每年产生多少石油?

Question

我们都知道，在人类的时间尺度上，石油本质上是一种不可再生的资源。然而，我目前正在从事一项针对高中生的活动，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将是多少)。

为了达到这个目的，有谁知道每年大概产生多少石油(在整个地壳中，不管多么难以接近)?

Answer 1

我无法提供具体数字，但希望能给你们自己的计算提供一个合理的大纲:

石油形成所需要的只是将源岩带到沉积盆地的适当深度，然后石油运移到寄主岩中。如果它在经济上有利可图(见脚注)，它就会被纳入全球储备计算。(石油沉积学Winfried Zimmerle, H. Zimmerle)

要计算石油产量，你只需要估计目前世界各地沉积盆地在这些条件下的寄主岩的体积。

正如你所看到的，地球上沉积盆地覆盖的面积惊人，所有这些盆地在产油条件下都有一定的体积。

你可能还需要一个粗略的估计，即一个平均的源岩可以产出多少石油，以及有多少石油会被困在具有经济效益的寄主岩圈闭中。也许考虑盆地类型的因素也有助于改进计算(挤压盆地有许多反形圈闭，而伸展盆地有倾斜的床层圈闭)。

我有一种感觉，地球上的石油总库存可能是一个Logistic函数。一旦所有的油阱都被注满，所有过量的油就会因运移或热量过多而流失。空的陷阱意味着石油会找到一个地方聚集。因此，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持续多久)。

我认为这将给出一个数量级的答案。有可能有人已经做了这些计算，我很想看到这些数字。

注:石油和所有资源一样，遵循矿业经济学。如果你赚了钱，你就是我的，如果你没钱了，你就离开。这也意味着，如果能赚到更多的钱，就有更多的存款值得付出。用今天的储量来计算几乎是没有用的，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石油，仅仅因为它是一种方便的化学物质(能量储存与质量、扩散率和危险性有关)。我们在菜籽油上已经有了这种情况，不幸的是，菜籽油可以以更好的价格为富裕国家的汽车提供动力，而不是养活贫穷国家的人民。

Answer 2

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

12.5%的石油和天然气来自生活在500万至3400万年前的生物。

因此，如果我们估计在人类开采4万亿桶之前的石油总量，这将是5000亿桶。

因此，粗略估计可能是每3000万年5000亿桶，或每年1.7万桶。

Answer 3

大约每年8万桶?

进行粗略估计的一种方法是假设自中生代以来石油形成的速度没有改变。绝大多数的油藏都是在过去的2.5亿年间形成的。我们只需要知道在这段时间内形成的石油总量:

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

当时的探明储量(90%的可回收概率)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(在目前的经济和技术条件下不盈利的已知油藏)的储量可能是已探明储量的4倍。我们把这个因子标记为UPFC=4。

但最大的不确定性来自于估算未知的石油储量(尚不清楚的储层)。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沉积盆地中所有的油藏，那么你只需要除以它们形成的250e6年。

因此，石油形成的平均速度为:
(CB2009 + PR2009) * UPFC * 2 / 250e6 = 11200吨/年=80000桶/年

请注意，这是平均中生代+新生代石油形成速率减去平均石油降解速率(石油在形成后通过不同的自然过程也会损失)。