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石油开采的延层和长层是什么意思

发布时间: 2025-05-02 20:24:43

A. 原油价格是波动很厉害的

政局动荡和石油贸易的全球化使得石油价格对所有新闻消息都格外敏感。原油价格的这种敏感性对于来自炼油厂的最终石油产品来说更为重要,如汽油和柴油。但是,你在加油站所付的费用则要大大高于石油产品的成本价。为什么会有此差别?这是消费者所在国家的税收政策所造成的。对于欧洲的德国、法国、意大利和英国等国家对石油产品的税收的平均水平可达石油产品销售价格的四分之三之多。在美国,石油产品的税收仅为销售价的四分之一,这就是美国的石油产品比欧洲的要便宜得多的原因。很不幸的是,便宜的油价并没有促使消费者去节约能源,在三个重要欧洲国家的市场上,石油产品的税收为9%~27%。

石油需求高度依赖于全球宏观经济条件,所以这也是确定价格的一种重要因素。一些经济学家认为,高油价已经给全球经济增长造成了负面影响资料来源:《欧佩克能源报告》,2007;《MEED》,2008。。欧佩克力图将油价维持在一个将其成员作为一个整体而最佳收益的水平上,这被一些观察家认为是一种“决斗的挑战书”。

2007年底,全球探明的石油储量已达119531800万桶,其中92714600万桶,或占77.6%的石油资源由欧佩克成员掌控着。2000年,全球的石油总需求量为每天7600万桶,2008年,全球经济继续增长,石油需求量增至每天8750万桶,到2010年达9060万桶/日,预计到2020年每天的石油需求量将接近10320万桶。

油气开发的合作者。石油合同的毛利润基本是在三方参股的合作伙伴之间分享的。这三方为:(1)石油或天然气的生产国;(2)勘探权的拥有者;(3)为油田的勘探和随后的开发提供资金的投资者。在绝大多数情况下,油气资产都是国家的。国家从石油和天然气工业获得极其丰厚的矿权使用费、利润和矿权税收。勘探所需的土地面积(英亩)可以通过拍卖获得,而且往往以租赁的形式转让给出价最高的人或企业。然而,这种卖方索价往往以打包的形式委托给那些主权国家。一份买卖股票的协议会在勘探方面投入一定量的资金,投入数千米的地震勘探作业,或者计划钻探一定数量的井。当勘探所需土地面积落实以后,财政部门常常就会与一些生产企业联合起来共享合同,而且这种合作往往都是固定的。租借的期限变化很大,但标准协议书的有效期限为25年或15年,在一些特殊情况下,这种合同的有效期将会大大缩短。

石油与天然气投资的整体观。对于重大石油或天然气工程的投资规模需达数十亿美元。如此巨额的费用意味着只有那些资本最为雄厚的公司才可能拥有工程所需的技术与财政资源。即使这些公司拥有足够的资金,它们也常常会与其他公司合作,以求限制或分散风险。在石油工业中,只有投产后获得了以桶计或以吨计的石油和以立方米或英热单位计的天然气时,油气公司才能真正获利。

为了分担勘探钻井的风险和相关费用,目前多流行由多家合作者分担勘探土地的方式。负责钻井作业的公司称为作业者,其他一些参与该项目的公司则称为油田参与者。全世界各国对石油与天然气工业的掌控程度大相径庭,但基本都是由以下内容构成的:

开采权开采权可以被定为是从资产或每销售单元一种固定价格的物品衍生出来的总的或纯销售百分比,但还有其他类型补偿度量制。一种开采权的利息是收集未来的开采权费用数据的参照,它常常在石油工业和绝大多数工业中使用,用来描述对一个给定的租借期未来的生产与总收入所有权的百分比,它可以从资产的原始拥有者中剥离出来。:现金支付或为矿权所有者支付利润。许多分成合同(PSC)并不包括开采权。通常,利润的范围为4%~17%,而且可能会根据生产速度给出一个降低范围。

回收成本:绝大多数分成合同允许作业者回收勘探、开发以及总产量或总收入中的部分资金(在利润被瓜分并被征收捐税之前),然而,回收成本就是获得成本油,其构成费用为:(1)作业费用;(2)资本投入(支出费用);(3)财政支出费用;(4)在前些年中尚未被回收的成本。

石油成本=作业费用+资本投入+财政支出费用+尚未被回收的成本

在成本回收之后所剩余的收入就是在承包人和其合伙人、国家之间划分利润油(对此,精确的定义取决于PSC术语)。

利润=石油收入-石油成本

分包商常常与累计生产、返还率或石油退税政策累计税收与累计价格之比。有关。此举的目的为在油田生命周期的早期阶段,给予承包者高额的利润。有时,如果价格上升到某一水准,承包者的利润就会减少,此时就会出现价格上限。一定比例的进口石油必须以低于市场价在国内市场上出售(如印度尼西亚的情况)。作业者所占用的利润油可以成为国家一般性税收的一部分,在某些情况下,可以作为特殊的石油税(如石油收入税石油收入税(PRT)是一种在英国直接收取的税种。1975年,根据石油税收法案(Oil Taxation Act)实施此项政策,这是在Harold Wilson的工党政府重返政坛之后出台的法案,此后不久即爆发了1973年的能源危机。此后,英国大陆架的油气勘探开展,目的在于使“国家更加获利”,这也促进石油公司对资本投资进行“合适返还”。PRT是对英国本土和英国大陆架上“利润极大增加”的石油与天然气勘探的征税。经过特殊允许,PRT对石油开采所征收的税率已达50%。PRT的征税可以作为单个石油与天然气田税收的参照物,所以,与开发和运营一个油田相关的费用就不能与其他油田所产生的利润相区分开来。PRT于1993年3月16日被彻底废除,所有油公司和开发中的油田都赞成此举,但此后PRT依然为油田存在了下去。与此同时,PRT的比率从75%减到了50%,但是许多针对勘探与评价经费的PRT的税收都减免了。)。石油税收常常是十分特殊的。一些国家实施退还石油税率(ROR)返还率(ROR)或称投资返还率(ROI),或有时就称返还,是指相对于投资金额对一项投资所获得的与损失的资金之比。获得的或损失的资金量可以作为利息、利润/损失或净收入/损失来看待。投资的资金量可以作为资产、资本、原则或投资的成本基数。ROI常用百分比而不用小数表示。的政策。提速生产作为连续的ROR的起征点。这种措施能够引起政府的极高参与并获得极大的盈利,还能够导致在生产与价格的特定增长下的NPV下降。

“评估石油价格范围的最佳方式就是去观察将石油、天然气和石油产品送往市场的单位价格。”

分成合同及其运作政府与石油作业者(承包商)之间的合同,包括勘探、开发和运输的过程。。政府或国家的参与可以现金或现货石油的方式进行。许多税收的管理体制都是基于分成合同(PSC)产生的,据此,国家将会把石油和天然气的所有权收归国有。绝大多数分成合同也有一些浮动的条款,它们取决于生产率、石油价格、储集层的深度与形成时代。

“石油合同如何运作?”

