① 石油公司探測的石油打孔一般是多深而且裡面的線都是一些什麼東西為什麼能造成塌方 求解
應該是勘探公司在你家耕地鑽了幾口淺井(不是很深也就100米左右吧),用於放炮的,也就是說放炮產生微地震把地下深處的地質情況通過地震的方式表現出來。那些線應該是用來收集地震波的,用於進行地層模擬的數據。來自石油工程專業學生。
② 我們怎麼知道石油在地下哪個地方都有哪些手段
通過石油勘探發現,所謂石油勘探,就是為了尋找和查明油氣資源,而利用各種勘探手段了解地下的地質狀況,認識生油、儲油、油氣運移、聚集、保存等條件,綜合評價含油氣遠景,確定油氣聚集的有利地區,找到儲油氣的圈閉,並探明油氣田面積,搞清油氣層情況和產出能力的過程,為國家增加原油儲備及相關油氣產品。
石油以及其他礦產的發現的辦法相同,首先是經過地質工作者進行小比例尺踏勘,劃分出地層,這種工作比較粗糙,只是對整個地區的大致了解,然後在小比例尺的地形圖上做出地質圖來(通常是用1:5萬的地形圖作為底圖),全國各省都做這樣的工作,然後在把各省的地質圖合並到一起,成為中國構造地質圖。
這是最初步的全國性的普查工作。在普查工作的過程中找到了許多礦產。分析各種礦產賦存的形式和各個地層主要賦存的礦產。做了這些工作後,奠定以後尋找各種礦產的基礎,便於指揮和安排野外地質人員的去向。
從地質的普查資料中可以得知,石油的生成賦存形式主要在古老地層中的岩石——油頁岩,凡是找到這種岩石,都會有石油的沉積,經過地表揭露後,把資料收集匯總,然後根據這些資料設計勘探鑽孔(根據地層的傾角,利用三角函數算出鑽孔的孔深)。
根據勘探的精度布置鑽孔,收集鑽探資料,測孔等工作並記錄數據,勘探的過程大楷就是如此。
至於有些地區石油賦存多,有些地區賦存少,這主要決定於石油成礦後的後期構造的作用和含油地層的出露。
從整個中國地質圖上可以分析含油構造,含油盆地等地質特徵。
做這些工作都需要專業學校畢業的人才能勝任。如地質專業,物探、水文地質、化探、勘探等。
參考資料有 陸基孟 <<地震勘探原理>>
陳小宏等 <<地震數據處理>>
朱筱敏 <<沉積岩石學>>
③ 如何知道地下有石油
進行勘探,你可以看看石油勘探的東西,我現在發一點東西給你,石油以及其他礦產的發現的辦法相同,首先是經過地質工作者進行小比例尺踏勘,劃分出地層,這種工作比較粗糙,只是對整個地區的大致了解,然後在小比例尺的地形圖上做出地質圖來(通常是用1:5萬的地形圖作為底圖),全國各省都做這樣的工作,然後在把各省的地質圖合並到一起,成為中國構造地質圖。 這是最初步的全國性的普查工作。在普查工作的過程中找到了許多礦產。分析各種礦產賦存的形式和各個地層主要賦存的礦產。做了這些工作後,奠定以後尋找各種礦產的基礎,便於指揮和安排野外地質人員的去向。 從地質的普查資料中可以得知,石油的生成賦存形式主要在古老地層中的岩石——油頁岩,凡是找到這種岩石,都會有石油的沉積,經過地表揭露後,把資料收集匯總,然後根據這些資料設計勘探鑽孔(根據地層的傾角,利用三角函數算出鑽孔的孔深)。 根據勘探的精度布置鑽孔,收集鑽探資料,測孔等工作,勘探的過程大楷就是如此。 至於有些地區石油賦存多,有些地區賦存少,這主要決定於石油成礦後的後期構造的作用和含油地層的出露。 從整個中國地質圖上可以分析含油構造,含油盆地等地質特徵。 做 這些工作都需要專業學校畢業的人才能勝任。如地質專業,物探、水文地質、化探、勘探等。
④ 石油的石油鑽探
為了將鑽頭鑽下來的碎屑以及潤滑和冷卻液運輸出鑽孔,鑽柱和鑽頭是中空的。在鑽井時使用的鑽柱(專業術語也稱做鑽具)越來越長,鑽柱可以使用螺旋連接在一起。鑽柱的端頭是鑽頭。大多數今天使用的鑽頭由三個相互之間成直角的、帶齒的鑽盤組成。在鑽堅硬岩石時鑽頭上也可以配有金剛石。不過有些鑽頭也有其它的形狀。一般鑽頭和鑽柱由地上的驅動機構來旋轉,鑽頭的直徑比鑽柱要大,這樣鑽柱周圍形成一個空洞,在鑽頭的後面使用鋼管(專業術語也稱做套管)來防止鑽孔的壁塌落。
