⑴ 石油开发地质环境状况及其对能源开发的影响研究
石油不仅是人类主要的能源之一,也是人类环境污染源之一。据资料统计,每年有800多万吨石油进入世界环境,污染土壤、地下水、河流和海洋。随着黄土高原地区石油的大量开采利用,该地区呈现采油面积大、油井多、产量低、开发技术落后等特点。它对自然环境带来的污染日趋严重,直接影响到该地区的生态与生存条件。局部地区情况已经极为严重,已威胁到当地的农业生产和农民的生存环境。石油类物质已成为该地区的重点污染物之一,区内土壤、河流等已不同程度的遭到石油类的污染。
一、鄂尔多斯盆地主要含油气系统
鄂尔多斯盆地是多旋回的叠合含油气盆地,地跨陕、甘、宁、晋、内蒙古5省(区),面积32万km2,显生宙沉积巨厚。盆地基底为太古宙—古元古代变质岩系,中、新元古代为裂陷槽盆地,沉积物为浅海碎屑岩—碳酸盐岩裂谷充填型;早古生代为克拉通盆地,沉积物为陆表海碳酸盐岩台地型;晚古生代—中三叠世为克拉通坳陷盆地,沉积物由滨海碳酸盐岩型过渡为陆相碎屑岩台地型;晚三叠世—白垩纪为大型内陆坳陷盆地,沉积物为陆内湖泊、河流相沉积型;新生代整体上升,盆地主体为平缓西倾的大斜坡,沉积物为三趾马红土和巨厚的风成黄土;周缘有断陷盆地发生和发展。盆地内已勘探开发的4套含油气系统均属地层-岩性油气藏。
1.上三叠统延长组岩油藏含油系统
最早勘探开发的延长组含油系统烃源岩以延长组深湖相及浅湖相黑色泥岩、页岩和油页岩为主,生烃中心分布在盆地南部马家滩—定边—华池—直罗—彬县范围,油源岩最厚达300~400m,有利生油区面积达6万km2(图3-3),储集岩围绕生油凹陷分布,北翼缓坡带有定边、吴旗、志丹、安塞和延安等5个大型三角洲及三角洲前缘砂体,南翼较陡坡带则发育环县和西峰等堆积速率较快的河流相砂体及水下沉积砂体。储渗条件靠裂缝及浊沸石次生孔隙改善,圈闭靠压实构造,遮挡靠岩性在上倾方向的侧变。
2.下侏罗统延安组砂岩油藏含油系统
延安组砂岩油藏以淡水—微咸水湖相沉积的上三叠统延长组烃源岩为主要油源岩,属混合型干酪根;以沼泽相煤系沉积的侏罗系延安组为辅助烃源岩,属腐殖型干酪根,陕北南部的衣食村煤系更以含油率高为特征。三叠纪末期,印支运动使鄂尔多斯盆地整体抬升。在三叠系顶部形成侵蚀地貌,以古河道形式切割延长组。规模最大的甘陕古河由西南向东北汇聚庆西古河、宁陕古河和直罗古河,开口向南延伸(图3-4)。印支期侵蚀面的占河道切割了延长组,成为油气下溢通道,溢出侵蚀面的油气首先向古河床内的富县组和延安组底砂岩运移和聚集,也向延安组上部各砂岩体及古河床两侧的边滩砂体中运移、聚集,以压实构造和大量岩性圈闭为其主要圈闭形式。
图3-3 鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组沉积期沉积相图
3.奥陶系马家沟组碳酸盐岩含气系统
鄂尔多斯盆地奥陶系陆表海浅海碳酸盐岩的烃源岩主要为微晶及泥晶灰岩、泥质灰岩、泥质云岩及膏云岩,厚达600~700m。生烃中心:东部在榆林—延安一带,西部在环县—庆阳一带,产生腐泥型裂解气。加里东运动使鄂尔多斯盆地整体抬升,经受130Ma的风化剥蚀,导致奥陶系顶面形成准平原化的古岩溶地貌,盆地中部靖边一带分布有南北走向的宽阔潜台,周缘有潜沟和洼地,在上覆石炭系煤系铁铝土岩的封盖和东侧奥陶系盐膏层的侧向遮挡双重作用下,古潜台成为天然气运移聚集的大面积隐蔽圈闭(图3-5)。
4.石炭-二叠系煤系含气系统