下图是一个分成合同的典型实例,表示政府或国家的平均返还以及与公司或承包商或油田作业者的工作关系。

中东地区一个品质良好油田的单元成本一个油田就是一个拥有从地下开采石油的大量油井的区域。石油储集层延伸的面积很大,可能会达几百平方千米,在整个油田区域内分布着大量的勘探与开发井。此外,可能会有一些探井打到了油田的边缘,用管线可以将石油从那里运至加工厂。由于油田可能会远离居民区,因此建成一个油田的物流供应网极为复杂。如工人们不得不工作数日或数年,并需要在油田安家落户。反之,居住与设备也需要电力和水,在严寒区的管线可能需要加热。如果无法利用,人们会将多余的天然气烧掉,这将需要大量炉具和排气管,还需管线将天然气从井口送达炉具处。

“在石油工业界,欧佩克的平均生产成本最低,其部分原因在于欧佩克成员拥有丰富而且易于开采的油气资源。”

储量接替是上游工业发展情况的另一个重要评价指标。储量预测也是一门科学,而且,随着新信息的不断获得,储量预算也将发生变化。各石油公司都会尽力管理自家的储量并不断修订(一般都会增加)。一家油气公司在一个给定的时间段内已经完成了自己所有的储量接替工作,而一旦发现储量有下降的趋势,油气公司就会对自己的账目进行审核。无论是勘探与开发成本还是储量接替率完全可以各自核算。显然,在一些极端情况下,那些大幅度削减勘探预算的石油公司将一无所获,并会因油田的枯竭而不复存在。而那些勘探投入巨资的公司将在未来获得较高的储量接替率和生产率。

在最有利的情况下(良好的中东地区油田),采油的利润将可达成本的6~15倍,这远高于其他工业的利润。这种巨大的利润使得石油工业在全球的工业界独领风骚。

石油储量与石油峰值。常规石油储量包括用现有的技术手段一次、二次或三次采油技术从井孔内采出的石油量。但并不包括从固体或气体中抽取获得的(如沥青砂、油页岩、天然气液化处理或者煤的液化处理)液体。石油储量可以分为探明(proven)储量、预测(probable)储量和可采(possible)储量。探明储量是指总量中至少90%~95%的资源,预测储量可达总资源量的50%,而可采储量则仅为总资源量的10%~50%。目前的技术手段可以从绝大多数井中采出约40%的石油。一些推测认为,未来的技术将可以采出更多的石油。但迄今为止,人们在计算探明储量和预测储量时都已将未来的技术能力考虑进去了。在许多重要产油国中,大量的储量报告并未被外部的审计核实确认。绝大多数容易开采的石油资源都已被发现了。

油价的增长促使人们在那些投资更高的地方进行油气勘探,如超深钻井、超低温条件下钻井,以及环境敏感区域或需要用高科技开采石油的区域。每次勘探的低发现率必将造成钻采工具短缺、钢材涨价,在这种复杂的背景下,石油勘探的总成本势必增加。全球油田发现的高峰值出现在1965年,其主要原因在于世界人口的增加速度快于石油的生产速度,人均生产的峰值出现在1979年(1973—1979年期间,为上升后的稳定水平阶段)。20世纪60年代,每年的石油发现量也达到了峰值,约为550亿桶。从那以后,这一数值就持续下降(2004—2005年间仅为120亿桶/年)。1980年储量出现峰值,当时的石油生产首次超过了新的发现量,虽然用一些创新的方法对储量进行了重新估算,但仍然难以精确地估计储量。

夸大的储量。全球的油气储量是混乱不清的,而实际上是言过其实的。许多所谓的储量实际上是资源。它们并未被确定,既没有得到,也无法开采,而仅仅是一种估算,在全球12000亿桶(1900亿立方米)的探明储量中,约3000亿桶应该被修订为探明资源量。在石油峰值数据的预测中,一个困难就是对那些探明储量进行评估时因定义模糊而出现的误差。近年来,人们已经注意到关于“探明储量”被耗尽的许多错误信息。对此,一个最好的实例就是2004年壳牌公司20%的储量突然不翼而飞的丑闻。在绝大多数情况下,探明储量是由石油公司宣布的,也可由石油的生产国和消费者们宣布。这三方都有夸大他们探明储量的理由:(1)石油公司可能会以此提高自己潜在的价值;(2)石油生产国欲以此进一步强化自己的国际地位;(3)消费国的政府可能会寻求自己经济体系内和消费者之间的安全与稳定。2007年能源观察组织(Energy Watch Group,缩写EWG)的报告表明,全球的探明储量加预测储量为8540亿?12550亿桶(若按目前不再增长的需求量计算,可供全球使用30~40年)。对欧佩克报道数据进行详细的分析就可发现巨大的差异,这些国家夸大自己的储量很可能出于政治原因(特别是在没有实质性发现的时期)。有70多个国家也跟风,纷纷夸大自己可用于开采的储量。因此,最高预测就是12550亿桶。分析家认为,欧佩克成员的经济刺激着它们夸大自己的储量,因为欧佩克的配额系统允许那些拥有较多储量的国家增加自己的产量。如科威特在2006年1月向《石油情报周刊》(Petroleum Intelligence Weekly)提供的报告称,该国的储量480亿桶中仅有240亿桶为“探明储量”。然而,这一报道是基于科威特的“秘密文件泄密”情报而做出的,而且也未被科威特官方否认。此外,以前所报道过的第一次海湾战争中被伊拉克军人烧掉的15亿桶储量也没在科威特的石油储量中得以反映。另一方面,官方调查分析家们认为,石油公司一直希望造成一种假象,以便提高油价。2003年,一些分析家指出,石油生产国是了解它们自己储量的,目的就在于抬高油价。

