请问为何美国有望成为最大产油国的呢?美国不是最大的石油进口及消费国吗?可能改变世界能源供应、地缘政治状况的么?

国际能源署(IEA)12日发布的《世界能源展望》年度报告预计,到2020年美国将超沙特阿拉伯成为世界最大产油国,这一变化将改变世界能源供应格局@Obsidian @Sanjish @北方之盐 @fflll @云舞空城 @冰红茶 @数字崇拜 @AI游泳的鹰 @汐澍 @吸毒喵-碎碎

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10个答案
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在讨论这个话题以前,首先讨论一个引子:什么样的岩石可以储集油气?

答案是:海绵型的岩石——多孔、疏通——即具有孔隙或裂缝可以让流体渗透的岩石。
乍一看 岩石怎么会让流体渗透呢?这似乎与我们的日常生活经验不符~而事实就是这样:由矿物颗粒组成的岩石,或多或少都是具有孔隙的——一篮子乒乓球之间也是有孔隙的。只不过,有些岩石孔隙极不发育,如各类岩浆岩、变质岩,但这些岩石一旦发育有大量的裂隙也是可以储集流体的。我们主要来说说沉积岩。

沉积岩是由小的岩石碎屑经过流水搬运重新沉积后,埋深胶结形成的。就如同一筐乒乓球,你永远不可能让一堆等大的球体把空间填的满满的。随便抓起一把沙子,如果细心一些去观察,砂粒与砂粒之间存在着大量的孔隙。海边、河里无不如此,这些砂子就带着孔隙、孔隙之间的水和一些被称作杂基的十分细小的脏东西越埋越深。

从砂粒到砂岩,中间发生的过程其实就是简单的把砂粒粘起来——各种矿物开始形成,像胶水一样黏住砂粒,并挤占一部分砂粒间的孔隙——一些成岩作用会使得原来的孔隙减小。有时候,一些矿物可能发生溶蚀(液态环境,地下总是会有地层水的),形成新的次生孔隙,从而增加岩石整体的孔渗性。总而言之,砂岩的孔渗性是随着深度增加发生变化的——具体怎么变,这样的问题交给地质工作者就好了。

上几个图给点感性认识
这些图里,白色或者杂色的颗粒,就是沉积岩(砂岩)的颗粒(砂粒),它们的主要以石英颗粒为主,也会有一些长石颗粒或岩屑颗粒——这些都不重要,重要的是,他们周围的蓝色部位。这些图片是将砂岩在高压下灌入树脂后,切成小块磨成极薄的薄片在显微镜下拍摄的照片

100倍放大~

40倍

40倍

如果你没有注意到颗粒之间的空间越来越少的话,继续看下面的图:


经过软件处理的图片,可能不是与上面一一对应的,但想反映的东西是一样的——颗粒间的空间越来越少。

无聊的地质学家们对砂岩的孔隙度和渗透率进行了定量分级,划分出特高孔特高渗到特低孔特低渗的级别,这种孔隙度和渗透率的变化,表示岩石从疏松变得致密

所以,到这里,算是讲清楚了一个问题:致密结构油气藏,是指油气储存在较致密岩石里的那些十分可怜兮兮的一点点孔隙或者极少的裂缝里的
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第二个问题,页岩是什么?

前面我都在说砂岩,丝毫没有提到过页岩。这是个什么货?
先看一个表吧~

这东西,就是一个无趣的分类方式而已,更为无趣的是,很多人还对这些玩意具体怎么分有各种声音。不过无所谓,只要知道“泥质”,是指粒度最小的沉积物就可以了!小到什么程度?面粉肯定是妥妥的泥级了~

页岩,就是看起来像书页一样有一层层纹理的泥岩。泥岩的沉积物虽小,但也是矿物颗粒,只是变成一部分硅酸盐矿物和一部分粘土矿物,堆积的十分紧密,颗粒之间的空间极小,使得泥岩(页岩)是一种十分致密的岩石——但我没说坚硬。它可以有效的隔绝其上下的流体,使之无法渗透。

当然凡事没有100%的,地质学尤甚~。

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第三点,常规油气资源?