鄂尔多斯盆地石炭系为河湖相和潮坪相沉积,二叠系为海陆过渡相和内陆河湖相沉积,以碎屑岩为主,仅石炭系有少量碳酸盐岩。烃源岩主要为石炭系太原组和下二叠统山西组的煤系,显微组成为镜质体与丝质体,干酪根属腐殖型,煤层气的组分以甲烷为主。北部东胜、榆林地区煤层厚20m,暗色泥岩厚50~90m,范围约7万km2;南部富县、环县地区煤层厚5~10m,暗色泥岩厚10~100m,范围约6万km2。储集体以砂岩为主,主要物源区在北部大青山、鸟拉山一带,各层砂体叠置,蔚为壮观。山西组沉积中心位于盆地南部洛川—庆阳一带,以盆地北部砂体最发育,共有6条大砂体向盆地内延伸,各条大砂体内部受古河网控制,呈现复杂的条带状。储渗条件靠裂缝及后生成岩作用改善,圈闭靠压实构造及上倾方向的岩性遮挡。
图3-4 鄂尔多斯盆地早侏罗世甘陕古河示意图
二、石油开发引起的主要地质环境问题
(一)石油类污染物的产生
在石油的勘探开发过程中,从地质勘探到钻井及石油运输的各个环节中,由于工作内容多,工序差别大,施工情况复杂,管理水平不一,以及设备配置和环境状况的差异,使得污染源的情况比较复杂。石油开采的每一个环节都可能产生石油类污染物(图3-6)。
石油开采不同作业期所产生的石油类污染物具体描述如下:
1.钻井期
在油田进行钻井作业时,会产生含有石油类污染物的钻井废水及含油泥浆。这是钻井过程中,由冲洗地面和设备的油污、起下钻作业时泥浆流失、泥浆循环系统渗漏而产生。废水含抽浓度在50~1200mg/L之间,水量从几吨至数十吨不等。另外,有些情况下,在达到高含油层前,要经过一定数量的低含油地层,从而引起油随钻井泥浆一起带至地面。同时,一经到达高含油层,地压较高时少量高浓度油可能喷出。
图3-5 鄂尔多斯盆地奥陶系顶面古地貌图(据范正平等,2000)
图3-6 石油开采过程中石油类污染物的来源及污染途径示意图
2.采油期
采油期(包括正常作业和洗井),排污包括采油废水和洗井废水。在地下含油地层中,石油和水是同时存在的,在采油过程中,油水同时被抽到地面,这些油水混合物被送进原油集输系统的选油站进行脱水,脱盐处理。被脱出来的废水即采油废水,又称“采出水”。由于采油废水是随原抽一起从油层中开采出来,经原油脱水处理而产生,因此,这部分废水不仅含有在高温高压的油层中溶进了地层中的多种盐类和气体,还含有一些其他杂质。更为主要的是,由于选油站脱水效果的影响,这部分废水中携带有原油———石油类污染物;另外,在研究流域范围内,也存在采用重力分离等简单的脱水方法,并多见于单井脱水的油井。一般地,油井采油废水含抽浓度在数千mg/L,单井排放量平均为数十m3/d。洗井废水是对注水井周期性冲洗产生的污水或由于油井在开采一段时间后,由于设备损坏、油层堵塞、管道腐蚀等原因需要进一步大修或洗井作业而产生的含油废水。
3.原油贮运过程的渗漏
原油在贮存、装运过程中由于渗漏而产生落地原油,以及原油在管道集中输运过程的一些中间环节均有可能造成一定数量的原油泄漏或产生含油废水。
4.事故污染
事故污染包括自然因素和人为因素两种情况:自然事故包括井喷,设备故障和采用车辆运输时山体滑坡引发的交通事故而造成原油泄漏。延安地区地表黄土结构松散、水力冲刷剧烈,由于山体滑坡而导致的污染事故更为频繁。人为事故指各种人为因素造成采油设备、输油管线被破坏及原油车辆运输时,人为交通事故引起的翻车等污染事故。事故污染具有产污量大、危害严重,难以预测的特点。
(二)石油开采过程中对水土环境的影响
在石油的各个环节都可以产生污染,污染对象以土壤为主,其次为地表水体,地下水的污染以间接污染为主,在鄂尔多斯盆地没有明显指标显示石油泄漏或渗透污染了地下水,即地下水中没有检测出有石油类污染物。但在石油开发过程中,地下水的水质发生了明显变化,矿化度明显增加,其他指标也发生了很大变化。
1.对土壤的影响
(1)落地原油对土壤环境的影响