B. 石油产业的基本特征是什么

石油工业从诞生到现在的近一个半世纪里,经历了翻天覆地的变化,除了表现出一般工业发展的基本规律和特征之外,更由于石油资源本身的特殊性和石油工业重要的经济、政治、军事意义,呈现出如下特征。
(1)高投入、高风险、高回报。
由于石油资源在地下蕴藏情况的复杂性和人类科学技术水平的限制,石油勘探迄今仍是一项需要极大资金投入而未来收益具有高度不确定性的风险投资行业。但也正是因此,石油工业成为一旦成功就能获得极大投资回报的高利润行业。正所谓高投入、高风险、高回报。
第二次世界大战结束时,一般勘探井(野猫井)的成功率仅为1%,但一旦获得成功,所获利润同投资的比率可以高达千倍之多。直到今年,即使技术最为先进的西方大石油公司每年所钻勘探井的成功率平均也仍不到50%。除了上述商业风险外,石油公司还会面临潜在的政治风险,例如资源国政府做出对石油公司投资和经营环境不利或预料之外的政策调整(产权、财政政策等的改变)。即使如此,石油公司仍然愿意“铤而走险”,决不会放过任何一个可能的机会。因为,石油工业的利润是如此巨大,成为各家石油公司无法拒绝的诱惑。甚至在东道国要求获得风险勘探后利润的85%~90%的情况下,国际各大石油公司依然会坚持在该国从事油气业务。这也表明了石油勘探和开发中的利润是多么可观。
(2)产业垄断性。
同其他行业相比,石油行业形成集中垄断的时间最早、垄断程度较高、企业规模较大。西方最大的50家垄断工业公司中,石油及与石油相关的企业占据了30多家。而在2006年世界500强的前10名中,石油公司就占据了5席之多。并且,石油行业的资本密集度和石油开采的高额成本也成为许多公司想进入该行业的天然壁垒。从某种意义上讲,石油产业的垄断性特征与其投资巨大、风险较高、利润极丰的基本特征密切相关。除非资金雄厚、技术人才密集的大型或特大型企业或是借助于国家资本的企业集团,一般的企业很难经营得起。
一个多世纪以来,石油公司通过垄断形成的垄断价格赚取了巨额利润。事实上,从19世纪70年代直到今天,国际石油价格在某种意义上一直都是“垄断价格”。
19世纪70年代中叶,洛克菲勒集团率先完成了对美国和世界石油工业的独家垄断,并在1882年组成了资本主义世界里的第一个托拉斯。此后,虽然这一独家垄断局面由于其他垄断集团的出现而进入了“寡头垄断”、“垄断竞争”或“不完全竞争”阶段,参与成员也不断变化,但其基本的性质却始终未变。尤其是在1928—1973年这一段时期,石油七姊妹对国际石油产业进行了长达45年之久的垄断统治,左右国际石油价格,对行业的发展产生了十分重大的影响。70年代中期,以OPEC为主的第三世界石油资源国收回石油主权后,曾一度出现过OPEC主导世界石油价格的局面。直到1986年之后,才逐渐形成了美、英等发达国家的主要跨国石油公司与OPEC中的沙特阿拉伯等六个主要国家共同影响国际石油行业的寡头垄断局面。
然而,这种垄断又恰恰是在激烈的竞争过程中形成的。垄断非但没有消灭竞争和斗争,反而使竞争和斗争更加激烈。这种竞争和斗争主要包括垄断集团同广大的中小生产者的竞争和斗争,垄断集团同力图挤入垄断者行列的新兴起的大石油公司间的竞争和斗争以及各垄断集团之间的竞争和斗争。
(3)资源不可再生性和分布不均衡性。
石油产业属于资源采掘型产业,生存发展受到石油资源的约束。主要反映在两个方面:一是因为石油资源的有限性及不可再生性;二是一块油藏的产量具有随着开采而逐步递减的规律。这意味着其可持续发展必须依靠新增储量的接替,其成长性也体现在这一点。因此,石油资源占有量对于各家石油公司以至各个国家的重大意义不言自明。
然而,世界油气资源分布极不均衡。以OPEC为代表的少数产油国占据了世界绝大部分的已探明油气资源。而世界石油的主要消费地则是石油储量相对较少的发达国家和发展中国家。这种石油产、销之间的地域性差别,构成了极为复杂的石油地缘结构,使得石油产业同国际政治产生了千丝万缕的联系,并由此引发了一系列的问题与冲突。
(4)战略属性。
进入20世纪以来,石油逐渐成为世界军用、民用各类交通工具不可替代的能源,尤其是在第二次世界大战以后,进一步成了许多国家的主要能源和新兴的石油化学工业的重要原材料,是各国经济、政治、军事及日常生活稳定的基础和保障。但由于石油资源的有限性和不可再生性,以及资源分布的不均衡,使得各国对石油资源的争夺愈发激烈,其战略属性由此凸显。
从1859年世界现代石油工业建立到19世纪末,石油不过是一种新兴的作照明用的矿物燃料。19世纪80年代前后,人类发明了以石油为能源的内燃机。随后在19世纪80年代到20世纪初,人类相继发明了以燃油内燃机为发动机的汽车、飞机等新型交通及军事运载工具和武器,并把石油用作战车、军舰的燃料。石油成了平时关系到一国的综合国力,战时关系到一国胜败存亡的重要战略物资,成了各大国必争的资源。第二次世界大战后,石油的重要军事地位进一步加强,同时由于其用途扩大到发电、采暖等许多方面,在各国一次能源消费中所占比重逐步上升,成为世界主要能源。随着科学技术的进步,石油和天然气又成为世界新兴的、关系到各国社会生活各个方面及产值以千亿美元计的石油化工工业的主要原料,更成了各国须臾不可短缺的重要物资。因此,石油的商品属性日渐淡化,而其关系到一个国家整体经济与国防安全的战略属性却日益增强。
(5)政治属性。
由于石油及其产品的广泛用途,关系到一个国家的国计民生,因而决定了其具有很强的政治属性。第二次世界大战之后的半个多世纪中,特别是进入21世纪以来,保证本国石油供应、取得石油资源和建立本国的石油工业已成为各国政府密切关注的重要问题。
除美国外,世界各主要发达国家的石油工业和主要的石油公司基本上都是在各国政府的大力扶植甚至直接参与下建立起来的,并且从一开始就直接或间接地负有保证本国石油供应的明确责任,例如,英国石油公司、法国的道达尔公司和埃尔夫公司以及意大利的埃尼集团等,至于曾经发挥过重大作用的日本石油公团则更是日本政府设立的一个为保证日本石油供应的官方机构。即使一贯被认为是私人公司的美国石油公司,其所开展的每一项重大海外活动也无不是秉承美国政府的意志并且在美国政府的政治、经济、外交甚至军事的大力支持下才得以发展的。此外,以OPEC为主的各发展中国家的石油公司,绝大多数也都是这些国家为维护本国利益而建立起来的国有公司。
实际上,从21世纪开始以来,世界石油工业的活动和发展已同世界各国对内对外的各种经济、政治、社会、外交、军事政策和活动紧密地联系在一起,成为各国实现本国国家目标的一种重要工具。世界上没有不支持本国石油工业发展的国家,也不存在不靠国家的支持而建立和发展起来的石油工业,由此就必不可免地造成了各国政府的石油政策及其每一重大变动,必然迅速地对这些国家的石油工业和石油市场,乃至世界石油工业和国际石油市场产生重大的影响。
(6)科技是决定石油工业发展和命运的根本力量。
科学技术的进步,从根本上改变着石油工业的面貌。19世纪中叶,由于当时科学技术的局限性,石油仅能作为一种照明用的普通矿物资源。随着内燃机等重大科技发明,石油的重要价值才被逐步发现,成为整个20世纪至21世纪人类社会不可替代的重要能源。因此,可以说相关产业的科技水平成了石油工业发展的前提条件。