鑽井液由中空的鑽柱被高壓送到鑽頭。鑽井泥漿則被這個高壓通過鑽孔送回地面。鑽井液必須具有高密度和高粘度。有些鑽頭使用鑽井液來驅動鑽頭,其優點是只有鑽頭,而不必整個鑽柱被旋轉。為了操作非常長的鑽柱在鑽孔的上方一般建立一個鑽井架。在必要的情況下,今天工程師也可以使用定向鑽井的技術繞彎鑽井。這樣可以繞過被居住的、地質上復雜的、受保護的或者被軍事使用的地面來從側面開采一個油田。地殼深處的石油受到上面底層以及可能伴隨出現的天然氣的壓擠,它又比周圍的水和岩石輕,因此在鑽頭觸及含油層時它往往會被壓力擠壓噴射出來。為了防止這個噴射現代的鑽機在鑽柱的上端都有一個特殊的裝置來防止噴井。一般來說剛剛開採的油田的油壓足夠高可以自己噴射到地面。隨著石油被開采,其油壓不斷降低,後來就需要使用一個從地面通過鑽柱驅動的泵來抽油。通過向油井內壓水或天然氣可以提高可以開採的油量。通過壓入酸來溶解部分岩石(比如碳酸鹽)可以提高含油層岩石的滲透性。隨著開采時間的延長抽上來的液體中水的成分越來越大,後來水的成分大於油的成分,今天有些礦井中水的成分佔90%以上。通過上述手段、按照當地的情況不同今天一個油田中20%至50%的含油可以被開采。剩下的油今天無法從含油的岩石中分解出來。通過以下手段可以再提高能夠被開採的石油的量。 1.通過壓入沸水或高溫水蒸汽,甚至通過燃燒部分地下的石油;
2.壓入氮氣;
3.壓入二氧化碳來降低石油的黏度;
4.壓入輕汽油來降低石油的黏度 ;
5.壓入能夠將油從岩石中分解出來的有機物的水溶液;
6.壓入改善油與水之間的表面張力的物質(清潔劑)的水溶液來使油從岩石中分解出來;
7.這些手段可以結合使用。雖然如此依然有相當大量的油無法被開采。
水下的油田的開采最困難。要開采水下的油田要使用浮動的石油平台。在這里定向鑽井的技術使用得最多,使用這個技術可以擴大平台的開采面積。 與一般的固體礦藏相比,有三個顯著特點:①開採的對象在整個開採的過程中不斷地流動,油藏情況不斷地變化,一切措施必須針對這種情況來進行,因此,油氣田開採的整個過程是一個不斷了解、不斷改進的過程;②開采者在一般情況下不與礦體直接接觸。油氣的開采,對油氣藏中情況的了解以及對油氣藏施加影響進行各種措施,都要通過專門的測井來進行;③油氣藏的某些特點必須在生產過程中,甚至必須在井數較多後才能認識到,因此,在一段時間內勘探和開采階段常常互相交織在一起(見油氣田開發規劃和設計)。
要開發好油氣藏,必須對它進行全面了解,要鑽一定數量的探邊井,配合地球物理勘探資料來確定油氣藏的各種邊界(油水邊界、油氣邊界、分割斷層、尖滅線等);要鑽一定數量的評價井來了解油氣層的性質(一般都要取岩心),包括油氣層厚度變化,儲層物理性質,油藏流體及其性質,油藏的溫度、壓力的分布等特點,進行綜合研究,以得出對於油氣藏的比較全面的認識。在油氣藏研究中不能只研究油氣藏本身,而要同時研究與之相鄰的含水層及二者的連通關系(見油藏物理)。
在開采過程中還需要通過生產井、注入井和觀察井對油氣藏進行開采、觀察和控制。油、氣的流動有三個互相聯接的過程:①油、氣從油層中流入井底;②從井底上升到井口;③從井口流入集油站,經過分離脫水處理後,流入輸油氣總站,轉輸出礦區(見油藏工程)。 測井工程在井筒中應用地球物理方法,把鑽過的岩層和油氣藏中的原始狀況和發生變化的信息,特別是油、氣、水在油藏中分布情況及其變化的信息,通過電纜傳到地面,據以綜合判斷,確定應採取的技術措施(見工程測井,生產測井,飽和度測井)。
鑽井工程在油氣田開發中,有著十分重要的地位,在建設一個油氣田中,鑽井工程往往要佔總投資的50%以上。一個油氣田的開發,往往要打幾百口甚至幾千口或更多的井。對用於開采、觀察和控制等不同目的的井(如生產井、注入井、觀察井以及專為檢查水洗油效果的檢查井等)有不同的技術要求。應保證鑽出的井對油氣層的污染最少,固井質量高,能經受開采幾十年中的各種井下作業的影響。改進鑽井技術和管理,提高鑽井速度,是降低鑽井成本的關鍵(見鑽井方法,鑽井工藝,完井)。
