1. 海底石油通過什麼設施開采出來的
人們最早使用鑽井船來開采,後來發明了鑽井平台。最早的鑽井平台是自升式平台,缺點是作業水深受到很大限制。還有一種半潛式平台,去掉了復雜的海上平台設施,大大降低了海底石油的開采成本,並提高了海底石油開採的安全性。
海上油氣開采比陸地上復雜得多,它需要特定的支撐設備。
人們最早使用鑽井船來開采。把鑽機擱在船上進行作業,船中央開一個洞,架上高高的鑽塔。這種鑽井船的最大缺點是受海況影響太大,風浪、潮汐、海流會使船不停地搖擺、移動,給作業帶來很大困難。中國第一艘鑽井船勘探一號,就是用兩艘貨船拼裝起來的。為了減少船的搖擺,需要用6隻錨將其錨定。
後來,人們又發明了更好的辦法鑽井平台。最早的鑽井平台是自升式平台,即將幾根鋼柱插在海底,再用機械設備把平台升起來,離開海面,這樣就可以防止海浪和海流的沖擊,作業基本不受海況影響。這種平台的最大缺點是作業水深受到很大限制。因為樁腿的長度不能過長,否則平台就會不穩。
還有一種是半潛式平台,靠海面下20米左右深處的幾個大浮箱支持。這是因為在海面下這個深度,風浪總是很小的,沉在那裡的浮箱十分穩定,海面上的平台也不會有太大的搖擺。 隨著海底採油技術的快速發展,人們現在甚至可以將原來安裝在鑽井平台上的井口直接放置到海底,去掉了復雜的海上平台設施,從而大大降低了海底石油的開采成本,並提高了海底石油開採的安全性。
2. 石油是怎樣開採的
海底石油的開采海底石油的生產過程一般分為勘探和開采兩個階段。海上勘探原理和方法與陸地上勘探基本相同,也分普醒和說查兩具步驟。其方法是以地球物理勘探法和鑽井勘探法為主,其任務是探明油氣藏的構造、含油麵積和儲量。普查是從地質調查研究入手,主要通過地震、策略和磁力調查法尋找油氣構造。在的基礎上,運用地球物理分析了解海底地下岩層的分布、地質構造的類型、油氣分離穩定、原油和天然氣凈化處理、輕質油回收、污水處理、注水和注氣系統、機械採油、天然氣壓縮、火世系統、貯油及外輸系統等。�供海上鑽生產井和開採油氣的工程措施主要有:①人工島,多用於近岸淺水中,較經濟。②固定式採油氣平台,戎形式有樁式平台(台導管架平台)、拉索塔平台、策略式平台(鋼盤混凝土重力式平台)。③浮式採油氣平台:其形式又分:a可遷移的浮式平台(又稱活動式平台),如座式平台(也稱沉浮式平台)、自升式平台、半潛式平台和船式平台(即鑽井船)。b.不遷移的浮式平台,如張力式平台、鉸接式平台。④海底採油裝置:採用鑽水下井口的辦法,將井口安裝在海底,開采出的油氣用管線直接送往陸上或輸入海底集油氣設施。供開采生產的氣集中、處理、轉輸、貯存和外運的工程設施:①裝有集油氣、處理、計量以及動力和壓縮設備的平台。②貯油設施,包括海上儲油池、儲油罐和儲油船。③海底輸油氣管線。④油氣釗運碼頭,包括單點系泊裝置和常規的海上碼頭(有固定式和浮式兩種)。(《現代科學知識,熱點問題》)
3. 地下的石油和天然氣是怎麼形成的
石油和天然氣都是世界上最寶貴的能源之一,石油更是被稱為工業的血液,正是因為人類對石油和天然氣的開采,世界上的工業技術才能進步如此迅速。關於石油的形成,科學家目前還沒有一個統一的定論,一種觀點是古代動物的屍體被深埋在地下,與一些無機物結合形成了石油,另一種觀點則認為是地底下存在的某種元素與碳元素結合而成。而天然氣相比於石油更容易生成一些,天然氣是由古生物的屍體分解的有機物轉化而來,古生物的遺體被沉積物層層掩埋在地下,與空氣隔絕,經過長時間的分解變化就形成了天然氣。