1860—2005年世界原油产量变化趋势而石油工业自身的科技水平也同样主导着石油工业的命运。第一次石油科学技术革命发生在20世纪20—30年代,石油工业由初始阶段进入了大发展时期。先进技术的使用,使石油勘探与开采从仅仅利用油气苗、山沟河谷的露头确定井位,发展到在背斜理论指导下找油开井的阶段,原油产量大幅提升,也极大地带动了石油及相关行业的发展。
时间全球年产油量新理论新技术第一次技术革命1920—1930年由9437万吨上升至19316万吨石油地质由找油苗露头转入地下,开始采用地震反射波法,发现一批背斜构造油藏;采油以MER(最大有效产量)概念为主;钻井以内燃机作为动力,有了牙轮钻头第二次技术革命1960—1970年由10亿吨上升至20亿吨板块构造理论、有机地球化学、现代沉积学的进展发现一批岩性地层油藏;开始应用计算机;二次采油以强化注水为主,有了油藏工程概念;热采工业化;钻井采用喷射钻井,开始有定向井,海上油田出现新技术革命当代维持30亿吨左右计算机、信息技术影响深远,油气系统、盆地模拟、油藏描述、数值模拟大量采用;水平井、分支井技术得到发展;地震分辨率不断提高,非地震勘探方法重新兴起;化学驱油在中国取得突破;海洋石油大发展;全球信息高速公路、互联网络的应用,数字化虚拟现实技术的引入将使科技面貌大改观

三次技术革命及其给世界石油产业带来的变化20世纪60—70年代,在世界主要发达国家,石油逐渐取代了煤,成为各国最为重要的能源。石油工业的科技创新也层出不穷,形成石油“新技术群”,极大地促进了行业的发展,使石油工业经历了第二次科学技术革命。
自80年代中期开始,以信息技术应用为主要特征,并与生物工程、新材料技术相结合的第三次技术革命一直延续至今,并仍在向纵深发展,其影响将更加深远。
随着石油生产向深度和广度发展以及科学技术自身的进步,仅靠单一学科已很难解决客观实际问题,这就要求加强多学科的综合和各有关部门之间的配合,多学科工作团组概念随之出现。多学科工作团组一般由地质、地球物理、油藏工程、钻井工程、测井、采油和地面工程人员组成,并组织研究、协调各部门之间的配合,实施各种调整方案。在石油开采日益复杂的今天,这种方式具有极大的优势,尤其是在老油田开发和提高采收率的应用方面越来越受重视。很多油田都因此取得了明显的产量和经济效益提升。
综合集成在现代石油科技中意味着从企业组织各个部分,综合原始数据和信息,将不同人员的知识、技能和思想有机地集成起来,在较少的时间内做出更好的决策。能做到这一点的企业凭着发达的信息整合处理能力,大大提升了运营效率,控制运营成本,并成为具有极强竞争力的石油企业。
此外,盆地模拟、油藏表征、油藏经营、高分辨率地震勘探、三维及四维地震勘探、层析成像、核磁测井、油气混相输送、油气生产自动化与优化运行、远程生产、深海作业等新概念、新理论、新工艺、新方法层出不穷,使石油技术革新进步达到了前所未有的速度,深刻影响了石油工业的生产、经营以至工作方式和思想观念,极大地改变着今天石油工业的面貌。

C. 油田的开发方式有哪些

随着石油科学和开采技术的发展,油田开发方式也在不断进步。在19世纪后半叶和20世纪初,主要以消耗天然能量的方式进行开发油田。直到20世纪三四十年代,人工注水补充能量的开发方式才逐步发展起来,成为石油开发史上的重大突破。但是,目前并不是所有的油田都采用注水开发,而是有多种开发方式,归纳起来有以下几种。

一、利用天然能量开发利用天然能量开发是一种传统的开发方式。其优点是投资少、成本低、投产快。只需按照设计的生产井网钻井,无需增加采油设备,石油依靠油层自身的能量就可流到地面。因此,它仍是一种常用的开发方式。其缺点是天然能量作用的范围和时间有限,不能适应油田较高的采油速度及长期稳产的要求,最终采收率通常较低。利用天然能量开发可分为以下几种方式。

1.弹性能量开采油层弹性能量的储存和释放过程与弹簧的压缩和恢复相似。油层埋藏在地下几百米至几千米的深处。开发前油层承受着巨大的压力,因此在油层中积蓄了一定的弹性能量。当钻井打开油层进行采油时,油层的均衡受压状态遭到破坏。油层岩石颗粒和孔隙中的液体因压力下降而膨胀,将部分原油推挤出来,流向井底喷至地面。随着原油的不断采出,油层中压力降低的范围不断扩大,压力降低的幅度不断增加,油层中的弹性能不断减少。一般的砂岩油藏,靠弹性能量仅能采出地下储量的1%~5%。

2.溶解气能量开采在日常生活中经常可见到这样一种现象,当打开汽水或啤酒瓶盖时,汽水或啤酒会随着气泡一起溢出瓶口。这是因为在制造汽水、啤酒时,加压使汽水、啤酒中溶解了一定数量的二氧化碳气体。当打开瓶盖时,瓶内压力下降,二氧化碳的溶解度减小,很快从汽水、啤酒中分离出来,同汽水、啤酒一起涌出瓶口。溶解气能量开采就是利用这个原理。打开油层开始采油后,油层压力降低。当其压力低于饱和压力时,在高压下原来溶解在原油中的天然气就分离出来,以自由的气泡存在。在向井底流动的过程中,由于压力越来越低,气泡体积不断膨胀,就沿着油层把原油推向井底。

在利用溶解气能量的开采过程中,由于气体比原油容易流动,往往是气体先溢出来。溶解在原油中的天然气量大幅度减少使原油变得越来越稠、流动性越来越差。当油层中溶解的天然气能量消耗完后,油层中还会留下大量的原油。因此,只依靠溶解气能量开采,一般只能采出原始储量的百分之十几。

3.气顶能量开采有些油田在油层的顶部存在气顶。油田投入开发后,含油区的压力将不断下降。当这一压力降传递到气顶时,将引起气顶发生膨胀,气顶中的气体就会侵入到储存原油的孔隙中,将原油驱向生产井井底。

4.水压驱油能量开采水压驱油分为边水驱动和底水驱动两种形式,如图4-11所示。无论是边水驱动还是底水驱动,地下油层必须与地面水源沟通,开采时才能得到外来水源的补充。如果油田面积小、水压驱动条件好、水的补给量与采出的油量平衡,那么在开采过程中油田的产油量和地层压力就可以在较长时间内保持稳定,可以获得较好的油田开采效果和较高的最终采收率。但实际中绝大多数天然水压驱动的油田,外界水源的补给都跟不上能量的消耗,因此开采效果不很理想。

表4-2不同面积井网的井网参数

早期进行面积注水开发时,注水井经过适当排液即可转入注水,并使油田投入全面开发。这种注水方式实质上是把油层分割成许多小单元。一口注水井控制一个单元,并同时影响周围的几口油井。而每口油井又同时在几个方向上受注水井影响。显然,这种注水方式的特点是采油速度较高,生产井容易受到注入水的充分影响、见水时间早。

