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近期，史上最贵的一届世界杯成功举办，卡塔尔这个国家也走进人们的视野，因为它的富裕！！！
广袤沙漠中的小国家这么有钱？大家都知道：石油。
为何在面积如此窄小的范围内会集中这么多油气资源？
今天，让我们踏上石油形成之旅吧。
在现代社会中
石油是比煤炭更为常用的能源
石油的形成是地球沧海桑田变迁的见证。在数亿年前海洋中生活着数以亿万计的各种生物，一年又一年，一代又一代，不知过了多少年，繁殖了多少代。它们死后，尸体沉到海底，渗入泥石之中。经过数千万年地壳的变化，又渐渐地沉积到了岩层之中。在高压之下这些尸体慢慢地分解为石油和天然气，并被岩层锁住（图1）。
图1，石油与天然气的生成
人类使用石油的历史可以追溯到6000年前。两河流域（今天的伊拉克）的先民最早使用沥青（胶状的石油）来砌墙，为木船及陶罐做防水。4000年前，古埃及人使用沥青来建造房屋与金字塔，制作家庭用具及兵器。据考证，诺亚方舟也是用沥青做防水。
我们中国的祖先们很早就用上了石油。东汉时代班固（公元32—公元92）所著的《汉书·地理志》中写到：“高奴县有洧水可燃”。
“高奴县”在现在的陕西延安一带
“洧”是延河的一条支流
“水可燃”是指洧河附近有会燃烧的水
唐代段成式（803年—863年）所著的《酉阳杂俎》讲的更为详细：“高奴县石脂水，水腻，浮上如漆，采以膏车及燃灯极明。”
“膏车”是指为车轴润滑。
宋代沈括（1031年—1095年）首先用了“石油”这个词。他的《梦溪笔谈》中讲到：“延境内有石油，…，予疑其烟可用，试扫其煤以为墨，黑光如漆，松墨不及也。…。此物后必大行于世，自予始为之。盖石油至多，生于地中无穷，不若松木有时而竭。”
“延”即延安。
他在那里用石油制墨，称为“延州石液”，流传至今。不过“生于地中无穷”却是不对的。沈括祖籍浙江钱塘，祖父、父亲、叔父都曾为官。他自己也考中进士，曾在多处为官。
1082年，他被派往陕西，任征讨西夏主管后勤的副帅，因兵败被贬。后来遇赦，但不再掌握实权。也因此有时间钻研，写下了《梦溪笔谈》等多部著作，其涉猎的内容有数学、磁学、光学、声学、化学、天文、历法、计时、地理、水利、医药、音乐等，很有建树。
图2，沈括和他的《梦溪笔谈》
现代石油始于19世纪。1823年俄国人最先在石油中提取出了煤油。
1852年，第一个油页岩矿在波兰建立。
1854年，美国耶鲁大学的教授本本杰明·西利曼（Benjamin Silliman，1779—1864）首先用蒸馏法提纯石油（参见「如虚如实说」| 酒、油、香水...原来都是这样制作而成的 ）。
1858年，加拿大阿尔伯塔省发现石油。
埃德温·德雷克
1859年美国人埃德温·德雷克（Edwin Drake，1819—1880）在宾夕法尼亚州的泰特斯维尔镇（Titusville）打出了第一口油井（图3）。大部分的石油都是埋在地下的，漫出地面的石油很少。因此人们不得不挖井来开采石油。
但井很难挖深。德雷克的成功是一个碰巧。他出生于一个平民家庭，只受过几年的教育。辗转换了几份工作后，他在铁路公司找到了一份稳定的工作。但在1857年时患病，不得不退休。休养了一年后，他觉得身体好多了，开始做点生意。
当时照明最好用的是鲸鱼油（因此世界上的鲸鱼被残杀了一大半）。德雷克在铁路公司工作过，有一张无限次免费的火车票。他利用这张免费车票之便，贩卖鲸鱼油。
一天，他在酒店中遇到了宾夕法尼亚岩油公司的老板。老板正在招人去泰特斯维尔镇开采石油。因此德雷克当上了经理。
泰特斯维尔镇附近常有石油渗出，不少人曾经去开采，但都未能成功。德雷克也遇到了种种麻烦，但是他一直坚持下去。他想到了一个方法：每钻3米就放入一个钢管，并在钢管周边灌入水泥，保证井壁的稳定。这个方法沿用至今，可惜他没有申请专利，未能因此致富。
1859年8月，他告诉公司钱已经用完了，要公司继续给钱。公司回信叫他停工，散伙回家。信尚未到他手中，井钻到了21米深处石油喷涌而出。他那一口井每天产油25桶（4.0立方米)，几天的产量就相当于一艘捕鲸船几年的收获（因此鲸鱼不至于被灭绝）。
一时间整个美国都爆发了石油热。泰特斯维尔镇更是门庭若市。德雷克在泰特斯维尔镇又钻了两口井后转到德克萨斯州，但不久旧病复发，不得不回到泰特斯维尔镇休养。泰特斯维尔镇见他贫病交加，给了他一个丰厚的年薪，他才得以安度晚年。
图3，埃德温·德雷克（前右）和他的油井
1861年，俄国人在巴库（现属于阿塞拜疆）建立了油田及炼油厂。不久，波兰和罗马尼亚等地都有了油田。
但美国的石油工业发展得更快。这要归功于洛克菲勒和他的标准石油公司（Standard Oil，在中国叫做美孚）。
J·D·洛克菲勒
J·D·洛克菲勒（J. D. Rockefeller，1839⎯1937）是个商业天才。他的父亲是一位普通的公司职员。他中学毕业后读了一年的商业学校，15岁开始工作。他先是服务于一家运输公司，几年后开始自己创业。