石油和天然氣都被普遍認為是不可再生能源,尤其是石油,已經上升到戰略的高度,石油和天然氣缺乏的國家不得不依靠進口滿足自身的需求。石油和天然氣的大量使用在一定程度上導致了全球變暖,所以研發可再生的,污染性小的新能源迫在眉睫,如今許多國家已經開展了對新能源的研究,以此減少對石油和天然氣等不可再生能源的使用。
4. 海底石油資源是怎樣的
世界上大陸架的面積約有2700多萬平方千米。大陸架和深海(如海溝帶)之間,還有段很陡的斜坡,稱為大陸坡,已發現這里也有大量的油、氣資源。大陸坡的面積比大陸架還要大,有3800多萬平方千米。兩者合計,相當於陸地沉積岩盆地面積的兩倍。海洋的這些區域具有形成油、氣積聚層需要的最好的地質條件,通常這是地殼穩定拗曲區域,覆蓋著非常厚的沉積物,陸地的油礦與氣礦一般是與這樣的地帶聯系著的。大陸架是陸地的直接延續,大約在一萬多年前也曾經是陸地的一部分。人們對大陸架的碳氫化合物的形成規律有了比較透徹的研究。已發現深海盆地也有大量油、氣資源。
在墨西哥的深達3500多米的海淵中鑽井,探明有含油沉積岩層。因此,大陸坡將成為人們向海洋探尋油氣寶藏的場所。目前,全世界石油總產量中,將近30%來自海底。海底天然氣所佔比例接近總產量的12%。現在大部分擁有出海口的國家均在從海底尋找並開採石油與天然氣。
據估測,全世界可採石油儲量3000億噸,其中海底石油約1350億噸,迄今已發現的海洋油氣田1600多個,已有40多個國家的海域在生產石油和天然氣。幾乎所有的大陸架都成為勘探、開發石油的對象和場所,都是很有希望的海洋油氣區。
5. 現在海洋油氣資源開採的主要方式有哪些
全球海洋油氣田,指的是世界各地海洋油氣田的概況,主要關注油氣田分布情況、儲量情況以及產油量情況幾方面。到90年代,世界各地發現了約1600多個海洋油氣田,近300個已正式投入生產,其中70多個是巨型油氣田。儲量超過1億噸的有14個。在特大油田中有7個位於波斯灣。波斯灣面積近150萬平方千米,目前查明儲量120億噸,平均每平方千米其中英國日產原油達30萬噸,波斯也就成為世界上海上產油量最多的國家。常用的採油方法
一,自噴採油法:利用油層本身的彈性能量使地層原油噴到地面的方法稱為自噴採油法。自噴採油主要依靠溶解在原油中的氣體隨壓力的降低分享出來而發生的膨脹。在整個生產系統中,原油依靠油層所提供的壓能克服重力及流動阻力自行流動,不需要人為補充能量,因此自噴採油是最簡單、最方便、最經濟的採油方法。
二、人工舉升。人為地向油井井底增補能量,將油藏中的石油舉升至井口的方法是人工舉升採油法。隨著采出石油總量的不斷增加,油層壓力日益降低;注水開發的油田,油井產水百分比逐漸增大,使流體的比重增加,這兩種情況都使油井自噴能力逐步減弱。為提高產量,需採取人工舉升法採油(又稱機械採油),是油田開採的主要方式,特別在油田開發後期,有泵抽採油法和氣舉採油法兩種。在陸地油田常用抽油機,海上多用電潛泵,像一些出砂井或稠油井多用螺桿泵,此外常用的還有射流泵、氣舉、柱塞泵等等。
6. 海底石油的形成
在遼闊的海底蘊藏著豐富的石油和天然氣資源。我國有將近460萬平方公里的遼闊海域,有18000多公里的漫長海岸線,淺海大陸架開闊,渤海、黃海、東海及南海的南北兩翼都有面積廣大、沉積巨厚的大型盆地,石油和天然氣的蘊藏量極大,我國的海洋石油開采已初具規模。蘊藏在海底的石油和天然氣是有機物質在適當的環境下演變而成的。這些有機物質包括陸生和水生的繁殖量大的低等植物,死亡後從陸地搬運下來,或從水體中沉積下來,同泥砂和其它礦物質一起,在低窪的淺海環境或陸上的湖泊環境中沉積,形成了有機淤泥。這種有機淤泥又被新的沉積物覆蓋、埋藏起來,造成氧氣不能自由進入的還原環境。隨著低窪地區的不斷沉降,沉積物不斷加厚,有機淤泥所承受的壓力和溫度不斷增大,處在還原環境中的有機物質經過復雜的物理、化學變化,逐漸地轉化成石油和天然氣。經過數百萬年漫長而復雜的變化過程,有機淤泥經過壓實和固結作用後,變成沉積岩(也叫水積岩),形成生油岩層。