采用面积注水方式的条件是:第一,油层分布不规则,多呈透镜状分布;第二,油层的渗透性差,流动系数低;第三,油田面积大,构造不够完整,断层分布复杂;第四,可用于油田后期的强化采油,以提高采收率;第五,虽然油田具备切割注水或其他注水方式的条件,但为了达到更高的采油速度,也可采用面积注水方式。

2.人工注气人工注气是在油田开发过程中,用人工方法把气体注入油层中,以保持和提高油层压力。人工注气分为顶部注气和面积注气。顶部注气就是把注气井布置在油藏的气顶上,向气顶中注气以保持油层压力;面积注气是根据需要按某种几何形状在油田的一定位置上部署注气井和采油井,进行注气采油。

三、开发方式的选择对于具体油田,开发方式的选择原则是:既要合理地利用天然能量又要有效地保持油藏能量,确保油田具有较高的采油速度和较长的稳产时间。为此,我们必须进行区域性的调查研究,了解整个水压系统的地质、水文地质特征和油藏本身的地质—物理特征,即必须了解油田有无边水、底水,有无水源供给区,中间是否有断层遮挡和岩性变异现象,油藏有无气顶及气顶的大小等。

当通过预测及研究确定油田天然能量不足时,则考虑向油层注入水、气等驱替工作剂。

注入剂的选择与储集层结构及流体性质有密切关系。当储集层渗透率很低时,注水效果通常较差,油井见效慢。若储集层性质均匀、渗透性好、水敏性粘土矿物少、原油粘度低,注水开发效果就好。当断层或裂隙较多时,注入流体可能会沿断裂处窜入生产井或非生产层。因此,必须搞清断层的走向和裂隙的发育规律,因势利导,以扩大注入剂的驱替面积。

开发过程的控制,即开发速度也会对驱动方式的建立产生重大影响。开发速度过大,由于外排生产井的屏蔽遮挡作用,往往使内部油井难以见效。也可能造成气顶和底水锥进、边水舌进,影响最终采收率。开发速度过小又满足不了对产量的要求。

实施人工注水、注气还要考虑注入剂的来源及处理问题。注水必然要涉及水质是否与储集层配伍以及环保等问题。注入冷水、淡水可能会对地下温度、原油物性及粘土矿物产生影响。因而需要考虑是否要加添加剂、是否要进行加热预处理等。

显然,向油层注入驱替剂会增加油田的前期投资、设备和工作量。因此,需要对采取该措施所能获得的采收率和经济效益进行预测。

人们最初向油层注水,是当油田开采了相当长的时间,天然能量接近枯竭的时候,为了进一步采出油层中剩余的原油而进行的。这种做法称为晚期注水。在长期的油田开发实践中,人们发现保持油层压力越早,地下能量损耗就越少,能开采出的原油也就越多。于是就有意识地在油田开发初期向油层注水以保持压力,这种方法叫早期注水。目前,世界上许多油田都采用了早期注水。我国的大庆油田,在总结了国内外油田开发经验和教训的基础上,根据本油田的特点,在油田开发初期就采用了边内切割注水保持油层压力的开发方式。生产实践表明:由于油层压力保持在一定水平上,油层能量充足,油田产量稳定。

由于水的来源广、价格便宜、易于处理,而且水驱效果一般比溶解气驱等驱动方式好,我国有条件的油田都采用注水方式开发,并取得了显着的经济效益。它是我国现阶段科技水平的产物,今后有待于进一步发展。此外,为了实现有效注水,还应采取多方面的措施,尤其是工程工艺方面的措施,以提高水驱效果。

总之,人工保持油层压力的方法,要根据油田的具体情况来确定。

D. 鄂尔多斯能源基地能源开发概述

一、煤炭开发现状概述

鄂尔多斯以煤炭资源丰富而着称,已探明储量2300亿t,约占全国总储量的1/6,内蒙古自治区的1/2,如果计算到地下1500m处,总储量约有1万亿t(王再岚,2005)。

(一)鄂尔多斯煤田分布状况

鄂尔多斯煤田地跨陕、甘、宁、晋、内蒙古5省(区),是我国最大的多纪煤田,按地域大致分为7个含煤区:

1.鄂尔多斯东缘含煤区

位于晋、陕两省交界处,基本上沿黄河分布,北至晋、陕、蒙交界,南止禹门口附近,东界大致在偏关—离石—蒲县一线,相当于煤层露头位置,西界在禹门口—绥德—佳县—神木一线,煤层垂深2000m。南北长450km,东西宽50~100km。地理坐标东经110°15'~111°30',北纬35°55'~39°36'。包括陕西府谷、吴堡与山西河东煤田河津、保德、偏关、离石、柳林、乡宁共8个矿区/煤产地,含煤面积18813.7km2。主要含煤地层为石炭-二叠纪太原组与山西组。太原组与山西组煤的煤类从长焰煤到无烟煤均有。

预测可靠级资源量1194.12亿t,可能级372.42亿t,推断级390.41亿t。埋深1000m以浅的资源量626.09亿t,其中可靠级601.95亿t。

2.鄂尔多斯北部含煤区

位于内蒙古西南,鄂尔多斯高原北部。北至黄河河套南缘,东至晋蒙交界的黄河向南拐弯处,西至贺兰山西麓,南止蒙陕省区界,地理坐标东经106°40'~111°30',北纬37°38'~40°13'。包括准格尔、东胜煤田及乌兰格尔煤产地,含煤面积62368.5km2

该区含煤地层为石炭-二叠纪太原组、山西组与中侏罗世延安组。太原组为中灰、特低硫煤;山西组为中灰、特低硫煤;太原组为中灰、中硫煤;延安组为低灰、特低硫优质不粘煤。

全区预测资源量可靠级2627.3亿t,可能级6794.68亿t。埋深浅于1000m资源量985.83亿t,其中可靠级951.14亿t。

3.陕北含煤区

位于陕北中部,西北至陕蒙交界,与鄂尔多斯北部含煤区相连,东南至中侏罗世延安组与晚三叠世瓦窑堡组煤层的可采边界,地跨神木、榆林、横山、靖边、定边、吴旗、子长、安塞、延安、富县等市(县)。地理坐标:东经107°15'~110°45',北纬36°05'~39°16'。该区包括新民、神北、榆神、榆横、安边、定边6个煤产地,以及子长三叠纪煤田的子长、牛武煤产地,含煤面积28765.1km2

含煤地层为中侏罗世延安组与晚三叠世瓦窑堡组。其中延安组煤为特低磷、中、高发热量的不粘煤和长焰煤。

全区10个预测区预测可靠级资源量853.18亿t,可能级12.07亿t。埋深1000m以浅的资源量252.43亿t,其中可靠级240.36亿t。

4.鄂尔多斯西部含煤区

位于甘肃东部及宁夏东南的固原、灵武及盐池地区,地理坐标:东经106°25'~108°40',北纬35°25'~38°20',包括甘肃华亭煤田及安国—峡门、庆阳、砂井子及宁夏固原、盐池、灵武—马家滩等6个煤产地,含煤面积21818.14km2