大量的泄漏原油进入土壤中后,会影响土壤中微生物的生存,造成土壤盐碱化,破坏土壤结构,增加石油类污染物含量。原油泄漏后,原油在非渗透性基岩及黏重土壤中污染(扩展)面积较大,而疏松土质中影响扩展范围较小。特别强调的是,黏重土壤多为耕作土,原油覆于地表会使土壤透气性下降,土壤肥力降低。在最初发生泄漏事故时,原油在土壤中下渗至一定深度,随泄漏历时的延长,下渗深度增加不大,根据在陇东油田和陕北油田等实地调查表明,落地原油一般在土壤内部50cm以上深度内积聚,因此,原油泄漏后主要污染土壤的耕作层。
(2)石油类污染物在土壤中的垂直渗透规律
鄂尔多斯盆地气候干燥,降雨量少,地表多为戈壁砂砾覆盖,土壤发育不良,含沙量高,因此,在该盆地进行油田开发,其产生的石油类污染物更容易沿土壤包气带下渗迁移,危害生态环境。其迁移速度决定于土壤对污染物的吸附能力。一般原油比重小于1,长期在土壤中既不是静止不动,又不类似于可溶性物质上下迅速迁移。为了弄清油类物质在土壤中的迁移状况,采用野外取样分析的方法,对石油类污染物在油田区土壤中的迁移规律进行了研究。
分别对陇东西峰油田和庆城油田的井场附近土壤剖面中石油类物质的含量进行了测定,测定结果见表3-5至表3-7。
表3-5 庆城油田石油类污染物在土层中的纵向分布情况
表3-6 西峰油田石油类污染物在土层中的纵向分布情况
表3-7 陕北安塞杏2井放喷池附近石油类在土层中的纵向分布情况
由表3-5至表3-7可知,由于土壤的吸附等作用,石油类污染物随土层纵向剖面距离的增大,其含量逐渐降低,尤其是50cm以内污染物降低得很快。石油类污染物主要积聚在土壤表层80cm以内,而且一般很难下渗到2m以下。长庆油田所在区域多为风沙土和灰棕漠土壤,颗粒较粗,结构较松散,孔隙率比较高,垂直渗透系数较一般土壤大。但由于西北各油田所在地气候干旱,降雨量少,土壤中含水率很低,使污染物的迁移渗透作用大大减弱,又很少有大量降水的淋滤作用,因此油田开发过程中产生的这些落地原油只积聚在土壤表层,渗透程度较浅,对深层土壤影响较小。
2.对地表水体的影响
鄂尔多斯油田地跨陕、甘、宁3省(区),境内主要水系有3个,即甘肃陇东马莲河水系、陕西延安延河水系、陕西靖边无定河水系。石油开发过程中这三大水系都不同程度地受到了污染。
陇东石油开发区地表水最主要的污染物是COD和氯化物,其中COD污染最严重,14个样品中全部超标,环江超标尤其严重;氯化物污染指数除葫芦河、固城川及蒲河各样点中的未超标之外,其余均超标,也以环江为最。pH值均未超标;石油类除环江韩家湾断面严重超标外,其余样品的石油类介于0.04~0.3mg/L;挥发酚除柔远河华池悦乐断面超标1倍之外,其余未超标;环江洪德桥由于地质原因,TDS含量非常高,这部分苦水下泄影响了下游水质,但随着下游水量增加,矿化度逐渐降低。
总体来看,在陇东地区环江和马莲河干流的污染最为严重的,其次是柔远河,蒲河污染最轻。环江与马莲河干流已不能满足Ⅲ类水体功能使用要求,柔远河和蒲河已不能满足Ⅱ类水体功能使用要求。
根据吴旗县水文站从1987年至1992年的水文资料(表3-8),可以看出在石油资源大规模开发前北洛河上游河水中的硫酸盐,氯离子、六价铬含量年均值已超过国家标准Ⅲ类标准,尤其是氯化物含量和硫酸盐含量超过标准2~3倍,矿化度均大于1000,大部分为高TDS水,而且总硬度在500~600mg/L之间,超标严重。
表3-8 吴旗县水文站水质监测数值统计单位:mg·L-1
洛河上游地区水质矿化度及各种盐类含量超标与洛河上游地下水补给区的白垩系、第三系(古、新近系)地层含盐有关,地下水本身矿化度或含盐量高。吴起地区的白于山南缘存在吴起古湖,干枯后形成含盐地层,在地下水补给时将大量盐分输入洛河。吴起西北方向定边地区存在大量盐池及含盐地层,盐分进入地下水向东南方向补给也不容忽视。90年代以来,石油资源大规模开发之后,TDS、六价铬、氨氮、氯化物、高锰酸盐指数、硫酸盐、总硬度等均呈明显的上升趋势,说明目前的洛河上游“高盐、高矿化度(TDS)、高硬度”是在本地较高的基础上进一步水质污染造成的。
