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美股熔断后的“败血症”危机:如何寻找地下石油?

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说到做地球物理研究,你是不是会觉得我们都是扛着小锄头,面朝黄土背朝天,灰头土脸,满满的泥土气息?虽然这没太大毛病

但实际上——

我们可以挖矿

我们还可以找石油!


然而……

3月9日,沙特发动全面油价战争,国际原油价格大跳水,跌幅一度超30%,要知道上一次美国最大单日跌幅超过15%还是在911的那一年……

已经恐慌到这种程度了吗?


(川式微笑,虽然他现在大概不太笑得出来)

油价是经济晴雨表,暴跌意味着什么呢?最简单的理解就是投资者真的不看好市场前景啊!

众所周知,美元的世界地位也是与石油相捆绑的,欧佩克组织通过调控产量和平衡价格牢牢把控油价。但是这一情况从2018年美国一跃成为世界最大产油国时就开始悄悄逆转了……而比混乱的国际石油市场+失序的欧佩克组织更令人窒息的组合,莫过于当下:疫情适逢大选,特朗普不得不祭出减息大招稳定经济,刺激股市,这就相当于给已经危如累卵的美股还要时不时打上几针鸡血。

结果,这边正在强行续命,那边趁着国际市场恐慌抓紧时间圈墙划地的沙特和俄罗斯还在拼了命地压低价格,要知道疫情来了各地停工停产压低价格石油也卖不出去啊,病入膏肓的投资市场在两重刺激之下,就…崩…了


字里行间是白银消失的惆怅……

可是石头转念一想

价格跳水,大部分人对原油的兴趣都会衰减

何不乘此机会再探油气资源

掌握石油命脉

待价格回升的时候……

我不知道我在瞎想

那么,究竟要如何勘探石油,如何确定地下何处存在油气资源呢?

Tips1:石油的物理特点

如果地下的油气与它们周围的岩石具有类似的特征,想要从浩瀚的地下找到它们无疑是非常困难的。幸运的是,石油作为一种流体,具有很多与周围岩石不同的特性,可以利用这些特性识别它。

我们知道,当光入射到一个两侧光速不同的界面上时会发生反射;界面两侧的光速差异越大,反射光就会越强。同样道理,石油与围岩之间的界面也是类似的界面:这个界面一侧是石油,另一侧是围岩,二者的速度密度差异很大,因此它是一个强反射界面;如果有类似于光的物质入射过来,就会形成很强的反射。假设反射能够被接收到,我们就可以根据反射的强度来推断石油存在的地点和可能性

就像你在广阔的沙滩找珍珠


在阳光的照射下,珍珠的反射(实际上是珍珠面的反射)要强于它周围的沙子、杂物等形成的反射,你的眼睛通过接受到的光反射强度来识别珍珠的位置。

遗憾的是,石油藏身地下,阳光无法到达,我们靠什么代替光的角色,照亮地下呢?

答案是:

光波无法完成的任务

就交给其他波族成员吧!

Tips2: 地震波照亮地下

除了电磁波外,机械波无疑是最先跃入我们头脑的地下照明工具。事实证明机械波确实是最直观和有效的石油探测手段。我们考虑在地下激发一个机械波场!

受天然地震(earthquake)的启发,我们可以在地表附近通过爆炸、气枪等方式造成一个足够强度的小型人工地震,产生的地震波即可传播到地下,实现照亮地下的目的。如前所述,当地震波入射到油藏的界面上时,就会形成“明亮”的强反射,回到地表被我们的“眼睛”——检波器接收到。通过分析这些强反射的强度,可以判断油藏的可能性;通过读取这些强反射的到达时间,可以获知油藏的位置。

这个过程的术语叫做“成像



左:利用人工地震波探测地下油藏;

右:地下某处反射振幅分布图

(斯伦贝谢《油田新技术》)

地震波勘探的工作原理与医学成像中的B超非常相似,主要差别在于医学B超激发的是超声波,当B超诊断仪产生的超声波射入人体后,在机体的组织器官形成反射波返回到超声诊断仪中;通过处理这些反射波,即可获知相关器官信息并用于诊断。



但是!!!

要注意,石油勘探是一项动辄上千万的高成本工业活动,不能仅根据单个结果就拍板决定钻井位置和深度。人们还需要结合当地的其他数据资料,如电磁的、重力的、地质的资料,来约束勘探定位结果,尽量提高结果的唯一性。即便如此,仍然有“脱靶”的可能,造成勘探失败。


工业成本是石油勘探中的重要制衡因素

(斯伦贝谢《油田新技术》)

实际上,石油勘探中的油藏成像是一个多元约束的复杂问题,虽然靠着学术界和工业界的努力一步步趋向成熟,但仍然有诸如定位精度、工作效率等问题等着地球物理学家合力解决。

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本文由地空学院贾晓峰老师供稿

时政分析部分由国际政治专业顾翎羽撰写

参考资料及图片来源:

斯伦贝谢《油田新技术》

部分图片来源于网络

撰稿:贾晓峰、顾翎羽

美编:麦李婷

石头科普工作室出品

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