採油工程是把油、氣在油井中從井底舉升到井口的整個過程的工藝技術。油氣的上升可以依靠地層的能量自噴,也可以依靠抽油泵、氣舉等人工增補的能量舉出。各種有效的修井措施,能排除油井經常出現的結蠟、出水、出砂等故障,保證油井正常生產。水力壓裂或酸化等增產措施,能提高因油層滲透率太低,或因鑽井技術措施不當污染、損害油氣層而降低的產能。對注入井來說,則是提高注入能力(見採油方法,采氣工藝,分層開采技術,油氣井增產工藝)。
油氣集輸工程是在油田上建設完整的油氣收集、分離、處理、計量和儲存、輸送的工藝技術。使井中采出的油、氣、水等混合流體,在礦場進行分離和初步處理,獲得盡可能多的油、氣產品。水可回注或加以利用,以防止污染環境。減少無效損耗(見油田油氣集輸)。 隨著油價的飛漲,其它生產油的技術越來越重要。這些技術中最重要的是從焦油砂和油母頁岩提取石油。雖然地球上已知的有不少這些礦物,但是要廉價地和盡量不破壞環境地從這些礦物提取石油依然是一個艱巨的挑戰。另一個技術是將天然氣或者煤轉化為油(這里指的是石油中含有的不同的碳氫化合物)。
這些技術中研究得最透徹的是費·托工藝。這個技術是第二次世界大戰中納粹德國為了補償德國進口石油被切斷而研究出來的。當時德國使用國產的煤來製造代替石油。二戰中德國半數的用油是使用這個工藝產生的。但是這個工藝的成本比較高。在油價低的情況下它無法與石油競爭,只有在油價高的情況下它才有競爭力。
通過多重工藝過程這個技術可以將高煙煤轉換為合成油,在理想狀況下從一噸煤中可以提煉200升原油和眾多副產品。目前有兩個公司出售它們的費-托工藝技術。馬來西亞民都魯的殼牌公司使用天然氣作為原料生產低硫柴油燃料。南非的沙索公司使用煤作為原料來生產不同的合成油產品。今天南非的大多數柴油是使用這個技術生產的。當時南非發展了這個技術來克服它因為種族隔離受到制裁所導致的能源緊缺。
另一個將煤轉化為原油的技術是1930年代在美國發明的卡里克工藝。最新的類似的技術是熱解聚,理論上使用這個工藝可以將任何有機廢物轉化為原油。 現代石油歷史始於1846年,當時生活在加拿大大西洋省區的亞布拉罕·季斯納發明了從煤中提取煤油的方法。1852年波蘭人依格納茨·盧卡西維茨(Ignacy ?ukasiewicz)發明了使用更易獲得的石油提取煤油的方法。次年波蘭南部克洛斯諾附近開辟了第一座現代的油礦。這些發明很快就在全世界普及開來了。1861年在巴庫建立了世界上第一座煉油廠。當時巴庫出產世界上90%的石油。後來斯大林格勒戰役就是為奪取巴庫油田而展開的。
19世紀石油工業的發展緩慢,提煉的石油主要是用來作為油燈的燃料。20世紀初隨著內燃機的發明情況驟變,至今為止石油是最重要的內燃機燃料。尤其在美國在德克薩斯州、俄克拉何馬州和加利福尼亞州的油田發現導致「淘金熱」一般的形勢。
1910年在加拿大(尤其是在艾伯塔)、荷屬東印度、波斯、秘魯、委內瑞拉和墨西哥發現了新的油田。這些油田全部被工業化開發。
直到1950年代中為止,煤依然是世界上最重要的燃料,但石油的消耗量增長迅速。1973年能源危機和1979年能源危機爆發後媒介開始注重對石油提供程度進行報道。這也使人們意識到石油是一種有限的原料,最後會耗盡。不過至今為止所有預言石油即將用盡的試圖都沒有實現,所以也有人對這個討論表示不以為然。石油的未來至今還無定論。2004年一份《今日美國》的新聞報道說地下的石油還夠用40年。有些人認為,由於石油的總量是有限的,因此1970年代預言的耗盡今天雖然沒有發生,但是這不過是被遲緩而已。也有人認為隨著技術的發展人類總是能夠找到足夠的便宜的碳氫化合物的來源的。地球上還有大量焦油砂、瀝青和油母頁岩等石油儲藏,它們足以提供未來的石油來源。已經發現的加拿大的焦油砂和美國的油母頁岩就含有相當於所有已知的油田的石油。
今天90%的運輸能量是依靠石油獲得的。石油運輸方便、能量密度高,因此是最重要的運輸驅動能源。此外它是許多工業化學產品的原料,因此它是目前世界上最重要的商品之一。在許多軍事沖突(包括第二次世界大戰和海灣戰爭)中,占據石油資源是一個重要因素。
