石油,這種來自地球深處的化石燃料,對現代社會的影響無法忽視。其形成過程是雜物、藻類和沉積物在高壓下聚合而成,通常位於淺海的底部。為了獲取這些寶貴資源,地質學家和地球物理學家運用各種先進的技術來定位潛在的油田,而地震波的運用正是其中的關鍵技術之一。
地質學家使用地震波技術,能夠揭示地球深處的秘密,幫助我們找到石油儲層.
地質學家常用的定位方法包括震源爆破與被動觀測,前者是在地底進行一小型爆炸,觀察隨後的地震波反射,這一過程能提供地下地質結構的資訊。而被動方法則是利用自然發生的地震波來收集數據。此外,還使用重力計和磁力計等儀器來進行探索。
在探測到油田的潛力之後,地質學家會開始進行鑽井,挖掘長孔以進一步獲取石油。在美國的歷史上,有些油田的油曾經自然湧現地面,但目前可利用的油田則有限,尤其是阿拉斯加地區大部分被竭盡。
鑽井過程是石油開採的第一步,透過油井鑽探深入地球,設置鋼管以保持鑽孔的結構穩定。在鑽孔的底部會打開洞孔,讓油能進入鑽井,隨後會接裝一套被稱為「聖誕樹」的閥門裝置,來調整壓力及控管流量。
鑽井不僅僅是一項技術挑戰,更是一個價格波動和市場需求的博弈。
石油的提取過程大致可以分為三個階段:初級回收、次級回收以及增強回收。
在初級回收階段,地層內部的自然力量推進油向上流動,這些力量包括水的自然補給、天然氣的膨脹及重力的影響。這個階段的回收率通常介於5%到15%之間。
隨著時間推移,油田的內部壓力逐漸減少,當自然力量不足以推送油至地表時,會使用次級回收方法,這包括向地層注入水或氣體來提升壓力,以增加油氣流速度。
次級回收的回收率平均增至35%至45%。
增強或稱為三級回收的方法,則進一步提高油的流動性,包括熱增強油回收技術 (TEOR),常透過蒸汽注入的方式減少油的粘度,提升提取效率。
例如,在美國加州的中途夕陽油田,熱注入方法成功提高了油的回收率,為該地區做出貢獻。
油氣開採行業的工作人員面臨着一系列獨特的健康與安全挑戰。根據研究,在2003年至2013年間,儘管職業致死率整體下降,但油氣開採行業的工作事故卻有所上升,交通意外及設備接觸事故是主要的致死原因。
面對嚴峻的安全問題,業界亟需採取更有效的危害控制措施。
石油的燃燒釋放出大量的二氧化碳,成為全球氣候變化的一大元兇。石油開採及運輸中可能發生的漏油事件,同樣對海洋環境造成難以恢復的破壞。
石油的開採是科技與自然資源相結合的結果,但背後隱藏的環境與安全考量卻不能被忽視。在面對能源需求日益增長的當下,我們是否能找到更為可持續的方法,以減少對環境的負擔呢?