书城自然科学求知文库-新时代的海洋工程
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第18章 水域之宝(3)

开发热液矿床比锰结核有更多的好处:

①热液矿床一般分布在水深只及锰结核一半的2500米处,矿体是立体的,凝聚在一起,分布密度比锰结核大1000倍。

②形成热液矿床的过程只有几十年、几百年,而锰结核生长速度慢得很,100万年才生长几毫米。

③热液矿床主要形成于大洋中脊,据此,在长达8万公里、宽达数百公里的海岭上都有可能发现,开发前景大得很。锰结核分布虽广,但具有商业开发价值却只1000多平方公里。

④热液矿床中含有锰结核所没有的金、银等贵重金属,铜的品位比锰结核约高10倍。而且冶炼比锰结核容易。

总之,无论从技术上还是从经济上看,开发利用海底热液矿床均优于锰结核,所以有人称它为“深海采矿业中的佼佼者”。

3.海底“黑金”(石油资源)

海洋深层有一种叫“黑金”的宝,开采这种“黑金”,经济价值最大。

它就是从海洋深层喷出来的石油。

关于石油的称谓多着呢,有人称它为“动力之源”,有人称它“机械之母”,有人称它“工业的血液”,可见它的地位和作用不同一般。石油不仅是制造汽油、煤油、柴油等燃烧物的原料,而且是制造合成纤维、人造橡胶、化肥、塑料、酒精的原料。天上飞的,地下跑的,厂里转的,都用上它。可以这样说,从陆地到海洋,从地下到宇宙空间,从吃的到穿的,都有它一份功劳,真算得上“宝中之宝”了。陆地上的石油储量有限,用一点少一点,按现在这个规模开采下去,50年内可能全部用光。难怪许多国家都在喊能源危机,都在谋求别的出路。比如改用其他原料作动力,但无论如何,短时间内,石油还是不可缺少的。眼前的办法只有两个:一个叫节流,一个叫开源。节流就是节约能源,让每滴石油充分发挥作用;开源就是寻找新的油源,从地底深层取出更多的石油来。据法国研究所的估计,世界石油资源的极限数为10000亿吨,可采石油储量的极限数只有3000亿吨,其中海洋石油为1350亿吨,占总量45%。

陆地上的石油已经开采得差不多了,而海洋石油的开采则方兴未艾。所以开采海洋石油,显得更为重要。

海底石油藏在哪里?

几千万年甚至上亿年前,有一段时期,气候比现在还要暖和,海洋中生活的鱼类,以及浮游生物、软体动物等繁殖生长得特别快。据计算,全世界海洋100米厚的水面,仅浮游生物的遗体,一年内使可产生600亿吨有机碳。

这些有机碳,就是生成石油的原料。但仅仅有哪些遗体做原料还不能形成石油。形成石油还得有三个条件:第一要有储集石油的地形;第二要有保护石油不跑掉的盖层;第三要有有利于石油富集的地质结构。

那些生物遗体重重叠叠堆积在海底,若干年后便被海中沉积物所掩埋。

如果这个地区不断下沉,堆叠的沉积物和掩埋的生物遗体便越来越厚。以后,由于地壳运动,堆积物下沉,上面又被岩石盖起来。天长日久,那些生物遗体逐渐分解变成分散的石油。一般说来,藏有石油的地方,上有页岩,是严密的保护盖,不让石油跑掉。分散的石油,没有开采价值。只有富集在一起的石油,成了油“仓库”,即具有“储油构造”的地方,才有开采价值,才能开机打井,让深埋海底的石油喷射出来。汪洋大海,茫茫一片,到哪里去寻找石油,上有几百米几千米的水层,下有几百米上千米的岩层,怎么会知道哪里藏有石油?

