① 石油开采过程步骤
石油开采的步骤:
1. 利用抽油机和深井泵将地下原油输送到地面。
2. 通过地面管网将原油输送到采油中转站。
3. 中转站通过加热炉加温后,利用离心泵通过长输管线将原油输送到联合站进行进一步处理。
石油是一种深埋在地下的流体矿物。1982年,世界石油产量为2.644亿吨,天然气产量为1582.9亿立方米。油气从储层流入井底,再从井底上升到井口。
石油和天然气的开采与数学、力学、地质学、物理学、机械工程、电子学等学科的发展密切相关。石油开采技术的发展可以分为三个阶段:
1. 初期阶段(19世纪末至20世纪30年代):以利用天然能量开采为主,石油的采收率平均只有15-20%,钻井深度不大,观察油藏的手段只有简单的温度计、压力计等。
2. 第二阶段(30年代末至50年代末):以建立油田开发的理论体系为标志,包括岩石力学、油藏物理和渗流力学体系的确立,以及人工增补油藏能量的注水开采技术的广泛应用。
3. 第三阶段(60年代至今):以电子计算机和现代科学技术广泛用于油、气田开发为标志,开发技术迅速发展,包括油层沉积相模型、放射性测井技术、油气藏内部多相渗流规律的深入理解、优化钻井技术、大型酸化压裂技术的应用等。
海上油气开发与陆地上的油气开发类似,但建造采油平台的工程耗资更大,需要进行风险分析,准确选定平台位置和建设规模。海上油田的采油量已达到世界总采油量的20%左右,形成了整套的海上开采和集输的专用设备和技术。
② 石油开采过程步骤
石油开采的工艺过程:
1、通过抽油机带动井下深井泵将原油由地下输送到地面。
2、由地面管网输到送采油中转站。
3、一般的中转站都有沉降罐对站外来液进行初步处理,再由中转站经加热炉加温后由离心泵通过长输管线输送到联合站进行进一步处理。
石油是深埋在地下的流体矿物。1982年世界石油产量为26.44亿吨,天然气为15829亿立方米。在开采石油的过程中,油气从储层流入井底,又从井底上升到井口的驱动方式。
石油是深埋在地下的流体矿物。最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油,把可燃气体称天然气,把固态可燃油质矿物称沥青。随着对这些矿物研究的深入,认识到它们在组成上均属烃类化合物,在成因上互有联系,因此把它们统称为石油。1983年9月第11次世界石油大会提出,石油是包括自然界中存在的气态、液态和固态烃类化合物以及少量杂质组成的复杂混合物。所以石油开采也包括了天然气开采。
石油在国民经济中的作用石油是重要能源,同煤相比,具有能量密度大(等重的石油燃烧热比标准煤高50%)、运输储存方便、燃烧后对大气的污染程度较小等优点。从石油中提炼的燃料油是运输工具、电站锅炉、冶金工业和建筑材料工业各种窑炉的主要燃料。以石油为原料的液化气和管道煤气是城市居民生活应用的优质燃料。飞机、坦克、舰艇、火箭以及其他航天器,也消耗大量石油燃料。因此,许多国家都把石油列为战略物资。
20世纪70年代以来,在世界能源消费的构成中,石油已超过煤而跃居首位。1979年占45%,预计到21世纪初,这种情况不会有大的改变。石油制品还广泛地用作各种机械的润滑剂。沥青是公路和建筑的重要材料。石油化工产品广泛地用于农业、轻工业、纺织工业以及医药卫生等部门,如合成纤维、塑料、合成橡胶制品,已成为人们的生活必需品。
1982年世界石油产量为26.44亿吨,天然气为15829亿立方米。1973年以来,三次石油涨价和1982年的石油落价,都引起世界经济较大的波动(见世界石油工业)。