含煤地层为石炭-二叠纪山西组与中侏罗世延安组。山西组煤为中灰、特低硫气煤。延安组煤多为低—中灰、低硫长焰煤。

全区预测资源量可靠级1819.65亿t,可能级685.58亿t,推断级168.63亿t。埋深浅于1000m资源量218.54亿t,其中可靠级68.88亿t。

5.桌子山、贺兰山含煤区

位于宁夏北部,北跨内蒙古桌子山与阿拉善左旗,南至韦州,沿黄河两侧分布,包括宁夏萌城、韦州、石沟驿、横城、石炭井、石嘴山市及内蒙古阿拉善左旗、桌子山8个煤田、煤产地。地理坐标东经:105°46'~107°11',北纬37°07'~39°52'。含煤面积4752.28km2

含煤地层为石炭-二叠纪太原组、山西组与中侏罗世延安组。石炭-二叠纪煤以焦煤与贫煤无烟煤占多。太原组煤为中灰、中硫、低磷、高热值动力、炼焦用煤。山西组煤以中灰、特低硫煤为主。延安组煤为低—特低灰、特低硫、高热值烟煤、无烟煤,汝箕沟优质无烟煤驰名中外,为特优质无烟煤基地。

全区预测资源可靠级296.32亿t,可能级318.49亿t,推断级111.14亿t。埋深浅于1000m的预测资源量208.98亿t,其中可靠级117.55亿t。

6.渭北含煤区

位于渭河北岸,关中平原东北部。东以黄河为界,与鄂尔多斯含煤区南端的山西乡宁煤产地相邻,南部及西部分别至嵯峨山、将军山、尧山、露井一线与嵯峨山—凤凰山一线的石炭-二叠纪含煤地层底界露头线,北至太原组埋深-1300m标高。含煤区东西长200km,南北宽30~55km,含煤面积8010.6km2。地跨韩城、澄城、合阳、白水、蒲城、洛川、黄陇、宜川、宜君、铜川、黄陵、旬邑等12个市(县)。地理坐标:东经107°55'~109°35',北纬39°45'~36°05'。渭北含煤区即渭北石炭-二叠纪煤田,自东而西分为韩城、澄合、蒲白、铜川等4个矿区。含煤地层为石炭-二叠纪太原组、山西组。

19个预测区预测可靠级资源量105.57亿t,可能级113.05亿t,推断级194.63亿t。埋深1000m以浅的资源量102.08亿t,其中可靠级89.91亿t。

7.黄陇含煤区

位于陕西中西部,鄂尔多斯盆地南缘。北起陕甘边界,南至中侏罗世延安组剥蚀露头线,东至葫芦河,西止陇县峡口,地跨黄陵、旬邑、彬县、永寿、麟游、凤翔、千阳、陇县等县,地理坐标:东经106°35'~109°15',北纬34°46'~35°05'。黄陇含煤区即黄陇煤田,自东而西有黄陵、焦坪、旬耀、彬长、永陇5个矿区、煤产地,含煤面积5230.5km2

含煤地层为中侏罗世延安组,煤类多为中低灰、低硫、低磷长焰煤、不粘煤与弱粘煤。

10个预测区预测可靠级资源量40.64亿t,可能级27.70亿t,推断级30.36亿t。埋深1000m以浅预测资源量68.34亿t,其中可靠级40.64亿t。

(二)鄂尔多斯煤矿区分布状况

鄂尔多斯能源基地煤炭开采区主要分布黄土高原的陕西韩城—铜川—彬长—黄陵等渭北煤矿区、陕西神府及内蒙古东胜煤矿区,甘肃的平凉华亭煤矿区,宁夏的灵武、石嘴山、石炭井煤矿区,内蒙古乌达、乌海、包头石拐煤矿区等。其中侏罗纪煤矿区主要分布在陕北的焦坪、彬长、黄陵、神北、新民、榆神矿区和蒙西的东胜矿区,这些矿区储量丰富,煤质优良,煤层埋藏浅且稳定,构造简单,是我国21世纪前期主要煤炭开发区。

(三)鄂尔多斯煤炭资源开发状况

该区煤炭资源开发程度较高,盆地所跨五省区均不同程度地对区内煤炭进行了开发利用,煤炭产能超过200万t/a的主要煤矿区有6个,宁夏的石炭井产能589万t/a,乌达289万t/a和石嘴山270万t/a;陕西的铜川521万t/a,韩城365万t/a。盆地内陕西省的煤炭企业有70多个,但一半以上为小型煤矿。2000年煤炭产量达3156万t。甘肃省的陇东区位于鄂尔多斯盆地的中西部,目前开发利用的煤田主要有华亭县华亭煤田和崇信—华亭县安口新窑煤田。两个煤田2002年产量达823万t。宁夏位于盆地的煤炭企业100多个,以小型矿山为主,占90%以上。2002年煤炭产量达到1531万t。在内蒙古位于鄂尔多斯盆地内的大中型企业共有40家,2001年产量达3671万t(李新玉,2005)。

二、石油资源开发现状

鄂尔多斯盆地是一个富含石油、天然气、煤炭、煤层气及砂岩型铀矿的大型综合能源盆地。盆地内石油总资源量85.88亿t,其中可采储量约24亿t,探明程度仅20%;天然气总资源量10.70万亿m3,探明储量1.18亿万m3,拥有苏里格、乌审旗、靖边、榆林4个探明储量超千亿立方米的世界级大气田。

(一)勘探历程

盆地的石油勘探历史悠久,陕北的延长油矿是我国发现最早并投入开发的油田。从1907年延长县钻探的我国大陆第一口石油陆井(延1井)算起,石油勘探历经95年的漫长岁月,可分为6个发展阶段。

1.初始勘探阶段(1907~1949年)

这一阶段长达42年之久,经历了清末官办(1907~1911年)、中美合办(1914~1919年)、民国官办(1932~1934年)和陕甘宁边区政府办矿4个时期。许多中外地质学家对盆地进行过石油地质调查,但工作零星,主要限于陕北浅油层分布区,累计钻探浅井52口,进尺1.2994万m,采油6035t。

2.区域勘探阶段(1950~1960年)

新中国成立后,党和政府对陕甘宁地区的石油勘探十分重视,着眼全盆地,整体规划,分阶段实施,投入大量人力、物力,先后组建94个地质队/年,68个物探队/年(含地震、重磁力、电法、大地电流),对全盆地进行区域地质、物探普查、详查及细测。1954年完钻的郎9井钻入二叠系石千峰组423m,井深2646m,延长组钻遇168m厚的含油层。1955年完钻的延伸1井钻入奥陶系306m,建立了盆地东部比较完整的地层剖面。通过以上工作,基本查明了盆地轮廓、地层分布及生储盖组合,盆地周缘发现265个局部构造,404处地面油苗,对盆地含油远景的认识取得很大进展。1959年首次在马家滩构造延长组第二段钻遇长8油层,初产原油0.507m3/d;1960年李庄子构造延安组延5油层获工业油流,实现了盆地西部找油的突破。

3.盆地西缘构造油藏勘探阶段(1961~1969年)