隨著國際原油的持續低迷,多家監測機構表示,截至外盤5月25日,作為我國成品油調價重要標桿的三地原油變化率跌破-4%已成定局,6月國內成品油下調也將成為板上釘釘。業內人士更表示,本輪計價期內國際原油價格大幅下滑,更將導致其他與成品油關聯性不是很強的市場,也將無法得到成本支撐,6月整個油品市場可能陷入全面疲軟。
⑤ 科學家是怎麼判斷出該處是否有石油的
石油以及其他礦產的發現的辦法相同,首先是經過地質工作者進行小比例尺踏勘,劃分出地層,這種工作比較粗糙,只是對整個地區的大致了解,然後在小比例尺的地形圖上做出地質圖來(通常是用1:5萬的地形圖作為底圖),全國各省都做這樣的工作,然後在把各省的地質圖合並到一起,成為中國構造地質圖。
這是最初步的全國性的普查工作。在普查工作的過程中找到了許多礦產。分析各種礦產賦存的形式和各個地層主要賦存的礦產。做了這些工作後,奠定以後尋找各種礦產的基礎,便於指揮和安排野外地質人員的去向。
從地質的普查資料中可以得知,石油的生成賦存形式主要在古老地層中的岩石——油頁岩,凡是找到這種岩石,都會有石油的沉積,經過地表揭露後,把資料收集匯總,然後根據這些資料設計勘探鑽孔(根據地層的傾角,利用三角函數算出鑽孔的孔深)。
根據勘探的精度布置鑽孔,收集鑽探資料,測孔等工作,勘探的過程大楷就是如此。
至於有些地區石油賦存多,有些地區賦存少,這主要決定於石油成礦後的後期構造的作用和含油地層的出露。
從整個中國地質圖上可以分析含油構造,含油盆地等地質特徵。
做這些工作都需要專業學校畢業的人才能勝任。如地質專業,物探、水文地質、化探、勘探等。
⑥ 石油和天然氣勘探過程是什麼
石油存在於地下深處,達數百萬年之久。所以,我們需花大力氣才能找到它們,找到石油和天然氣唯一的途徑就是:一直向地下鑽進,直到找到油氣藏。這些油氣藏深埋於地下,深度常常可達幾千米。石油是不可能靠盲目下鑽自己冒出來的!我們用的是鑽井技術鑽井是用鑽頭在一些固態物質(如木材或金屬)上鑽出一個圓柱形孔的過程,需鑽物的材料、鑽孔大小、鑽孔數量和鑽進時間決定著鑽具和鑽進方法的選擇。。從地表,可以試著猜猜這些油氣藏在何處並可以提出各種假設。但是,在用鑽井觸及油氣藏之前是根本無法確定他們是否存在的。找到油氣藏,假設才能被證實。勘探鑽井的費用極為昂貴,因此最好不要做出錯誤的決定。可以採用多種方法去了解具體的鑽井位置,一些技術甚至可以使我們看到地下的情況。通過匯集整個團隊的研究與工作成果,就擁有了獲得成功的最大機遇。通過勘探鑽井,根據所獲得的資料,可以做出在某一區域繼續還是停止勘探的決定。
⑦ 石油是怎麼從地下發掘的
開採石油的第一關是勘探油田。今天的石油地質學家使用重力儀、磁力儀等儀器來尋找新的石油儲藏。地表附近的石油可以使用露天開採的方式開采。不過今天除少數非常偏遠地區的礦藏外這樣的石油儲藏已經幾乎全部耗盡了。今天在加拿大艾伯塔的阿薩巴斯卡油砂還有這樣的露天石油礦。在石油開采初期少數地方也曾有過打礦井進行地下開採的礦場。埋藏比較深的油田需要使用鑽井才能開采。海底下的油礦需要使用石油平台來鑽和開采。為了將鑽頭鑽下來的碎屑以及潤滑和冷卻液運輸出鑽孔,鑽柱和鑽頭是中空的。在鑽井時使用的鑽柱越來越長,鑽柱可以使用螺旋連接在一起。鑽柱的端頭是鑽頭。大多數今天使用的鑽頭由三個相互之間成直角的、帶齒的鑽盤組成。在鑽堅硬岩石是鑽頭上也可以配有金剛石。不過有些鑽頭也有其它的形狀。一般鑽頭和鑽柱由地上的驅動機構來旋轉,鑽頭的直徑比鑽柱要大,這樣鑽柱周圍形成一個空洞,在鑽頭的後面使用鋼管來防止鑽孔的壁塌落。 鑽井液由中空的鑽柱被高壓送到鑽頭。鑽井泥漿則被這個高壓通過鑽孔送回地面。鑽井液必須具有高密度和高粘度。有些鑽頭使用鑽井液來驅動鑽頭,其優點是只有 勘探石油