陕北地区,石油开发区地表水体中六价铬均超标,其他重金属均未超标,挥发酚大部分都不超标,只有两个样品超标,超标分别为1.8,0.6倍,相对而言,化学需氧量和氨氮超标率大一点。氯化物超标最严重,超标率达到了63%,其次为硫酸盐,硫酸盐有一半多断面超标,接下来是硝酸盐和总磷,氟化物全部不超标。
表3-9是2006年、2007年长庆油田公司安塞油田开发区地面水中有害物监测结果。其中对环境污染最严重是石油类,最大超标32倍,硫化物最大超标120倍,挥发酚最大超标4.2倍,COD最大超标1.71倍,BOD5最大超标5.23倍。其中超标严重地点主要在王窑水库、杏子河冯庄上游。从表3-9可以看出,2007年8月监测数据超标情况比2006年4月监测数据值高。
表3-9 长庆油田公司安塞油田区地面水中有害物监测结果表单位:mg·L-1
3.对地下水的影响
鄂尔多斯盆地地下水埋藏较深,结合上述土壤和地表水体污染特征来看,落地原油和石油废水对地下水没有影响,石油开发对地下水的影响主要是注水井对地下水的影响,这主要在石油开发过程中,大量掠去地下水,改变了地下水环境。
(1)地下水污染状况
在陇东油区,各主要油田区块的地下水由于采油活动使得地下水中的指标超标严重(表3-10)。马岭油田地下水中氨氮超标最为严重,监测结果全部超标,六价铬6个监测点位中有5个超标或接近标准值;氯化物也有超标现象。华池油田地下水有1个监测点位的大肠菌群指标严重超标;各点COD均超标或接近标准值。樊家川油田地下水中氨氮、六价铬、氯化物、细菌总数、大肠菌群全部超标,其中,大肠菌群污染最为严重;另外,氟化物也有超标现象。总体上讲,属较差水质,不适合人类饮用。这些污染与石油开发有很大关系,但是也存在其他的污染因素。
表3-10 陇东油区地下水水质指标表单位:mg·L-1
总体来说,陇东油田地下水的主要污染物是COD,56.25%超过国家Ⅲ类标准,其次是氯化物,31.43mg/L;pH值未超过国家Ⅲ类标准;石油类全部未检出;矿化度变化范围为452.67~15736.00mg/L。
陕北地区石油类、六价铬、氯化物、硝酸盐、硫酸盐部分超标,其余的测试项目均未超标;个别地区石油类超标十倍多,部分井水和泉水六价铬超标,不是很严重;部分样品氯化物超标较严重,最高超标500倍。硝酸盐有1个井水样超标。泉水的pH值较大,井水次之,油层水最小(表3-11)。
表3-11 陕北地区地层水与河水TDS、硬度、氯离子含量对比表
续表
将各地的地下水与其地表水的矿化度、硬度、氯离子进行对比分析,以揭示地下水的地表水的相互关系。表中选取的河水水样是根据地层水的样点位置选取的,在地层水的附近。选取井水、泉水与相应的河流水进行对比,可以看出井水的TDS、硬度、氯离子的含量都比河水低,从其他指标看来地下水的水质也优于同一地区的地表水,这与在调查中发现的当地居民基本饮用地下水的情况相一致。
陕西靖边安塞油田位于大理河上游,从1990年到2006年,靖边青阳岔215km2的范围内先后打成近千口油井,致使这里的浅层地下水渗漏,深层高盐水上溢,地下水资源衰竭,加之民采混乱,蜂窝式的滥采,使油层、水层相互渗透污染,80%的水井干枯,部分能出水的水井水质苦涩,不能饮用。
(2)注水井对地下水的影响分析
以陇东地区为例,目前,陇东油田共有7座采出水处理厂,采出水经处理后回注地层,主要工艺流程为:沉降罐脱出水—除油罐除油—过滤—絮凝—杀菌—回注。