60年代,石油勘探的重点由三叠系转移到侏罗系,有构造油藏为勘探目标,在灵武、盐池、定边地区发现了一批新油田。

1965年,在李庄子构造发现了延6~8新油层,李探8,15两口井分别获日产19m3,20m3的工业油流,开创了盆地石油勘探的新局面。

1966年,位于马家滩构造的马探5井第一次采用压裂改造工艺,获得工业油流,为改造延长组低渗透油层,提高单井产量开辟了新途径。

1967~1969年进一步向南发展,1967年于家梁构造获得油流;1968年发现马坊、大水坑两个油田,1969年发现王家场、大东两个油田。

此外,地质部第三普查大队在盆地腹地的庆阳、华池、吴旗地区钻探庆参井、镇参井、华参井、志参井、吴参井也见到好的含油显示,其中,庆参1井延长组油层经压裂改造,日产油3.1t。发现新的含油领域。

4.盆地南部侏罗系古地貌油藏勘探阶段(1970~1979年)

1970年石油部在盆地南部部署18口区域探井,庆阳、华池、吴旗地区4000km2范围钻探的9口井,均发现油层,6口井获工业油流,展示了盆地南部石油勘探的良好前景。

为了全面加快鄂尔多斯盆地石油勘探步伐,1970年9月,国务院及中央军委决定组建长庆石油勘探指挥部,在盆地南部10万km2范围内,以陇东、灵盐、陕北3个地区为目标,开展大规模的石油会战,按照“区域展开、重点突破、分区歼灭”的部署原则,先后组建离了区域侦察、围歼马岭、扩大华池、发展吴旗、出击姬原、钻探两河、进军定边等战役,完钻石油探井1252口,进尺198.3万m,520口获工业油流,探井成功率41.5%,建立了侏罗系成藏模式。探明或控制马岭、城壕、华池、南梁、吴旗、直罗、下寺湾、东红庄、红井子、马坊、大水坑、李庄子、马家滩、摆宴井14个油田。发现元城、油房庄、王洼子等26个新油藏。新增含油面积483.8km2,探明石油地质储量9171万t,为年产130万t奠定了基础。

5.盆地东部三叠系三角洲油藏勘探阶段(1980~1994年)

三叠系延长组的勘探从科技攻关入手,通过对延长组沉积体系、砂体分布、储层演化及石油富集规律的研究,提出了“东探三角洲,西探水下扇”的战略方针,首先对安塞三角洲进行整体解剖,用5年时间,投资7100万元人民币,钻井126口,发现安塞油田王窑、侯市、杏河、坪桥、谭家营5个含油区块,连同侏罗系新增含油面积206km2,探明地质储量1.0561亿t,可采储量2122.7万t,成为盆地第一个亿吨级大油田。连同其他地区,15年累计含油面积409.8km2,探明地质储量2.0923亿t

6.开拓进取,石油勘探大发展阶段(1995~2005年)

7年来,石油勘探按照“以经济效益为中心,以商业储量为目标,立足三叠系,兼探侏罗系;立足全盆地,主攻陕北”的发展战略,大打勘探进攻仗和科技攻坚战,陕北及陇东的石油勘探都取得重大进展,新增含油面积1411.9km2,探明石油地质储量7.0356亿t,7年新增石油探明储量占历年探明石油储量的70%,是盆地石油储量增长的最快时期,为石油产量的大幅度增长创造了条件。

其中,陕北地区的勘探以三角洲成藏理论为指导,探明靖安大油田,探明石油地质储量2.6335亿t,成为盆地第二个亿吨级大油田。安塞油田的二次勘探硕果累累,新增石油探明储量2.1050亿t,相当于以往探明储量的2倍。陇东地区发现西峰、南梁油田午6井区、镇北等新油田;华池等老油田的含油面积进一步扩大,探明储量大幅度增长。特别是西峰油田的发现,开创了特低渗透油层勘探的新局面。

(二)开发历程

1.初始阶段(1907~1969年)

鄂尔多斯盆地石油开发的历史悠久。从1907年延1井获工业油流、发现延长油田算起至1949年,石油开发虽经过清末石油官场(1907~1913年)、民国实业厅、资源委员会(1914~1934年)、陕甘宁边区政府(1935~1949年)3个时期,但都处于初始阶段,规模小、不正规,产量小,42年间累计采油仅6035t。正规的石油开发始于1953年延长油田的开发,采用100m井距的井网,裸眼完井后,以爆炸含油段为增产措施,月产量10t以上。1954年投入开发的永坪油田埋藏浅、物性差,含水高,埋深仅200~500m,采用50~100m井距,裸眼完井,初期井均日产油0.096t。

2.起步阶段(1970~1979年)

1970年李庄子油田的开发及1973年马岭油田的开发,拉开了盆地石油现代化开发的帷幕。马岭油田的开发,采用压裂投产、早期注水、抽油开采的新工艺,原油产量稳定增长,鄂尔多斯盆地原油产量由1971年的7万t,上升到1979年的113万t,突破了百万吨大关。

3.稳定阶段(1980~1990年)

80年代,盆地的原油产量处于稳定发展期。1980年,原油产量上升为141万t,其后虽有华池、元城、油房庄、樊家川等油田投入开发,增产幅度不大,盆地的原油产量稳定在(160~180)万t之间。

4.大发展阶段(1991~2005年)

90年代,随着安塞、靖安等油田的投产,鄂尔多斯盆地原油产量进入快速增长期,年年迈上新台阶,1991年超过200万t,1996年超过300万t,1997年达到476万t,2001年达到836万t,2002年突破千万吨,截至2004年达到1326万t(图3-1)。

(三)开发程度

截至2005年底,鄂尔多斯盆地共发现安塞、靖安、马岭、华池等47个油田,探明含油面积2720.3km2,探明石油地质储量13.453亿t,可采储量2.40131亿t。40个油田投入开发,动用地质储量7.695214亿t,可采储量1.58217亿t,剩余地质储量5.757791亿t,可采储量8826.71万t,采油井总数19039口,采油开发总数16344口,注水井总数2306口,注水开发井数2981口,累计生产原油7223.188万t。

图3-1 鄂尔多斯盆地历年石油产量直方图

(四)石油开采现状及特点

改革开放以来,在原石油工业部“多层次开发”政策指导下,随着安塞以北油区勘探成功,鄂尔多斯盆地原油开采范围迅速扩大,产量逐年递增,其中延安市原油年产量已达近200万t。

1.开发层次多,管理水平、技术水平参差不齐

目前,在鄂尔多斯盆地形成了长庆油田、延长油矿管理局和县区石油钻采公司(在陕北地区存在)3个层次并举共同开发的格局。其中,除长庆油田采用原油集中输运、污水集中处理回注外,其他几乎全部采用单井或集中排污的方式。延长油矿管理局所属油井集中输运,在选油站脱水,脱出的含油废水经简单隔油处理外排。县区石油钻采公司由于其开发商来源复杂,不易统一作业规程,绝大多数采用非常简陋、落后的脱水技术,脱出水含油浓度很高。