油气聚集和驱动方式油气在地壳中生成后,呈分散状态存在于生油气层中,经过运移进入储集层,在具有良好保存条件的地质圈闭内聚集,形成油气藏。在一个地质构造内可以有若干个油气藏,组合成油气田。
储层 贮存油气并能允许油气流在其中通过的有储集空间的岩层。储层中的空间,有岩石碎屑间的孔隙,岩石裂缝中的裂隙,溶蚀作用形成的洞隙。孔隙一般与沉积作用有关,裂隙多半与构造形变有关,洞隙往往与古岩溶有关。空隙的大小、分布和连通情况,影响油气的流动,决定着油气开采的特征(见石油开发地质)。
油气驱动方式 在开采石油的过程中,油气从储层流入井底,又从井底上升到井口的驱动方式。主要有:①水驱油藏,周围水体有地表水流补给而形成的静水压头;②弹性水驱,周围封闭性水体和储层岩石的弹性膨胀作用;③溶解气驱,压力降低使溶解在油中的气体逸出时所起的膨胀作用;④气顶驱,存在气顶时,气顶气随压力降低而发生的膨胀作用;⑤重力驱,重力排油作用。当以上天然能量充足时,油气可以喷出井口;能量不足时,则需采取人工举升措施,把油流驱出地面(见自喷采油法,人工举升采油法)。
石油开采的特点与一般的固体矿藏相比,有三个显着特点:①开采的对象在整个开采的过程中不断地流动,油藏情况不断地变化,一切措施必须针对这种情况来进行,因此,油气田开采的整个过程是一个不断了解、不断改进的过程;②开采者在一般情况下不与矿体直接接触。油气的开采,对油气藏中情况的了解以及对油气藏施加影响进行各种措施,都要通过专门的测井来进行;③油气藏的某些特点必须在生产过程中,甚至必须在井数较多后才能认识到,因此,在一段时间内勘探和开采阶段常常互相交织在一起(见油气田开发规划和设计)。
要开发好油气藏,必须对它进行全面了解,要钻一定数量的探边井,配合地球物理勘探资料来确定油气藏的各种边界(油水边界、油气边界、分割断层、尖灭线等);要钻一定数量的评价井来了解油气层的性质(一般都要取岩心),包括油气层厚度变化,储层物理性质,油藏流体及其性质,油藏的温度、压力的分布等特点,进行综合研究,以得出对于油气藏的比较全面的认识。在油气藏研究中不能只研究油气藏本身,而要同时研究与之相邻的含水层及二者的连通关系(见油藏物理)。
在开采过程中还需要通过生产井、注入井和观察井对油气藏进行开采、观察和控制。油、气的流动有三个互相联接的过程:①油、气从油层中流入井底;②从井底上升到井口;③从井口流入集油站,经过分离脱水处理后,流入输油气总站,转输出矿区(见油藏工程)。
石油开采技术
测井工程 在井筒中应用地球物理方法,把钻过的岩层和油气藏中的原始状况和发生变化的信息,特别是油、气、水在油藏中分布情况及其变化的信息,通过电缆传到地面,据以综合判断,确定应采取的技术措施(见工程测井,生产测井,饱和度测井)。
钻井工程 在油气田开发中,有着十分重要的地位,在建设一个油气田中,钻井工程往往要占总投资的50%以上。一个油气田的开发,往往要打几百口甚至几千口或更多的井。对用于开采、观察和控制等不同目的的井(如生产井、注入井、观察井以及专为检查水洗油效果的检查井等)有不同的技术要求。应保证钻出的井对油气层的污染最少,固井质量高,能经受开采几十年中的各种井下作业的影响。改进钻井技术和管理,提高钻井速度,是降低钻井成本的关键(见钻井方法,钻井工艺,完井)。
采油工程 是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升可以依靠地层的能量自喷,也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举出。各种有效的修井措施,能排除油井经常出现的结蜡、出水、出砂等故障,保证油井正常生产。水力压裂或酸化等增产措施,能提高因油层渗透率太低,或因钻井技术措施不当污染、损害油气层而降低的产能。对注入井来说,则是提高注入能力(见采油方法,采气工艺,分层开采技术,油气井增产工艺)。