污水回注层位是直罗组(深度约1000m以下)。地层中夹有多层较厚的泥质粉砂岩与泥岩等弱透水层或不透水层,贯通上下岩层的导水构造极不发育,回注水不大可能突破不透水层向上部地层运移和渗透,更不可能进入潜水层与地表水。同时,直罗组砂岩层孔隙度大(19%~22%),纳水容量大,以注水井为基点,影响半径500m范围内,仅按射孔段砂岩平均厚度30m(直罗组砂岩层厚达200~340m)计算,孔隙体积约为500万m3时。可见,选择直罗组作为回注层是合理可行的,在压力驱使下采出水回注直罗组地层后,不大可能突破多层隔水层而污染地下水。
采出水在回注前必须处理达到《地下水质量标准》(GB/T14848—1993)Ⅲ类标准值,这样与深层承压水水质无明显差异,某些组分还低于地下承压水水质,故不可能对深部承压水产生不良影响。此外注水的水体是随原油的开采来自深层地层,经过原油脱水处理后,它的体积远远小于开采时含水原油体积,再返注于作业区深部地层,有利于原油采空区的填充,不大可能因此引起水文地质与工程地质条件的改变。
但是,采出水处理后一般含有较高的矿化度与硬度,并含有一定的DO,H2S,CO2,硫酸盐还原菌和腐生菌。因此在回注过程中易产生沉淀而堵塞污水处理系统及地层孔隙,导致注水不畅,严重时易造成采出水回流污染地表水及地下潜水。DO,H2S,CO2和厌氧菌还可能造成污水处理系统及管线的腐蚀穿孔,也有可能使采出水向非注水层渗漏,引起地下水污染。
通过野外调查,鄂尔多斯盆地在石油开采过程中,用处理后的污水作为回注水的量实际上很少,大部分回注水还是采油部门通过购买当地的淡水资源(TDS含量小于1.5mg/L)进行回注,该盆地需要回注水的量很大,这样大量的占用了当地极为宝贵的淡水资源。
4.对植被影响
石油勘探开发是对地层油藏不断认识发展的过程,不仅扩大了人类活动的范围,更使原先无人到达或难以进入的地区变的可达和易进入,尤其是生态环境脆弱地区,对于黄土丘陵沟壑区、戈壁风沙区来说,灌木、蒿草在维持该地区生态系统平衡方面具有很重要的作用,地表剥离引起的植被破坏,短时间内很难恢复。从用地构成看,井场、站(所)对植被是点状影响,道路、集输管道是线状影响,线状影响远大于点状影响;从用地方式看,临时用地植被可采取人工和自然恢复,永久性用地则完全被人工生态系统代替,虽然经人工植树种草,植被覆盖率上升,但可能造成遗传均化,生态系统功能减弱。
石油生产过程产生的污染物对生长在土壤上植被资源也同样产生影响,污染物超过植物耐污临界点和适应性,将导致局部脆弱生态系统的恶化。对于荒漠戈壁沙滩植被来讲,自然更新很慢,及不易恢复。一般来说,采油、试油等过程中产生的落地原油在地表1m以内积聚,在1m以下土壤中含油量很少,一般不会污染地表水层,对区域地下水基本不产生影响。油田产生的废水、含醇废水经专门收集处理达标后,除部分生活污水用于绿化外,其余全部回注奥陶系,不外排。
同样,由于石油输送是密闭式地下管道输送,也不会对植被造成影响。当原油泄漏时,在管道压力的作用下,原油喷发而出,加上自然风力影响,原油喷溅在周围植物体表上,直接造成植物污染,情况严重的造成植物枯竭,死亡。输油压力越大,喷溅范围越广,污染越严重。
三、地质环境问题对石油开发的影响
石油开采破坏生产环境、增加了生产成本、引发所在生产地居民和生产单位的矛盾。油田道路与管线的修建,对山区方向来的洪水有一定的阻挡作用,水通过自然冲沟自流而下,而道路和管线则起到一定的阻挡和汇集作用,改变洪水流向,形成局部地段较大的洪水,会产生新的水蚀。而经污染的高矿化度的水必定会加速这种水蚀,缩短了石油管线等的使用寿命。
基于石油生产及运输(管道)的特点,不会像煤炭开采一样造成比较大的较明显的地质问题(塌陷、滑坡、泥石流、荒漠化),不会形成严重的事故(如坍塌)而造成的人员及财产损失。它对地质环境的危害相对缓和(与煤炭资源开采相比)。然而其对水体、土壤、气体、作物的影响,必定会危害原本和谐的生态环境,引起当地居民的强烈不满。在没有给当地政府和居民带来良好经济效益的时候,石油的开采及炼化过程必定会步履维艰,如建设征地、劳动力雇佣等。而这些会直接减缓甚或停止生产的顺利进行,从而加大了生产成本;另外,石油开采和生产引起当地土地和水资源的损失,严重影响了当地居民的生存状态,反过来,当地群众为了夺回属于自己的土地和水资源,阻碍石油部门的开采活动。
