中東地區挖取這麼多石油,地表會下沉嗎?


這個問題很有意思,之前的三個答案體現了三種思路。

第一種,地表由岩石和沉積物支撐,不由石油支撐,不會沉;

第二種,岩石通過骨架的和孔隙流體的共同支撐起地表。流體被弄走了,只剩下剛,則易損,會沉;

第三種,油氣開採一方面把油和地下水(油水比甚至可達1:9)抽走,另一個方面也會把提取了油氣的廢水灌回去,補充岩石的孔隙流體,及時止損,讓地層不會沉。

三個人說的都對,但也都說的不太對,或者說,是不夠全面。


第一個說法是對的,腳下的大地當然是岩石和沉積物組成的,並不是一層包裹著石油夾心的酒心巧克力殼。但是,他忽略了地層抵抗壓力的本質:骨架+流體。岩石的本質,可以理解成海綿。地下水和油氣隱藏在海綿的孔里,就像下圖中油和地下水(滷水)分布在顆粒的周圍一樣,而右圖的黑色區域,顯示了顆粒之間的孔隙。下圖左邊當然是計算機生成的模擬,但右邊可能是顆粒和孔隙的真實照片——或者至少是真實照片處理色彩後的圖像。

第二個說法也是對的,但美中不足的的有點忽略了深度。從純粹理性的角度,任何減少地下流體的行為,當然會導致地層抗壓能力的下降,讓地層被壓縮,引起地表下降。BUT,油氣生產的實質是將地下深處某一層/幾層里的流體抽出,一方面是流體減少的地層佔比少,另一方面是它們不僅少還很深,一兩千米起步,六七千米不多。縱然有那麼一點被壓縮,最後是否能引起地表下沉呢?emmmm,這恐怕還有待說道。

第三個說法就更對了,一語道破油氣生產中並不廣為人知的一個環節,但一言未盡卻也帶來了言之不確。是的,就像前文所述,油氣生產中,經常發現抽上來的東西是飄著油星的地下水。每天嘩啦嘩啦幾百噸幾千噸水的往外抽。油是寶貴的,我們會回收。但這些水嘛……

又不能喝,工業價值又通常有限,還不能排到自然水體里,甚至還要防漏,處理當然是不可能處理的,那太他媽貴了,再說也不是石油工業污染的……

最好的辦法,讓它從哪來回哪去,塵歸塵土歸土,地下水自然要歸地下。所以有了回灌井這種東西的存在。不過,回灌井並不總是讓這些水回到產出他們的地層ABCDE,而有可能是更深或者更淺的VWXYZ。

就是下面兩種都可能存在:

這些回灌井相對均勻的補充了地層的孔隙流體,讓抵抗壓力的能力,不至於下降的太厲害。

因此,真的還需要擔心石油生產引起的地表沉降嗎?


答案是要!

因為生產石油需要人和設備,人們的生活和設備的運轉需要用水。如果當地沒有充足的水源,那就會自然使用地下水。過量的使用了地下水而沒有補充的話,地層孔隙流體會流失,地層對壓力的抗性會下降,淺層含水層會被壓縮,地表會出現顯著的下沉。

不過,這就和挖石油並沒有直接的關係,而是與挖石油的人和其他生活在那裡的人有關係了。


有好多人說圖片是假的。我又查了一下,認為應該是真的。這個油田叫wilmington oil field,是美國歷史上產油最多的油田前三。

1930-1940的油田,確實算是古代油田了,注水技術應該還沒發明。

再上幾張當時的照片

可以看一下當時油井的密集程度,堪稱恐怖

這是另外一個角度的照片,可以清晰的看到地面沉降區的邊緣,以及一排突出的消防栓。為什麼美國人要把消防栓埋這麼深,我也不知道。。。

地面沉降造成嚴重的海水倒灌問題。長灘是沿海城市。

這是一張統計地面沉降指數的地圖,地圖尺寸大概有20公里見方,等高線上的數字是沉降的深度,單位是英尺,每米大約是3英尺。

事實上wilmington oil field地面沉降是一個經典案例。另一個經典案例是英國的北海油田,海底地面沉降導致一些平台出現扭曲和坍塌。

-----------------以下為原始回答------------------

說一個真實的事件。1930,40年代的時候,美國洛杉磯南邊的長灘市是著名的產油田,市區是5米一個油井。在四十年代中期的時候,產油區有非常明顯的地面沉降,最深處達到8米。

上面這張圖就是當時照的。嚴重的地面沉降導致之前的消防栓變成了電線杆。

後來通過大量注水,慢慢又把地面抬回了之前的水平。

當然,長灘有它的特殊性。表現為油層淺,岩石導通性好,產油過速。但是同時也說明,無所顧忌的產油是可以對環境產生重大影響的。

目前世界上很多大型油田(可以說是絕大多數)都不僅僅是單純產油,也同時注水。


繼續完善一下,對得起雲舞大神的贊。

結論是一般會下沉。

油層由岩石骨架和孔隙流體組成,可以認為是雙相介質。

隨著油藏的開採,孔隙壓力會降低,即便通過注水驅油,能使儲層保持一定壓力,但這個壓力一般也會低於地層原始壓力(特低壓油藏除外)。

油層上面的地層給油層的壓力不會變,會使油層的孔隙變小,導致油層被壓縮,從地表看會下沉。

此外,油層開發時間較長,尤其是注水開發後,地層岩石的一些膠結物會流失,這個具體原理我也不清楚,地層骨架的強度會降低,也會被壓縮一點。

不過不必擔心,沒啥大事,一般不會造成地質災害。我好像看到過一個數據,那個大油田地表下降半米多點,基本可以排除地下水超采。


抽油的時候會往回注水的。


謝邀,

稍微一點點是有可能的,但是會很慢性,不會很明顯。

地面不是由地下石油支撐的

說明:人家是地理學家,不是地質學家


不會,采完的油田會注水保持壓力,開採過程中也會注水提高才收率。


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