鑽頭,而不必整個鑽柱被旋轉。為了操作非常長的鑽柱在鑽孔的上方一般建立一個鑽井架。在必要的情況下,今天工程師也可以使用定向鑽井的技術繞彎鑽井。這樣可以繞過被居住的、地質上復雜的、受保護的或者被軍事使用的地面來從側面開采一個油田。地殼深處的石油受到上面底層以及可能伴隨出現的天然氣的壓擠,它又比周圍的水和岩石輕,因此在鑽頭觸及含油層時它往往會被壓力擠壓噴射出來。為了防止這個噴射現代的鑽機在鑽柱的上端都有一個特殊的裝置來防止噴井。一般來說剛剛開採的油田的油壓足夠高可以自己噴射到地面。隨著石油被開采,其油壓不斷降低,後來就需要使用一個從地面通過鑽柱驅動的泵來抽油。通過向油井內壓水或天然氣可以提高可以開採的油量。通過壓入酸來溶解部分岩石(比如碳酸鹽)可以提高含油層岩石的滲透性。隨著開采時間的延長抽上來的液體中水的成分越來越大,後來水的成分大於油的成分,今天有些礦井中水的成分佔90%以上。通過上述手段、按照當地的情況不同今天一個油田中20%至50%的含油可以被開采。剩下的油今天無法從含油的岩石中分解出來。通過以下手段可以再提高能夠被開採的石油的量: 開采手段 1、通過壓入沸水或高溫水蒸汽,甚至通過燃燒部分地下的石油 2、壓入氮氣 3、壓入二氧化碳來降低石油的黏度 4、壓入輕汽油來降低石油的黏度 5、壓入能夠將油從岩石中分解出來的有機物的水溶液 6、壓入改善油與水之間的表面張力的物質(清潔劑)的水溶液來使油從岩石中分解出來。 7、這些手段可以結合使用。雖然如此依然有相當大量的油無法被開采。 水下的油田的開采最困難。要開采水下的油田要使用浮動的石油平台。在這里定向鑽井的技術使用得最多,使用這個技術可以擴大平台的開采面積
⑧ 石油的鑽井通常都有上千米深,大概的工作原理是怎樣的
通俗簡單的說吧:
能源是電力,
機械傳動,通過方鑽桿,轉動的力在地面傳給方鑽桿,方鑽桿下面是鑽桿,鑽桿下面是鑽頭,跟我們在地面上用電鑽鑽一個孔原理差不多
不同的是鑽桿之間用螺紋連接,鑽到一定深度,就得擰開中間再加一節鑽桿,這樣一節一節鑽下去,就可以達到幾千米深了。
每鑽一定深度,還得測量,有專門的測井公司,如發生偏差及時修正,
現在的鑽井水平,十分厲害,可以在直著鑽上千米深後再拐彎90度,鑽孔能拐彎這種情況,在其它行業,是完全不可能的,
⑨ 石油鑽井鑽壓怎麼確定
初始循環壓力:
壓井鑽井液剛開始泵入鑽柱時的立管壓力稱為初始循環壓力。
PTi= Pd+PL
式中Pi—初始循環壓力,MPa;
PL—低泵速泵壓,即壓井排量下的泵壓,MPa。
PL可用二種方法求得:
1、實測法。
一般在即將鑽開目的層時開始,每隻鑽頭入井開始鑽進前以及每日白班開始鑽進前,要求井隊用選定的壓料:
井排量循環,並記錄下泵沖數、排量和循環壓力,即低泵速泵壓。當鑽井液性能或鑽具組合發生較大變化時應補測。
2、溢流發生後,用關井套壓求初始循環總壓力。
緩慢開啟節流閥並啟動泵,控制套壓等於關井套壓。
使排量達到壓井排量,保持套壓等於關井套壓。
此時的立管壓力表讀值近似於所求初始循環總壓力。
(9)怎麼確定石油鑽孔地擴展閱讀:
壓井方法:
根據溢流井噴井自身所具備的條件及溢流、井噴態勢,壓井方法可分為常規壓井方法和特殊壓井方法兩類。
所謂常規壓井方法,就是溢流、井噴發生後,能正常關井,在泵入壓井鑽井液過程中始終遵循井底壓力略大於地層壓力的原則完成壓井作業的方法。
如二次循環法(司鑽法)、一次循環法(工程師法)、邊循環邊加重等方法。
所謂特殊壓井方法,就是溢流、井噴井不具備常規壓井方法的條件而採用的壓井方法,如井內鑽井液噴空後的天然氣井壓井、井內無鑽具的壓井、又噴又漏的壓井等。
⑩ 石油鑽探
【石油鑽探揭秘】
原文地址http://science.bowenwang.com.cn/oil-drilling.htm
圖文並茂推薦在原鏈接觀看。
石油的形成
石油是由1,000萬至6億年前古代海洋里死亡的微小動植物(浮游生物)殘體形成的。這些生物死後,便會沉入海底的沙里或泥里。
隨著歲月流逝,生物有機體在沉積層內腐爛了。這些地層內的氧氣很少或根本就沒有氧氣,因此殘體被微生物分解為富碳化合物,最終形成有機層。這些有機物質與沉積物混和,形成了細密的頁岩或源岩。隨著新的沉積層不斷沉積,源岩被施加了巨大的壓力和熱量,這些熱量和壓力使得有機物質成為了原油和天然氣。石油從源岩內流出,積聚在厚度更高、孔隙更多的石灰岩或沙岩(稱為貯油岩)中。地殼運動使得石油和天然氣被截留在不滲透岩層或蓋岩(例如花崗石或大理石)之間的貯油岩內。