油气,是形成于富含有机质的细粒岩石中的,这里的细粒岩石在很多时间就是泥岩或页岩——水体越安静,细粒的沉积物才越易于沉积,而这样的环境,也使得水体里的各种有机残骸在水体得以安静的存在。安静的水体很快就会缺氧,有机质就容易更好的保存下来和泥质沉积一起形成“富含有机质的泥岩”。

石油地质学里面讲究生储盖圈运保,所谓“生”就是烃源岩,生成油气的岩石,泥岩,致密,缺乏孔隙。“储”则是那些各种海绵一般的岩石,主要是各种砂岩和灰岩、“盖”,是阻隔油气继续乱串的岩石,致密,缺乏孔隙,广泛,稳定。泥岩是较好的盖层。

“圈”是指适合油气聚集的地层环境,储满油气了就成了“藏”,意指矿藏。
“运”是运移,一会说。
“保”是保存环境。油气就算成了藏,如果被岩浆烧掉了或者暴露出地表氧化破坏了,对我们也没啥意义。沥青湖大家或多或少有听说,其实这就是地下的油藏遭到破坏,原油逃逸到地表附近,逐渐氧化稠化变成沥青堆积起来形成的。

钓鱼岛油气资源的讨论里,介绍到了油气的一个性质:不老实。不老实源于密度低,而地下又是一个到处都是水的环境——地层的孔隙里,所以油气一旦从烃源岩里冒出来,就会沿着合适的地层进行跑路行动,直到发现自己再也跑不动的时候,就不得已老老实实的呆着了——运移中的油气遇到了合适的圈闭,聚集起来形成油气藏。

这样的油气藏,往往是那种不是特别致密的,至少有一定孔隙的砂岩或者石灰岩神马的所形成,此类,为常规油气资源耳,可能还包括一些致密砂岩油气~这不重要了,重要的是后面要继续说的东西

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第四点,页岩气、页岩油的特殊性?

再说第三点的时候,貌似混进了一个奇怪的东西:油气从烃源岩里冒出来,这算是怎么回事?

这个嘛,回到前面的“运”~
运移,分为一次运移和二次运移(地质学家们是不是挺无聊的~~)二次运移,是油气从烃源岩冒出来以后,一直到聚集成藏过程中的运移。
一次运移,就是油气从烃源岩里冒出来的过程——也可以叫排烃。


图中,从生油岩向外冒的箭头,就是排烃。横向箭头为二次运移。油气运移一般是在浮力作用下,从构造低点向构造高点进行运移。图中右侧是一个适合油气聚集的背斜圈闭,油气跑到这以后没法继续拐个弯往下跑了,于是聚集成藏。

右下角是另外一个背斜圈闭,油气从生油岩里向下冒出来,也找到一个合适的环境储存起来,并且,致密的烃源岩也就作为盖层阻止了油气的继续运移

左下角是一个地层圈闭,有储存能力的地层“上倾尖灭”掉了,一个向上的尖子,这里也是可以存油滴~

这里,我提一个问题:如果烃源岩生烃能力很强,而烃类又没法完全排出怎么办?

所以,页岩油、页岩气的特殊性,就体现在这是一种致密的泥岩、页岩里自生自储的油气资源。
储存在哪里?极少的孔隙和泥岩里可能发育的裂隙里。
为什么没有排出去?可能没排干净,也可能一直在边形成边排出,还有可能是根本排不出去。
怎么开采?压裂技术,在泥岩上制造人工裂缝,使这些宝贵的烃类资源通过人造裂缝排出。

放个视频,关于页岩气的水平压裂技术的示意动画,可以看着了解一下。
点击访问视频



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橡树村科学松鼠会成员,化学博士

2012-11-16 16:55

美国的能源自给率的确越来越高,页岩气页岩油的开发增加了美国的储量,同时一直在高位运行的石油价格使得美国国内的小油田具有经济性。

中国的页岩油储量据说比美国还多,但是开采难度要高上不少。

写过年初BP发布的预测的解读:http://www.guokr.com/blog/119145/ 美国逐渐能源自给的确对整个世界的地缘政治有很大的影响,基本发展趋势就是北美能源自己自足甚至可以出口,而中国和欧洲在全世界去抢油。

更多的非传统油气资源的开发需要比较高的能源价格的支撑,因为非传统资源的开采成本高。但是如果没有这些非传统油气资源的开发,传统的油气资源根本无法提供市场所需要的量,市场规律会把油气价格推得更高。一个典型的例子就是在北美页岩气大规模开发之前,北美天然气价格一直走高,而在页岩气大规模开发之后,美国天然气价格立刻被压低。