沉積岩最初沉積在象盆一樣的海洋或湖泊等低窪地區稱為沉積盆地,沉積盆地在漫長的地質演變過程中,隨著地殼運動所發生的「滄海桑田」的變化,海洋變成陸地,湖盆變成高山,一層層水平狀的沉積岩層發生了規模不等的撓曲、褶皺和斷裂現象,從而使分散混雜在泥砂之中具有流動性的點滴油氣離開它們的原生之地(生油層),經「油氣搬家」再集中起來,儲集到儲油構造當中,形成了可供開採的油氣礦藏,所以說沉積盆地是石油的「故鄉」。 在儲油構造里,由於油、氣、水比重不同而發生重力分異:氣在上部,水在下部,而石油層居中間。儲油構造包括油氣居住的空間--儲集層;覆蓋在儲集層之上的不滲透層--蓋層;以及遮擋油氣進入後不再跑掉的「牆」--封閉條件。只要能找到儲油構造,就可以找到油氣藏。油氣藏往往是兩種或幾種類型的油氣藏復合出現,多個油氣藏的組合,就叫油氣田。
7. 海底石油和天然氣怎樣形成的
大陸架位於淺海地區,這里是地球上海陸變遷最頻繁的地區。在千百萬年的地質時期中,地殼不斷升降,富含石油的岩層幾歷淪桑,有些上升為陸地。今天,在陸地上找到的油、氣田中,有一部分就是這樣形成的。可見,海洋和內陸湖泊本來就是石油的「故鄉」。所以,在海底找到大量油、氣藏,是毫不奇怪的。
但是,為什麼在偌大的海洋里,只有大陸架區域才有豐富的油、氣藏呢?這是由於大陸架地區的水生生物最豐富。
在大陸架淺海區,由於海浪、海流、潮汐等作用,上下攪動著整個海水層,使整個水層的溫度相差很小,空氣含量也充足,再加上水淺,陽光幾乎可射透到海底,造成了海洋微生物生長的良好環境。又由於這里離陸地很近,從陸上河流不斷送來大量的有機物,為水生生物提供了豐富的食物,所以,在這里繁殖著的海洋生物,遠比深海區要多得多。大陸架的面積在整個海洋中占的比例雖不大,但水生生物竟為開闊深海區生物總量的15倍。
另外,大陸架保存生物遺體的條件比較好,也是這里易於形成油、氣的重要條件之一。在深海中,生物屍體向海底沉降的路程漫長,在下沉途中常被氧化或被其他生物吞食,能沉到海底的所剩無幾。但在大陸架淺海區,水深只有幾米到200米左右,僅及深海的1/50~1/100,生物屍體可以較快地沉到海底,不致在途中被氧化或被吞食。同時,由於河流、風、冰川的作用,從陸地帶來大量泥砂,會把生物屍體掩埋起來。例如我國的渤海,每年從黃河、海河、遼河注入的泥砂總量高達16.6億噸左右;長江每年輸入東海的泥砂也約5億噸。而且攜來的泥砂中還富含大量有機物,更為大陸架區域形成石油的原始材料錦上添花。泥砂的掩埋,使生物屍體與空氣隔絕而不易被氧化,從而造成了有利於有機質分解變化的還原環境。所以,在大陸架沉積物中,有機質含量一般為2%~3%,而在深海中僅1%。
再者,大陸架地區貯油條件也十分優越。這是因為這里地殼長期以來下降的快慢不同,所以從大陸河流輸來的沉積物在這里沉積的顆粒大小也隨之變化。某一時期沉積了細小顆粒的黏土,它們會形成緻密的難以透水的頁岩或泥岩層,是良好的生油層,另一時期可能又會堆積粗粒砂,而成了孔隙眾多的砂岩,構成了理想的貯油層。隨著這里的地殼升降變化,地下也就形成了粗、細不同的岩層。