這些地殼運動包括:
褶皺——向內擠壓的水平運動,使得岩層向上移動形成褶皺或背斜。
斷層——岩層斷裂,並發生上下相對位移。
尖滅——不滲透岩層被向上壓入貯油岩中。
尋找石油
尋找石油是地質學家的任務,地質學家或被石油公司直接僱傭,或被私人公司通過合同僱傭。他們的任務是找到正確的石油開采區——正確的源岩、貯油岩和圈閉。多年以前,地質學家的主要工作是解釋地貌、地表岩石和土壤類型,或許還會通過淺層鑽井採集一些少量的岩芯樣品。現代的石油地質學家還藉助衛星圖像來研究地表岩石和地形。然而,他們還利用各種其他的方法來尋找石油。比如,可以利用高靈敏度的重力儀來測量地球引力場中的微小變化,這些變化可以尋找到地下流動的石油;還可以利用高靈敏度的磁力計來測量由於石油流動造成的地球磁場內的細微變化;利用被稱為嗅探器的高靈敏度電子鼻,他們可以探測到烴類物質的氣味。最後(也是最常見的),他們利用地震學的知識,製造出沖擊波穿過隱藏岩層,然後對反射回地面的地震波進行分析。
在地震勘測中,製造沖擊波的方法包括:
壓縮氣槍——向水中發射空氣脈沖(用於水面勘探)
重擊卡車——向地下擊入厚金屬板(用於陸地勘探)
炸葯——在地上鑽孔放入炸葯(用於陸地勘探)或從船上向外扔炸葯(用於水面勘探),然後引爆。
沖擊波在地下傳播,並被不同的岩層反射回來。反射波的傳播速度取決於它們所穿過岩層的類型或密度。人們利用高靈敏度的擴音器或振動探測器來探測沖擊波的反射波——水上勘探利用水聽器,陸上勘探利用地震檢波器。地震學家將對探測結果進行分析,來尋找油汽圈閉區的信號。
雖然現代石油勘探技術要比過去先進很多,但是在尋找新油田時仍然只有10%的成功率。一旦發現一個富油區,其位置在陸地上將用全球定位系統坐標進行標記,水中則用標志浮標進行定位。
確定好地點之後,必須對選定地區進行勘測以確定其邊界,此外可能還需要進行環境影響研究。石油鑽探必須獲取租賃協議、土地使用資格和權利,還要進行法律評估。對於近海地區,還需要確定法律管轄權。
法律問題解決之後,工作隊開始著手陸地准備工作:
將陸地打掃干凈並鋪平,修建交通道路。
因為鑽探過程需要水,所以附近必須有水源。如果不存在天然水源,工作隊會打一口水井。
工作隊會挖掘一個儲備池,用來處理鑽探過程中產生的岩屑和鑽探泥漿。儲備池底部會鋪設塑料襯層,以保護環境。如果該地區是一個生態易受破壞地區(如濕地或荒野),那麼岩屑和泥漿必須在其他地方進行處理——用卡車運走,而不是填入坑內。
陸地准備工作完成之後,還需要挖掘幾個鑽探孔,為搭建鑽塔和鑽探主孔做准備。在真正的鑽井孔周圍挖一個被稱為圓井的矩形深坑,圓井在鑽孔周圍為工作人員和鑽井設備提供了一個工作平台。之後,工作人員開始挖掘主孔,通常是利用一個小型鑽車,而不是大型鑽塔。鑽孔的第一部分要比主體部分大一些,也更淺一些,並會鋪設大直徑的導管。在一旁挖掘一些額外的鑽探孔,用來暫時儲存設備——這些鑽探孔完成之後,就可以運入並架起鑽探設備了。
搭建鑽塔
根據鑽探區與其交通道路之間的距離遠近,來決定是利用卡車、直升機還是駁船將設備運到現場。一些在內陸水域工作的鑽塔被建在海船或駁船上,因為那裡沒有可以支撐鑽塔的地基(例如濕地或湖泊)。設備到位之後,便開始搭建鑽塔。下面是陸地石油鑽塔的主要組成系統:
動力系統
大型柴油發動機——燃燒柴油以提供主要的動力來源
發電機——以柴油發動機為動力來提供電力
機械繫統——由電機驅動
提升系統—— 用來提升重物;由一個帶有大型鋼纜軸盤的機械絞盤(絞車)、一個滑輪組和一個電纜接收存儲滾筒組成
轉盤——鑽探設備的一個組成部分
旋轉設備——用於旋轉鑽探
轉環——一個大手柄,用來支撐鑽柱的重量,使鑽柱可以旋轉,並對孔口進行耐壓密封
轉管——四面或六面的導管,將旋轉運動傳輸到轉盤或轉柱上
轉盤或輪盤——利用電機提供的動力來推動旋轉運動
鑽柱——由鑽桿(連接部分,大約10米長)和鑽環(直徑更大、更重的導管,安裝在鑽桿周圍,由鑽頭承載其重力)組成