1870年，他和他的弟弟及一个朋友一起成立了标准石油公司。他们首先投资建立了炼油厂。美国好几个州都有油田，炼油厂遍地开花。但绝大多数效率低，质量差，浪费严重，而且污染严重。洛克菲勒从提高效率着手，尽可能地利用能源及原材料，也因此改善了质量并减少了浪费。由于效率高，他的产品比别人的都便宜，很快就占领了市场的制高点。
接着，他通过并购与投资逐步扩张，先是独霸美国市场，接着在欧洲击败有着地理优势和俄国政府支持的巴库石油公司，并占领了中国和印度市场。
他不仅有自己的油田和炼油厂，而且还有自己的销售网络和运输团队，在十数年间就发展成为世界最大的石油公司。他的油为全世界无数家庭带来了光明，他也因此成为世界首富。
图4，J·D·洛克菲勒
洛克菲勒为人冷峻、喜怒不形于色。他知人善任，尤其善于把握时机。他有一句名言：“成功的要诀就是把平常的事情做得非常好（The secret of success is to do the common things uncommonly well）”。
1898年，60岁的洛克菲勒开始淡出商圈。他不好虚荣和奢华，只是低调地做慈善事业。他捐赠了5.5亿美元（相当于今天的100亿美元）给学校、教会和医院。这在当时是世界上最大的捐赠款项。
他捐赠并冠名的洛克菲勒大学（Rockefeller University，原名Rockefeller Biomedical Institute）是世界上最早的生物医学研究中心，至今已出了24位诺贝尔奖获得者。
到了20世纪初，美国的汽车工业起飞。石油工业更加突飞猛进。
汽车为什么要用石油呢？
汽车（参见「如虚如实说」| 能量与能量转换之热能（四））必须自带燃料。因此燃料的比重（单位体积的重量，单位为：千克/立方米，kg/m³），单位能量（单位重量所含有的能量，单位为：百万焦/千克，MJ/kg），及能量密度（单位体积所含有的能量，单位为：百万焦/立方米，MJ/m³）非常重要。
从表1可以看到，从石油中提取出的汽油或柴油不但比重轻（因此携带方便），而且单位能量和能量密度都很高（能够提供更多的能量）。其效率远高于酒精、煤炭和木材（电池与氢能源将另外介绍）。
表1，各种能源的能量密度表
1911年，美国政府通过了针对标准石油公司的反垄断法案。标准石油公司不得不分拆成多个互不统属的公司。
1920年，全球的石油需求激增。世界上的石油公司巨头们组成了“七姐妹”联盟，包括：
- 英国波斯石油公司（今天的英国石油公司）；
- 海湾石油公司（大部分成为英国石油公司的一部分，其他部分并入雪佛龙）；
- 加州标准石油公司（今天的雪佛龙）；
- 德士古公司（后来成为雪佛龙的一部分）；
- 荷兰皇家壳牌石油公司；
- 新泽西标准石油公司（后来成为埃克森）：
- 纽约标准石油公司或索科尼（美孚，与埃克森公司合并成为埃克森美孚）。
其中雪佛龙、埃克森美孚、英国石油公司都是从标准石油公司衍生出来的（图5）。
图5，洛克菲勒遗留下来的石油公司
“七姐妹”联盟不但掌握着技术，而且富可敌国。
在1920—1970五十年间，扼守着全球能源的命脉。
1961年，石油输出国组织（Organization Of Petroleum Exporting Countries，OPEC）成立，“七姐妹”的垄断才慢慢开始衰退。
到了21世纪，中国经济开始起飞。世界经济格局再次为之一变。表2是2021年全球最大的十家石油公司。
表2，2021年世界十大石油公司
石油的主要成分包括碳（83—87%），氢（10—14%），氮（0.1—2%），氧（0.05—1.5%），硫（0.05—6.0%）和各种金属（< 0.1%）。天然气的主要成分包括甲烷（60—90%），乙烷（0—20%），丙烷（0—20%）等。
石油加工大致分5个步骤（图6）：
- 蒸馏（distillation），这是最基本的一步，其目的是将石油分解成不同成分的油料（参见「如虚如实说」| 酒、油、香水...原来都是这样制作而成的）；
- 裂解（cracking），这是标准石油公司最早开发出来的技术，旨在将大分子的油料裂解小分子的油料，以提高性价比，后来改进为催化裂解（catalytic cracking）；
- 重整（reforming），这一步的目的是让燃油更加高效，也是用催化的方法；
- 处理（treating），这一步的目的除去燃油中的硫、氮及重金属，使燃油更加清洁；
- 混合（blending），这一步是混合不同档次的油料，并加入添加剂，最后制造出标准的油料（如95号汽油、97号汽油等等）。
图6，现代石油加工过程
石油除了用作燃料（汽油、柴油、航空汽油、燃料油……）外，还可用来制作塑料、化学纤维、人造橡胶、家具、油漆、胶水、化妆品……因此有一个专门的学科叫做“石油化工”。我们的衣食住行都离不开它。
石油与天然气都是有限的化石能源。根据2020年的统计，全世界的石油储量为1.73万亿桶（275万亿升），而目前的年产量约为350亿桶。预计50年之内石油资源就会枯竭。全世界的天然气储量为188百万亿立方米，而年产量为4.1百万亿立方米，预计45年内天然气资源也将会枯竭。
此外，每燃烧1桶石油会产生317千克二氧化碳，每燃烧1立方米天然气会产生1.86千克二氧化碳。
全人类都在关注石油。
图7，海上油气田与海岸石油化工厂