⑵ 石油藏在地下1000多米深,是怎样被开采出来的
以前是用人挖出来的,现在是用挖机挖出来的。然后再抽出来 就是石油了。
⑶ 石油是怎么从地下发掘的
开采石油的第一关是勘探油田。今天的石油地质学家使用重力仪、磁力仪等仪器来寻找新的石油储藏。地表附近的石油可以使用露天开采的方式开采。不过今天除少数非常偏远地区的矿藏外这样的石油储藏已经几乎全部耗尽了。今天在加拿大艾伯塔的阿萨巴斯卡油砂还有这样的露天石油矿。在石油开采初期少数地方也曾有过打矿井进行地下开采的矿场。埋藏比较深的油田需要使用钻井才能开采。海底下的油矿需要使用石油平台来钻和开采。为了将钻头钻下来的碎屑以及润滑和冷却液运输出钻孔,钻柱和钻头是中空的。在钻井时使用的钻柱越来越长,钻柱可以使用螺旋连接在一起。钻柱的端头是钻头。大多数今天使用的钻头由三个相互之间成直角的、带齿的钻盘组成。在钻坚硬岩石是钻头上也可以配有金刚石。不过有些钻头也有其它的形状。一般钻头和钻柱由地上的驱动机构来旋转,钻头的直径比钻柱要大,这样钻柱周围形成一个空洞,在钻头的后面使用钢管来防止钻孔的壁塌落。 钻井液由中空的钻柱被高压送到钻头。钻井泥浆则被这个高压通过钻孔送回地面。钻井液必须具有高密度和高粘度。有些钻头使用钻井液来驱动钻头,其优点是只有 勘探石油
钻头,而不必整个钻柱被旋转。为了操作非常长的钻柱在钻孔的上方一般建立一个钻井架。在必要的情况下,今天工程师也可以使用定向钻井的技术绕弯钻井。这样可以绕过被居住的、地质上复杂的、受保护的或者被军事使用的地面来从侧面开采一个油田。地壳深处的石油受到上面底层以及可能伴随出现的天然气的压挤,它又比周围的水和岩石轻,因此在钻头触及含油层时它往往会被压力挤压喷射出来。为了防止这个喷射现代的钻机在钻柱的上端都有一个特殊的装置来防止喷井。一般来说刚刚开采的油田的油压足够高可以自己喷射到地面。随着石油被开采,其油压不断降低,后来就需要使用一个从地面通过钻柱驱动的泵来抽油。通过向油井内压水或天然气可以提高可以开采的油量。通过压入酸来溶解部分岩石(比如碳酸盐)可以提高含油层岩石的渗透性。随着开采时间的延长抽上来的液体中水的成分越来越大,后来水的成分大于油的成分,今天有些矿井中水的成分占90%以上。通过上述手段、按照当地的情况不同今天一个油田中20%至50%的含油可以被开采。剩下的油今天无法从含油的岩石中分解出来。通过以下手段可以再提高能够被开采的石油的量: 开采手段 1、通过压入沸水或高温水蒸汽,甚至通过燃烧部分地下的石油 2、压入氮气 3、压入二氧化碳来降低石油的黏度 4、压入轻汽油来降低石油的黏度 5、压入能够将油从岩石中分解出来的有机物的水溶液 6、压入改善油与水之间的表面张力的物质(清洁剂)的水溶液来使油从岩石中分解出来。 7、这些手段可以结合使用。虽然如此依然有相当大量的油无法被开采。 水下的油田的开采最困难。要开采水下的油田要使用浮动的石油平台。在这里定向钻井的技术使用得最多,使用这个技术可以扩大平台的开采面积
⑷ 石油从地下源源不断地开采,长期采下去会不会影响到地球内部结构
大家经常听到这样的一句话,那就是“石油就如人的血液”,所以很多人觉得将石油开采了,最终会导致石油稀缺或者彻底消失,所以如今全球也在呼吁减少石油的开发,但是呼吁似乎并没有什么效果,很多国家都是以石油为主产业,所以避免不了未来对石油使用或者说用尽。
所以这一来一回,地壳下的空洞似乎还赚了,因为水比油的比重稍高一些,不但采了油,顺便还回填了,因此石油开采不存在采空区!