鑽頭——鑽孔機的末端,用來實際切割岩石;會針對不同的鑽探任務和岩石構成,在眾多形狀和材質(碳化鎢鋼或金剛石)的鑽頭中選用最適合的一種
套管——安放在鑽孔內的大直徑混凝土管道,用於防止鑽孔塌陷並允許鑽探泥漿進行循環
石油學會供圖
泥漿在鑽孔內循環
循環系統——在壓力作用下用泵抽取鑽探泥漿(水、粘土、加重材料和化學物質的混合物,用來把鑽頭上的岩屑帶到地表),使之通過轉管、輪盤、鑽桿和鑽環
泵——從泥漿坑中抽取泥漿,並把它抽吸到鑽探設備中
導管和軟管——連接泵和鑽探設備
泥漿迴流管道——使泥漿從鑽孔中迴流
泥漿振動篩——通過振動或者過濾將岩屑從泥漿中分離出來
滑道——將岩屑傳送到儲備池
儲備池——收集從泥漿中分離出來的岩屑
泥漿坑——鑽探泥漿進行混合和循環利用的場所
泥漿混合槽——新的泥漿在這里進行混合,隨後送入泥漿坑
鐵架塔——安放鑽探設備的支撐框架;鐵架塔必須足夠高,以保證在鑽探過程中可以向鑽探設備上添加新的鑽桿部件
防噴裝置——高壓閥(安裝在陸地鑽塔下或海床上)用來密封高壓鑽井管道,並在必要時降低壓力以防止發生井噴(即氣體或石油不受控制地噴出地表,經常會引起火災)
工作隊搭建起鑽塔開始鑽探工作。首先,他們在最初的鑽孔位置上鑽一個表孔,該孔的深度是預定的,要高於人們所認為的石油圈閉區的位置。鑽探表孔有五個基本步驟:
把鑽頭、鑽環和鑽桿放入孔內。
安裝轉管和轉盤,開始鑽孔。
鑽孔過程中,循環泥漿不斷通過鑽桿,並從鑽頭排出,使得岩屑可以浮出孔口。
隨著孔越鑽越深,要在鑽桿上增加新部件(接頭)。
到達預定深度(從幾十米到幾百米)後,移走(取出)鑽桿、鑽環和鑽頭。
到達預定深度之後,必須插入套管並進行固定 ——將套管部分置入鑽孔內,以防止鑽孔發生塌陷。套管外圍設有定位裝置,以保證它位於鑽孔中央。
負責套管的工作人員將套管放入鑽孔中。固井隊工作人員利用底塞、水泥漿、頂塞和鑽探泥漿通過套管向下灌注水泥。來自鑽探泥漿的壓力使得水泥漿流經套管,並充滿套管外部與鑽孔之間的空隙。最後,等待水泥凝固,然後對硬度、位置和完全密封等性能進行測試。
新的鑽探技術
美國能源部和石油業都在努力尋找石油鑽探的新方法,其中包括水平鑽探技術、在生態易受破壞地區進行石油開采以及利用激光技術鑽油井。
繼續鑽探階段:工作人員進行鑽探,然後放置新套管並用水泥進行加固,之後再進行鑽探。當泥漿所含的岩屑中出現貯油岩內的油沙時,就達到了最終深度。此時,工作人員將鑽探設備從鑽孔中移出,然後進行以下幾項測試以驗證這一發現:
測井——在鑽孔內放置電子和氣體感測器來測定那裡岩石的組成
鑽桿測試——在鑽孔內放置測壓裝置,該裝置可以顯示是否已經到達貯油岩
岩芯取樣——採集岩石樣品,尋找貯油岩的特徵
井噴和火災
在電影里,會看到鑽孔機到達最終深度時發生的油噴(井噴),甚至是火災。這些都是非常危險的情況,利用防噴裝置和鑽探泥漿產生的壓力(有可能)可以避免這些狀況的發生。在大多數油井中,都必須對油井進行酸化或碎裂處理,才能使油流出。
達到最終深度後,工作人員會將油井加以完善以保證石油能夠以可控制的方式流入套管中。首先,將打孔器放入油井內的產油深度處。打孔器內裝填有炸葯,可以在套管上炸開洞孔,從而讓石油經此處流出。套管開孔後,向鑽孔內放入一根小直徑的導管(油管),作為油氣流出井外的管道。一種叫做封隔器的裝置被安裝在油管外部的底端,當封隔器設置為生產狀態時,它會發生膨脹,從而在油管外部形成一個密封圈。最後,在油管頂部連接一個被稱為採油樹的多閥結構,並將其與套管頂部結合在一起。採油樹使得工作人員可以控制井內流出石油的流速。
油井完成後,必須讓石油流入油井內。如果是石灰石貯油岩,那麼通過向油井內注入酸,可以使之通過孔洞流出。酸會使石灰石內溶解出一條可供石油流入油井的通道。如果是沙岩貯油岩,那麼可以向油井中注入一種含有支撐劑(沙子、胡桃殼、鋁粒)的特殊混合液體,然後使石油通過孔洞流出。來自此種液體的壓力使得沙岩內部產生微小的裂縫,因此石油可以流入井內,而支撐劑可以維持這些縫隙的存在。石油流出時,石油鑽塔就會從現場拆除,同時安裝生產裝置來從油井中抽取石油。