现在没时间详细写页岩气页岩油的介绍。这里有一个示意图,能看出页岩油页岩气与传统油气资源的区别。

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橡胶万岁会计学硕士生,摄影爱好者

2012-11-21 09:01

方片K的经济理论分析在原理上我是赞成的~~其实如果你一直跟经济新闻的话,就会发现美国页岩油这事儿持续了起码四年了,而单纯看石油钻探技术就更久。所以,我又要辟谣了,这事儿没有政治目的。如果一定要说有,也是美国内政(和平共处五项原则之一,互不干涉内政)。能源政策是每个大国政府的重要政策之一,美国在此时拿页岩说事(虽然我个人觉得这只是纯粹的经济新闻,但是有些人一定觉得有政治目的我只好说点个人观点),实在是没办法。光伏一直是政府补贴,风力民众抵制,核电被日本人玩儿脱了,生物燃料(粮食加工乙醇)被联合国要求限制(否则将引发全球粮食价格波动,以至粮食危机。这里面有道德问题,水很深)。阿富汗和伊拉克没搞定,苏丹还分裂了。北海(布伦特)的储量越来越低,南海(中国海)也没美帝什么事,老毛子(俄国)的油中国人都求不到很多。这时候,美国总点说点什么给自己壮壮胆吧~~石油价格的供给不是储量,而是开采量决定的。所以只要美国还没有开采出来就不会对石油价格有实质性影响;开采出来之后还要看总量和成本,短期内仍然不会有实质性影响。至于石油期货价格,麻烦这个金融专业的来分析,但是我仍然可以保证分析不出政治阴谋来。~~
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from Darla:跟着橡胶的思路略做一下国际关系方面的解释(虽然不是学这个的但是在同一个系十来年看也看熟了那群鸟人的花花肠子好吗)嗯,中东的战略意义主要是因为它连接亚非拉,宗教、种族成分复杂,毗邻各大国,占据海陆交通要道,作为大的国际行为实体比如中国,欧盟,老美,毛毛甚至阿三,对这块地方都表示不能让任何一个大国占了去,分裂最好。所以油什么的虽然好处大大的,但是没油一样掐。只不过有油的小国家手里有那么一点引诱大国帮忙的筹码而已。大国也不是没油,但是能通过跨国公司在中东种势力网,干嘛要挖自家的。另外,现在新能源前景不错,石油虽然还是主流,但是从国际关系的角度来说,它应该成不了左右局势的决定性因素。(隐约记得,地缘政治的意思是指区域势力分布博弈状况,政治经济文化宗教都要考虑,一般只谈一个地方,不发环球炮,中东是中东美国是美国,要是中东的意义只有油的话未免把大国看得太弱鸡了)

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支持者: moogee

听说美国在巴肯页岩找到了页岩油,储量和沙特一样多,不过就是成本比较高。
只有油价高的时候开采才是赚钱的。
页岩油(英文应该是tight oil)和页岩气一样,估计开采技术也差不多,就是开采更困难一些罢了。
加一条说明:油页岩提炼的油往往也叫页岩油,和美国最近时兴的页岩油不是一个东西。似乎英文一百来年前就管前者叫shale oil了,所以往往管后者叫tight oil,当然也有叫shale oil的。

加几张图
从阿果石油弄来的。

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lyounger粒子天体物理博士生

2012-11-19 01:19

常规石油(比如中东那种)的生产能力和储量有限(当然主要原因是中东国家会利用石油价格作为影响国际政治的手段,比如第四次中东战争什么的)
同时,世界经济在迅速增长(比如天朝),因此对于能源(石油)的需求在不断增长
结果就是
能源价格不断走高
直到常规能源的价格可以和非常规能源(比如说页岩油)相比拟
于是开采页岩油变得有利可图
而这个过程中,作为能源的购买者和使用者承担了成本
这是蛮常见的经济学

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Amelia岚城市经济与管理研究生

2012-11-19 08:38

美国Time杂志前几天在一篇文章中也提到了这个话题,那篇文章认为,虽然美国产油前景很好,但并不能减轻本国油价高昂的问题;因为阿拉伯地区的能力还是不容小觑的,而决定价格的是全球产量供给与需求,美国不可能做到只降价给自己国家用。唔,好像我这个回答跑偏了……