大多數大陸架是典型的「三層結構」,即表層、中層、底層。底層是大陸架的基底,它們都是古老的火成岩或變質岩,一般也把它叫做「岩盤」。表層是覆蓋在上部並一直出露在海底的沉積物,多是近代的沉積,又不受高壓,所以形不成岩石,仍是砂、淤泥、生物碎屑等鬆散物質。中層是覆蓋在表層之下,座於岩盤之上的沉積岩層,油、氣藏就在這層之中。這層主要是新生代的沉積層,有的地區也包括中生代的沉積層,這些沉積層由於受到上覆巨厚沉積物長期壓力的作用,成為固結或半固結狀態的岩層,如砂岩、頁岩、泥岩、泥灰岩、石灰岩等等。世界上各地大陸架的中間層差別很大,這種差別取決於各大陸架地區地殼運動的情況。現代大陸架及其附近地區,又叫大陸邊緣,它們的地質活動歷史都可分屬於截然不同的兩種類型,一種是穩定的,另一種是活動的。在長期穩定的大陸邊緣地區,沉積物不多,中間層很薄,這里不大可能形成油、氣和油、氣藏。對於活動的大陸邊緣,又有長期上升和長期下降兩種情況。在那些長期上升、處於長期侵蝕環境、至近期地質時代才下降為大陸架的地區,常常中間層缺失或很薄,因此這里也難以找到有開采價值的油、氣藏。而那些長期處於連續下降的大陸邊緣,中間層則非常厚,有的幾千米,還有的達萬米以上,由於輕微的構造作用,在這些中間層里又富有各種貯油構造。所以,這里是真正的「海底油庫」。
通過以上分析,可知大陸架區域不但有豐富的生物條件、良好的還原環境,還有理想的貯油構造,所以它得天獨厚,蘊藏了大量的油、氣。據分析,1立方千米的沉積物中所含的原油多者可到25萬噸以上。由此可以推想大陸架區域油、氣資源是何等豐富。在全世界大陸架中,沉積盆地佔了1/2以上,約有1500萬平方千米,其中有希望含油、氣的面積有500多萬平方千米,估計貯量佔全世界石油總貯量的1/3以上。
上面只是大陸架的情況。在大陸坡區域,由於坡度較陡,條件不如大陸架優越,但是,從生物條件、還原環境、貯油構造等各方面看,大陸坡也是有希望的地區,並且,海上石油勘探的實踐已證明,在這個區域確實有油、氣存在。
綜上所述,可知大陸架是名副其實的海底油庫。另外,如果和陸地的油、氣藏相比較,海底油、氣藏更有它特殊的優點。主要是油層厚度大,埋藏深度淺,岩性比較單一;又由於貯集油、氣的多是比較新的中生代到第三紀的地層,所以比較疏鬆,宜於鑽進;還由於形成貯油構造時,所受的構造作用力主要是海底擴大的張力而不是擠壓力,因而地質構造也比較完整,受的破壞不大;更由於地表為海水所淹沒,所以,油層能量一般較大。
8. 海底石油是怎樣形成的
在幾千萬年甚至上億年以前,有的時期氣候比現在溫暖濕潤,在海灣和河口地區,海水中氧氣和陽光充足,加之江河帶入大量的營養物和有機質,為生物的生長、繁殖提供了豐富的「食糧」,使許多海洋生物(如魚類以及其它浮游生物、軟體動物)迅速大量地繁殖。據計算,全世界海洋海平面以下100米厚的水層中的浮游生物,其遺體一年便可產生600億噸的有機碳,這些有機碳就是生成海底石油和天然氣的「原料」。
但是,僅有這些生物遺體還不能形成石油和天然氣,還需要一定的條件和過程。海洋每年接受160 4乙噸沉積物,特別是在河口區,每年帶入海洋的泥沙比其他地區更多。這樣,年復一年地把大量生物遺體一層一層掩埋起來。如果這個地區處在不斷下沉之中,堆積的沉積物和掩埋的生物遺體便越來越厚。被埋藏的生物遺體與空氣隔絕,處在缺氧的環境中,再加上厚厚岩層的壓力、溫度的升高和細菌的作用,便開始慢慢分解,經過漫長的地質時期,這些生物遺體就逐漸變成了分散的石油和天然氣。