⑸ 为什么石油需要合理开发
当石油科技人员通过地质勘探工作,把油田的大小、储量、油层性质及分布规律等自然条件基本搞清楚之后,就着手准备打开埋藏千万年的地下石油宝库,让滚滚的“黑金”为祖国的经济发展服务,这时油田也就由勘探阶段转入开发阶段了。
要开发好一个油田,就必须制定一个正确的油田开发方案,简单地说,首先要对多油层油田以含油层为基础,把油层分类排队,选定开发方式;其次要充分利用自然资源,确定保持能量方法;再者要选定合理的布井方案。
一个油田往往含有多套油层,有的多达几十层甚至上百层,而且每一个油层的性质又不完全相同,有的渗透性好、压力高、出油多,有的则出油少,有的油田采用了“一井多管开采多油层”和用封隔器把各个油层分隔开来“一井单管开采多油层”的工艺技术,尽量多采出地下的石油。
大量的生产实践表明,对不同性质的多油层,采用分别开发的方式,对提高油田采油速度和采收率有很大效果。这是因为分层(组)的油层性质比较相似,不仅减少了好油层与差油层之间的互相干扰,同时,还可以根据不同层(组)的油层性质,采用不同的注水方式和布井方式区别对待,使每个层(组)的油气开发更加合理。
布井方案就是要确定油井打在油田的什么位置上,让每口钻井都能穿透油层,尽可能多地了解、控制住地下石油与天然气的储量,而且,要使每口油井长期保持旺盛的生产能力,满足一定的采出速度,还要利于不断认识、不断调整,达到比较经济的效果,以保证更多的石油从油井中开采出来。
为了实现这一要求,就要从油田的地质情况出发,计算油田全部钻井、开采等钢材、水泥、油料等消耗费用、基建投资、劳动生产率和原油成本等,从经济效益方面来评价布井方案和开发方案是否合理。同时要综合地质条件,如油层压力、油层物理性质、油层深度去全面考虑、综合评价。
在油田的开发工程中,布井方式是最重要的内容之一,布井的方式有很多,总的讲起来可以分成两大类:第一,排状布井,也称行列布井,就是把钻井按直线一排一排地分布,或者按环状一圈一圈地布井;第二,网状布井,也称面积布井,就是把井按一定的几何图形均匀地布置在整个油田的区域内。不同的开发方式应采用不同的布井方式。
当油田的石油开采到一定程度时,为了保证油层的压力,就应有计划地向地下油层内注入水,把油从深部“托”到油井中,利于开采。对于人工注水开发方式的油气区而言,生产采油井的布井方式和注水井的布井方式相适应。通常,对于油层大面积连通、分布稳定的优质油层,采用行列注水布井方式;对于分布不稳定,形态不规则的差油层,采用面积注水布井方式,以便充分发挥人工注水作用。对于靠地下自然能量开采的油田,在选择布井方式时,要考虑油田的形状、大小和能量来源以及油层物理性质等,以便在开采过程中充分利用油层的能量(图39)。
图39油井集中控制示意图我国最大的油田——大庆油田的科技工作者与工程人员,比较正确地解决了认识油田特点与开发油田的关系,从油田的实际情况出发,制定了内部横切割的布井方式,选择了合理的井网,油田高产、稳产几十年,达到了国际先进水平。
油田一旦投入开发,地下沉睡了千万年的油藏平衡状态就会被立即打破。和石油同时封闭在岩石孔隙中的还有天然气和水,这些“孪生兄弟”在地下的运移较为复杂,而且它们的存在状态和运移特征与岩石的物理性质也存在着极为密切的关系。比如某些岩石的孔隙、裂缝较多,内部所储存的油、气、水也多,但孔隙与裂缝之间的连通若不好,大量的石油与天然气就被死死地封到了孔隙、裂缝之中,开采不出来。有的石油太粘,即使孔隙、裂缝的连通性很好,流动起来也很不容易,同样不容易开采出来。