科学技术工作者先要对海区进行广泛的地质调查,把可能藏石油的沉积盆地圈出来。这跟公安人员的侦破案件一样,先把可能作案的对象圈出来。

一般说来,那些沉降幅度大,沉积地层厚的盆地,往往是形成石油最有利的地区。正式勘探,就到那圈定的地方去。勘探的方法最常用的有三种:第一,地震勘探。地震勘探的方法是这样的,在海水中,用炸药或电火花瞬时释放大量的热能,产生人工地震波当地震波传到海底,遇到不同的物质,就会产生不同的反射波,经电子计算机自动处理,就能绘出各种复杂的地质构造图,作出有无石油的判断。

第二,重力勘探。重力是地球对物体的吸引力和地球自转离心力的合力。

在不同的地方,重力自然不相同。重力仪就像一杆秤,能测出极微小的重力变化,把重力仪安装在船上,船行到哪里,就能得到哪里海底沉积岩的性质、厚度、深浅的情况,找到石油埋藏的地方。

第三,磁力勘探。不同的物质磁性各不相同,含铁多的物质磁性强,含铁少的物质磁性弱。海底沉积物下面的基底是由铁镍多的物质组成,通过磁力测量,就能确定基底的位置、沉积的厚度和海底的地质构造,从而分析有无石油可供开采。

这三种方法,各有所长,各有所短,因此大多同时采用,综合分析,以得出较为可靠的数据,但一般以地震探测为主。通过上述方法,还只能间接地确定海底石油埋在哪里,究竟储量有多大,是否有开采价值,还要通过钻探这种直接的方法,才能最后证实。

如何开采海底石油?

海洋石油开发,经历了由沿岸、近海向更深海域发展的过程。19世纪,人们发现陆上石油向海里延伸,就向海里打斜井,这种方法至多只能开采离岸三公里的海底石油。1896年,美国在圣巴纳海峡,用木结构搭一个栈桥,钻机就安装在栈桥上,这样开采石油,只是一个试验,实际上是行不通的。

1947年,美国在墨西哥湾建成一个钢管架搭起的固定平台,钻出第一口商业性石油井,标志海洋石油开发进入实质性阶段。以后,还有先在开采区,用砂石泥土筑一个人工小岛,再在岛上装置钻机,这跟陆上开采完全一样。这种方法只能用在离岸很近、水深不过12米的浅水区开采。现在大多采用固定式平台或浮式平台作业。用铁管造平台,需要大量钢材,一个二十米的平台,要用上千吨钢材,100米以上的平台,要用几万吨钢材,海水对钢铁腐蚀性大,不要好久,钢管就被腐蚀得千疮百孔,不能再用,所以很不合算。采用钢筋混凝土建平台,重量大大增加,稳定性能好得多,也避免了海水的腐蚀,但装卸十分不方便,并不能减少投资。看来浮式平台是最有发展前途的,1984年,北海已建成世界上第一座浮式采油平台,耗资12.5亿美元。这种浮式平台,可以在水深200—400米的海域作业。在这个海域作业完了,还可以拖到那个海域,而且不很费力。投资虽多,反而合算。另外,还有不建平台,把整个装置设在水下,人在陆地上遥控作业,但眼下只处在研究试验阶段,还不可能广泛采用。

近30年,海洋石油生产发展很快,产量增加了20多倍,1990年达到12亿吨。2000年可能达到30亿吨,占世界总产量50%。海上开采石油比陆上耗费大得多,每吨石油,陆上开采耗费44.3美元,海上则为58.4美元,钻探费海上是陆地的5倍。尽管如此,开采石油,陆地向海上发展,浅海向深海发展,是全世界共同的趋势。开采海洋石油给许多国家带来了经济繁荣的新局面,最典型的例子是挪威。在二次世界大战前后,挪威在欧洲是一个穷国。20世纪60年代中期,在北海发现石油,1971年开始少量开采,1975年成为欧洲第一个石油出口国。1984年产石油5900多万吨,产值97.4亿美元,占挪威国民生产总值的20%。这样一来,石油生产带动了整个国家的生产。

我国近海石油资源相当丰富,一些外国学者认为我国近海是世界上未开发的最有远景的油区之一,被称为“第二个北海”,“又一个中东”,许多外国商人蜂拥而来,竞相参加我国近海的开发活动。经过普查,我国已经发现300多个可供勘探的沉积盆地,沉积岩面450多万平方公里。