每年生产多少石油?

Question

我们都知道，在人类的时间尺度上，石油基本上是一种不可再生的资源。然而，我目前正在为高中生做一个活动，教他们预测人类在耗尽石油之前可以继续开采多长时间(以及可持续的开采速度是多少)。

为此，有谁知道每年大约有多少石油被创造出来(在整个地壳中，不管有多难以接近)?

Answer 1

我不能提供数字，但希望能给你一个合理的计算大纲:

形成石油所需要做的就是将源岩带到沉积盆地的适当深度，并将石油迁移到宿主岩中。如果它在经济上有利可图(见脚注)，就会被纳入全球外汇储备的计算。(石油沉积学Winfried Zimmerle, H. Zimmerle)

计算石油产量所需要的只是估计当前世界各地沉积盆地在这些条件下的主岩体积。

正如你所看到的，地球上覆盖着巨大的沉积盆地，所有这些盆地在产油条件下都有一定的体积。

你可能还需要粗略估计平均一块源岩能产出多少石油，以及有多少石油将被困在经济上有利可图的主岩圈闭中。也许考虑到盆地类型的因素也有助于改进计算(挤压盆地有很多反型圈闭，而伸展盆地有倾斜层圈闭)。

我有一种感觉，地球上的石油总库存可能是一个逻辑函数。一旦所有的油阱都被填满，所有多余的油都因运移或过热而流失。空的陷阱意味着石油会找到一个地方积聚。所以它甚至可能是一个自我稳定的系统(但不是在人类的时间尺度上，但让我们看看我们能坚持多久)。

我想这会得到一个数量级的答案。有可能有人已经做了这些计算，我很想看到这些数字。

脚注:像所有资源一样，石油也遵循采矿经济学。如果你赚了钱，你就是我的，如果你没钱，你就离开。这也意味着，如果能赚到更多的钱，就会有更多值得努力的存款。用今天的储量计算几乎是无用的，因为它们无法预测未来人们愿意为石油支付多少钱。即使采矿变得无利可图，我们也可能生产合成油，因为它是一种方便的化学物质(与质量、扩散性和危险性相关的能量储存)。我们已经用菜籽油做到了这一点，可悲的是，它可以以更好的价格为富裕国家的汽车提供动力，而不是为贫穷国家的人民提供食物。

Answer 2

根据威斯康辛大学的参考资料http://whyfiles.org/100oil/2a.html

12.5%的石油和天然气来自生活在500万到3400万年前的生物。

因此，如果我们对人类开采前的石油总量进行估计，为4万亿桶，这将是5000亿桶。

粗略的估计是每3000万年5000亿桶或者每年17000桶。

Answer 3

大约8万桶/年?

粗略估计的一种方法是假设自中生代以来石油的形成速度没有改变。绝大多数的油藏形成于过去的2.5亿年间。我们只需要知道这段时间内形成的石油总量:

到2009年，我们已经消耗了CB2009 = 1.011至1.35e11油吨。［https://phys.org/news/2009-05-oil.html]

当时已探明的储量(90%的可采可能性)为PR2009 = 2.2e11吨。［http://www.forbes.com/sites/judeclemente/2015/06/25/how-much-oil-does-the-world-have-left/ 1688 f3955dc5]

未探明(在目前经济和技术条件下不盈利的已知油藏)可能占已探明储量的4倍。让我们将该因子标记为UPFC=4。

但最大的不确定性来自于估算未知的石油储量(尚未探明的储量)。估计是分散的，甚至没有提供一个精确的数量级。例如，这取决于你如何评估这个数字:

如果你假设我们已经发现了地球上沉积盆地中积累的所有油藏的一半，那么你只需要除以它们形成所需的250 - 6年。

因此，平均产油速率为:
(CB2009 + PR2009) * UPFC * 2 / 250e6 = 11,200吨/年=80000桶/年

注意，这是中生代+新生代平均成油速率减去平均石油降解速率(石油在形成后也会通过不同的自然过程损失)。