为了及时地抓住主要矛盾,解决主要问题,就需要工程技术人员与地质人员密切配合,通过生产实践,经常进行油田的地下动态分析,用计算机进行油藏乃至全盆地的静态与动态模拟,弄清开发中哪些油砂层被地下水淹了,哪些含油的砂体还可能留有尚未采出的“死油”,进而为采出更多的石油与天然气调整方案。
天然气的开发与石油开发的原理基本相同,但天然气的流动性更强,压力突然释放往往会引起井喷和爆炸,在开采中的工作难度也会相应的增加。
⑹ 石油如何开发与利用
你好。
这个问题可是个大问题,不是一两句话就能说明白的。所谓开发,是指把地下的石油开采到地面上来。一般要经过勘探(找油藏)——钻探(打井验证)——布井(打采油井)——采油(把地下原油开采到地面上来)。
石油采到地面上来以后,要经过脱水、脱气等程序得到纯净的原油,然后由炼油厂炼出各种成品油和其它石油产品。石油开发与利用要讲究科学,能充分利用地下资源,并不能污染环境。
⑺ 石油开采需要什么样的研究工作资源评价的重要性何在
石油勘探就是寻找地下几千米深处的石油。石油工业的历史是一个真正成功的故事,而且也是一个令人倍感兴奋的故事,讲述一直在地球深处蕴藏了数百万年的、完全自然发生的流体过去、现在与未来的故事。这个美好而真实的故事从19世纪开始,当时的人们开始对石油和天然气产生了浓厚的兴趣,试图利用它们来提高自己的生活质量并为自己的子孙后代提供生活保障。同时,世界各国都在不断努力寻找可以利用的可再生能源,一些学识显赫的科学家正在勤奋地工作,努力使新能源更多地为人类所利用。为了寻找石油并获得石油产品,我们这个世界就开始了勘探与开发工作。勘探工作的着眼点在于发现隐藏在地下深处的石油和天然气田,因为石油在地下的沉积岩内形成,并通过沉积盆地的流体系统运移。石油最终会被圈闭在各种地质环境内,石油勘探队的工作就是要确定这些圈闭的位置。勘探队由地质学家和地球物理学家组成,他们通过研究岩石、矿物和古生物化石,确定有可能在哪里找到油气藏。他们还了解全球的板块构造运动,以及全球盆地在地质历史中的演化情况。他们常常会利用地震学方法,研究地球内部的声波特征。一旦确定了一个油田的位置,开发工作将随即展开。开发工作需要研究油气藏以便准确地确定地下的石油和天然气储量,并确定如何才能准确地把它们安全而有效地开采或生产出来。开发中应用的技术与勘探工作中所采用的相似,但往往会更加细致地展开,并贯穿于油田的整个生命周期。科学家们所有的研究工作都是在实验室中完成,即使所获得的否定性结论,也同样出自实验室。勘探过程中未能发现石油或天然气的井被称为干井,但它们也能使勘探家们获得极有价值的地下数千米处沉积岩的信息。
“我们在哪里可以找到石油?我们怎样找到石油?”
⑻ 在家地下发现石油 是否可以自己开采
绝对违法
石油是任何一个国家的必备的两大战略储备物品之一。
在法律上有明文规定:任何个人和团体发现石油资源必须上报政府,个人或非国家指定的石油开采机构不得私自开采、转让、出售石油资源。
只有国家有转让、开采和销售权。
中石油和中石化都是国营企业。
本身开采石油就是危险作业,一但发生井喷事故,后果不堪设想…