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一直以来美国人对加拿大的油砂都虎视眈眈吧。。。嗬嗬嗬嗬

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关键是技术问题,美国本身国家内就有丰富的石油矿藏,页油岩和页气岩是锦上添花,最重要的还是这种开采技术,而且就算美国蕴藏量丰富,以后美国打不打算出口,能占多少市场都是未知的,更何况中东那些老爷们能让他轻易“抢夺”他们的财富?再说这种消息肯定对市场价格短期内有影响,至于长期的还是要看美国的出口量喝市占率,我觉得这种时候出这种消息,一是之前的美国大选,为奥巴马挣选票,二是他现在的经济问题、社会矛盾严重,给美国民众大剂兴奋剂。

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whatisjimi石油工程博士

2013-11-12 22:17

储量是油气产量的基础,但是油气产量不能仅从储量来看。换句话说,美国能否成为最大的产油国,不能仅从储量的高低来判断,因为储量转化为产量,要经过一个油气田开发的过程,而这个过程对产量又是有许多约束的,因此储量高仅能证明的是具备产生高产量的基础。
从勘探阶段确定探明储量过后就进入了油气田开发阶段(滚动勘探开发除外,这是我国自创的),而地下储量变成地上的产量就是在这一阶段完成的。在油气田开发阶段,存在这一系列对产量的约束:
1、技术约束。油气田开发是由众多工程组成的,如钻井工程、采油工程,地面建设等。而这一些列的工程都需要许多学科领域的专业技术作为支撑。如钻井工程,即需要钻探技术的支持,又需要钻井机械技术的支撑,还需要钻井液也就是化学的支撑,并且钻井工程中所使用的一系列设备如钻头,钻杆等需要材料技术的支撑。当勘探发现了探明储量过后,如何将这些储量由地下开发出来,是一个长期复杂的过程。并且,地下地质情况复杂,生产情况复杂,有一些已探明的储量仅是通过勘探证明其存在于地下,但是由于各方面技术的约束,无法将其开采出来或者无法具有经济效益的将其开采出来,因此只能等到综合技术水平到达一定高度,才可以对这类储量进行开发,将其转换为产量。
2、经济约束。美国对于油气田开发,完全是以经济效益为目标的。在前期勘探、开发建设进行相关投资过后,地下的储量转化为了产量也就是我们说的石油、天然气。产量乘以价格就是收入,收入减去投资就是利润。中石油对于石油工程项目经济评价的标准是目标收益率是12%,投资回收期是6年,美国是多少就不知道了,但是肯定会有一个明确的数值,而这个等式中间与利润相关的就是生产成本与油价,生产成本与开采技术相关,而油价与市场相关。是否投资开发油气田,取决于是否能得到满意的利润,如果达不到预期的投资利润,那么是不会进行开发的,也就是将储量存于地下,等到开采技术上升到一定高度使开发成本降低,或者油价上升到一定高度使收入增高,才会对储量进行开发,将其转换为产量。可能一些区块,由于开发难度大,技术达不到要求,开发成本过高,甚至高于进口石油的整体费用,那么选择的肯定是对外进口石油。
3、其他约束。主要是政治与战争约束。美国拉斯维加斯就有美国战略储备油田,这片油田都已经进行了详细的勘探评价,确定了一系列的开发方案,但就是不进行开发。要等到打起仗来或者其他因素,导致美国从国外进口原油有一点困难了,到那个时候为满足需求,就会对战略储备油田进行开发。而新的勘探探明储量会不会做为战略储备,完全取决于美国对于国际政局的判断与把握。

对于国内油气产量,国际进口石油量之间的关系相当复杂,涉及经济、政治、技术众多因素。因此无法简单的推断美国会成为最大的产油国。给个极端的条件,当美国的勘探开发技术,达到了外星人的水平,开发成本极低,而且世界上没有一个国家愿意出口石油给美国,国际油价达到了无与伦比的高度,那么美国可能会成为世界上产油量最大的国家。
P.S以目前的状态来看,科威特,伊朗、沙特等产量大国的地位是不容易撼动的,因为其储量丰度,储量品味好的无法挑剔,地层压力大,使得开采井基本为自喷状态,开采难度容易到令人发指。

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冰红茶回复老被吞☠

2012-11-16 16:38

沙发我的
美国的石油气资源一直就很丰富,只不过自个不采或者至少量开采而已。
页岩油这个词很新,我不了解。至于地缘政治~~话说美帝是在暗示今后的中东政策上或更加趋紧?我擦 以后烧不起油了,要不考虑买只@moogee 帮我推车?↖(^ω^)↗

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