石油开发管理混乱最严重的地区是陕北延安榆林地区。该区也是我国石油工业的发祥地。1993年以来,由于管理混乱,部分县级政府违法越权发放石油开采证,因而形成了除国有长庆石油勘探开发局和延长油矿外,还有以各种形式名义挂靠在延长油矿名下的各县钻采公司及个体采油者,陕北地区已成为全国唯一有民采从事石油开采的地区。不同企业的石油采收率见表3-1。

表3-1 陕北地区不同企业石油采收率表

从表3-1可见,长庆油田公司与延长油田同在同一地区开采低渗透石油,由于民采开发的规模小,开采技术水平低,其石油平均采收率为8%。长庆油田公司一次采收率是20.5%,通过注水驱油等工艺技术后二次采油累计采收率可达30%,即地方及个体采收率仅相当于长庆油田公司总采收率的26.67%,换言之,造成了73.33%的资源无法获取,造成了宝贵的石油资源浪费与破坏。

2.油田渗透率低、面积大

鄂尔多斯盆地主要开采侏罗系延长统和三叠系延长统两个含油层系,均属世界罕见的超低渗透油田,平均渗透率只有0.49mD。这一特点决定了该地区油井单井产量较低,油井采出油含水率波动范围大,并且随开采时间的延续,采出油含水率呈增加趋势。另外,油田面积大,油井分散在各个河谷、沟岔、山峁,造成石油类污染范围广、难以治理。

3.水土流失严重,非点源污染普遍存在

鄂尔多斯盆地采油区属黄土高原的丘俊沟壑区,植被差、水土流失严重。石油类非点源污染对该地区水环境将造成严重的污染。

E. 天然气在地下是怎样成藏的

世界上绝大部分油气资源 (石油与天然气)是深藏在地下形形色色的圈闭中的。随着时间的推移,岩石层被压缩,增大的压力使得这些圈闭中的油气或者上升或者下沉,或者从圈闭内的一侧运移到另一侧。岩石还会在风化与侵蚀作用下被分解破坏,并被搬运然后再沉积。在所有这些地质变化中,天然气能够被圈闭在地下的储集层内,或者分布在一些产出天然气或石油的分隔相带中。具有储集能力的岩石必须足以“像海绵”(多孔隙)一样以储存油气,而且这种岩石内的孔隙之间必须相互连通 (渗透性)以保证天然气的流通。

除了具储集性能的岩石之外,天然气与石油的聚集取决于有机质向烃类的转变、允许油气运移进入储集层的通道以及相邻的盖层岩石 (以便将油气围住并阻止其进一步的运移)。在单一的储集层内的天然气具有特殊的性质,但是,在同一个天然气田中的不同储集层中的天然气性质彼此之间则可能有极大的区别。

构造圈闭

构造圈闭是岩石在压力和其他地质营力的作用下发生变形或断裂而形成的储集岩层。在绝大多数情况下,含有油气的地质构造称为背斜,在背斜内,岩层缓缓地向上弯曲,形成了一个在顶部含有石油的拱形构造。如果岩石层向下弯曲,而不是向上隆起,这种构造称为向斜。穹隆也是向上隆起的,与背斜相似,这两种构造都形成了储集岩石层的高点。这些构造是被地质家们最早认识到的油气圈闭类型。穹隆与背斜往往是不对称的,而且含有多套产气层。

当岩石层被断开且大套的岩石层发生了相对移动时,这种构造称为断层。断层是根据岩石层段向上和向下的移动 (倾向滑动)或侧向移动(平移断层)来进行分类的。图2.1给出了各种油气圈闭的类型。

图2.2角度不整合圈闭(引自Norman Hyne所着《石油勘探与开发》,PennWell,1995)

复合圈闭

复合圈闭含有构造与地层两种要素。北美大陆最大的天然气田——Hugton-Panhandle气田就是一个复合型圈闭,该气田延伸过得克萨斯州、俄克拉何马州和堪萨斯州,最终产出70×1012ft3(2×1012m3)天然气。该气田的面积巨大,长度可达275mi1e(443km),宽可达8~57mile(13~92km)。

盐丘是另外一种复合型圈闭,它是由大量的盐从下部上升,插入上覆的沉积岩层,并形成一种栓塞状的构造。在墨西哥湾及其沿岸的滨海平原底部的沉积岩中,发育了数百个这种盐丘构造。

在具有非常复杂的地质构造的碳酸盐岩储集层内,可以储存极为丰富的天然气。这些储集层是远古时期水流将岩石溶解并在地表形成的岩洞构成的。这些岩洞渐渐地被掩埋并最终塌陷,产生了大量的断裂并形成了“古洞穴系统”。这些系统能够形成分隔的单元或者陷坑并形成更大的、与断层相连接的岩石带,进而形成一套复杂的、多因素成因的、面积可达数千米的储集层。

勘探远景 区及详探 区

当地质家证实一个含有商业性天然气与石油的区域时,他们称之为“远景区”。远景区包括探明储集岩、圈闭和盖层或者其他类型的封闭组合情况。而“详探区”是指这些已经证实了的远景区和那些可以发现更多的油气田的地区(图2.3)。

图2.3含有深部湿气的Tuscaloosa带(引自Norman Hyne所着《石油勘探与开发》, PennWell, 1995)

预测就是确定何处是布置最佳地质与经济意义的一口探井的地点。四种地质因素决定了在一块特别预测区的成功与否:①能够生成石油或天然气的烃源岩;②能够储存天然气的储集岩;③能被封闭的岩层;④正确的时代确定。这种圈闭必须在天然气从该区域运移出去之前形成。

F. 石油是怎么来的

石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的(陆上的植物则一般形成煤。)经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合,被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它们逐渐转化,首先形成腊状的油页岩,后来退化成液态和气态的碳氢化合物。

由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻,它们向上渗透到附近的岩层中,直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则多空的岩层中。这样聚集到一起的石油形成油田。

阿拉伯国家有如此丰富的石油资源的原因:阿拉伯在中东,中东地区是海洋生活着许多海洋生物,石油就是这些海洋生物和这些热带植物的尸体所组成的。

(6)石油开采的延层和长层是什么意思扩展阅读:

石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说,前者较广为接受,认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于生物沉积变油,不可再生;后者认为石油是由地壳内本身的碳生成,与生物无关,可再生。

石油主要被用来作为燃油和汽油,也是许多化学工业产品,如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。

从寻找石油到利用石油,大致要经过四个主要环节,即寻找、开采、输送和加工,这四个环节一般又分别称为“石油勘探”、“油田开发”、“油气集输”和“石油炼制”。“石油勘探”有许多方法,但地下是否有油,最终要靠钻井来证实。一个国家在钻井技术上的进步程度,往往反映了这个国家石油工业的发展状况。

因此,有的国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井,以表示他们在石油工业发展上迈出了最早的一步。“油田开发”指的是用钻井的办法证实了油气的分布范围,并且油井可以投入生产而形成一定生产规模。