鑽塔被移走後,將在井口放置一台油泵。
加利福尼亞州資源保護部供圖
用泵在鑽井中抽油
在泵抽系統中,利用電機帶動齒輪箱來移動控制桿。控制桿不斷地推拉拋光桿,使之上下移動。拋光桿連在一個抽油桿上,抽油桿又連著泵。該系統推動泵上下移動,從而產生一個吸力將石油從井裡抽上來。
在有些情況下,石油可能會因過於粘稠而無法流動。這時工人們會再鑽一個孔到達貯油區內,然後在壓力作用下注入蒸汽。蒸汽散發的熱量會使貯油區內的石油變稀,進而利用壓力作用將石油壓出井外。該過程被稱為原油強化回收。
加利福尼亞州資源保護部供圖
石油強化回收
雖然目前正在應用的石油鑽探技術眾多,並且新的方法不斷出現,但是問題仍然存在:我們會有足夠的石油來滿足需求么?根據目前和未來的石油發現量以及當今的需求量來估計,我們的石油儲量只能滿足未來63到95年的消耗量。
鑽探
工作隊搭建起鑽塔開始鑽探工作。首先,他們在最初的鑽孔位置上鑽一個表孔,該孔的深度是預定的,要高於人們所認為的石油圈閉區的位置。鑽探表孔有五個基本步驟:
把鑽頭、鑽環和鑽桿放入孔內。
安裝轉管和轉盤,開始鑽孔。
鑽孔過程中,循環泥漿不斷通過鑽桿,並從鑽頭排出,使得岩屑可以浮出孔口。
隨著孔越鑽越深,要在鑽桿上增加新部件(接頭)。
到達預定深度(從幾十米到幾百米)後,移走(取出)鑽桿、鑽環和鑽頭。
到達預定深度之後,必須插入套管並進行固定 ——將套管部分置入鑽孔內,以防止鑽孔發生塌陷。套管外圍設有定位裝置,以保證它位於鑽孔中央。
負責套管的工作人員將套管放入鑽孔中。固井隊工作人員利用底塞、水泥漿、頂塞和鑽探泥漿通過套管向下灌注水泥。來自鑽探泥漿的壓力使得水泥漿流經套管,並充滿套管外部與鑽孔之間的空隙。最後,等待水泥凝固,然後對硬度、位置和完全密封等性能進行測試。
新的鑽探技術
美國能源部和石油業都在努力尋找石油鑽探的新方法,其中包括水平鑽探技術、在生態易受破壞地區進行石油開采以及利用激光技術鑽油井。
繼續鑽探階段:工作人員進行鑽探,然後放置新套管並用水泥進行加固,之後再進行鑽探。當泥漿所含的岩屑中出現貯油岩內的油沙時,就達到了最終深度。此時,工作人員將鑽探設備從鑽孔中移出,然後進行以下幾項測試以驗證這一發現:
測井——在鑽孔內放置電子和氣體感測器來測定那裡岩石的組成
鑽桿測試——在鑽孔內放置測壓裝置,該裝置可以顯示是否已經到達貯油岩
岩芯取樣——採集岩石樣品,尋找貯油岩的特徵
井噴和火災
在電影里,會看到鑽孔機到達最終深度時發生的油噴(井噴),甚至是火災。這些都是非常危險的情況,利用防噴裝置和鑽探泥漿產生的壓力(有可能)可以避免這些狀況的發生。在大多數油井中,都必須對油井進行酸化或碎裂處理,才能使油流出。
達到最終深度後,工作人員會將油井加以完善以保證石油能夠以可控制的方式流入套管中。首先,將打孔器放入油井內的產油深度處。打孔器內裝填有炸葯,可以在套管上炸開洞孔,從而讓石油經此處流出。套管開孔後,向鑽孔內放入一根小直徑的導管(油管),作為油氣流出井外的管道。一種叫做封隔器的裝置被安裝在油管外部的底端,當封隔器設置為生產狀態時,它會發生膨脹,從而在油管外部形成一個密封圈。最後,在油管頂部連接一個被稱為採油樹的多閥結構,並將其與套管頂部結合在一起。採油樹使得工作人員可以控制井內流出石油的流速。
油井完成後,必須讓石油流入油井內。如果是石灰石貯油岩,那麼通過向油井內注入酸,可以使之通過孔洞流出。酸會使石灰石內溶解出一條可供石油流入油井的通道。如果是沙岩貯油岩,那麼可以向油井中注入一種含有支撐劑(沙子、胡桃殼、鋁粒)的特殊混合液體,然後使石油通過孔洞流出。來自此種液體的壓力使得沙岩內部產生微小的裂縫,因此石油可以流入井內,而支撐劑可以維持這些縫隙的存在。石油流出時,石油鑽塔就會從現場拆除,同時安裝生產裝置來從油井中抽取石油。
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