几年石油价格暴涨给了页岩油不少利润空间!

1960年来石油价格趋势
但在2019年后沙特和俄罗斯之间的价格竞争,已经几乎让美国的页岩油开采商破产了,因为原油价格一跌再跌,当前最新的布伦特原油价格是44.261美元一桶,页岩油成本都不够,所以页岩油红火了一阵,估计下次再次红火至少也得些年月了,但页岩油产业不能跨,美国能源行业在页岩油上的投资要不然就全废了,所以得撑下去!

2009年以来石油价格大幅动荡
页岩油开采有一个极大的隐患
页岩油水力压裂后,将水再抽出,然后分离,废水处理,处理价格大约0.5美元一吨,看起来是不是并不高?但在2016年美国西部的页岩油开采产生的废水为900万桶,也就是大约160万吨,每天处理的费用高达80万美元,一年大约是2900万美元左右!

一大笔费用,所以页岩油开采商还有一个好办法,将这些废水重新注入地下,这绝对是好办法,神不知鬼不觉,还省钱,但却不知道这有一个隐患在地下酝酿!

大量的废水注入地下,首先会污染地下水,当然这是小事,那荒无人烟的西部谁来用地下水啊?当然还有第二个原因,地下岩层之间的应力和摩擦古来有之,这就是地震发生的原因,因为板块在运动,无论是边缘还是内部这些应力都在产生!

这大量废水下注刚好给了这些错动的岩层大量的“润滑液”,所以从理论上看,它大大增加了地震的风险,在2015年时在页岩油开采的加利福尼亚地区,总共有超过900次3级以上的地震发生,这些地震被美国地质调查局归结为“人为诱发”!

暂时没有大地震发生是吧,那是美国人运气好,万一哪天注入到了一个大断层,那就灾难降临可就倒计时了!我国也有页岩油开采,但暂时还没有美国那么大规模,而这个废水下注的问题,必须要考虑!
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