油气集输工程 是在油田上建设完整的油气收集、分离、处理、计量和储存、输送的工艺技术。使井中采出的油、气、水等混合流体,在矿场进行分离和初步处理,获得尽可能多的油、气产品。水可回注或加以利用,以防止污染环境。减少无效损耗(见油田油气集输)。
石油开采中各学科和工程技术之间的关系见图。石油开采技术的发展石油和天然气的大规模开采和应用,是近百年的事。美国和俄国在19世纪50年代开始了他们各自的近代油、气开采工业。其他国家稍晚一些。石油开采技术的发展与数学、力学、地质学、物理学、机械工程、电子学等学科发展有密切联系。大致可分三个阶段:
初期阶段 从19世纪末到20世纪30年代。随着内燃机的出现,对油料提出了迫切的要求。这个阶段技术上的主要标志是以利用天然能量开采为主。石油的采收率平均只有15~20%,钻井深度不大,观察油藏的手段只有简单的温度计、压力计等。
第二阶段 从30年代末到50年代末,以建立油田开发的理论体系为标志。主要内容是:①形成了作为钻井工程理论基础的岩石力学;②基本确立了油藏物理和渗流力学体系,普遍采用人工增补油藏能量的注水开采技术。在苏联广泛采用了早期注水保持地层压力的技术,使石油的最终采收率从30年代的15~20%,提高到30%以上,发展了以电测方法为中心的测井技术和钻4500米以上的超深井的钻井技术。在矿场集输工艺中广泛地应用了以油气相平衡理论为基础的石油稳定技术。基本建立了与油气田开发和开采有关的应用科学和工程技术体系。
第三阶段 从60年代开始,以电子计算机和现代科学技术广泛用于油、气田开发为标志,开发技术迅速发展。主要方面有:①建立的各种油层的沉积相模型,提高了预测储油砂体的非均质性及其连续性的能力,从而能更经济有效地布置井位和开发工作;②把现代物理中的核技术应用到测井中,形成放射性测井技术,与原有的电测技术,加上新的生产测井系列,可以用来直接测定油藏中油、气、水的分布情况,在不同开发阶段能采取更为有效的措施;③对油气藏内部在采油气过程中起作用的表面现象及在多孔介质中的多相渗流的规律等,有了更深刻的理解,并根据物理模型和数学模型对这些现象由定性进入定量解释(见油藏数值模拟),试验和开发了除注水以外提高石油采收率的新技术;④以喷射钻井和平衡钻井为基础的优化钻井技术迅速发展。钻井速度有很大的提高。可以打各种特殊类型的井,包括丛式井,定向井,甚至水平井,加上优质泥浆,使钻井过程中油层的污染降到最低限度;⑤大型酸化压裂技术的应用使很多过去没有经济价值的油、气藏,特别是致密气藏,可以投入开发,大大增加了天然资源的利用程度。对油井的出砂、结蜡和高含水所造成的困难,在很大程度上得到了解决(见稠油开采,油井防蜡和清蜡,油井防砂和清砂,水油比控制);⑥向油层注蒸汽,热采技术的应用已经使很多稠油油藏投入开发;⑦油、气分离技术和气体处理技术的自动化和电子监控,使矿场油、气集输中的损耗降到很低,并能提供质量更高的产品。
海上油气开发海上油气开发与陆地上的没有很大的不同,只是建造采油平台的工程耗资要大得多,因而对油气田范围的评价工作要更加慎重。要进行风险分析,准确选定平台位置和建设规模。避免由于对地下油藏认识不清或推断错误,造成损失。60年代开始,前瞻中国油田服务行业发展前景与投资战略规划海上石油开发有了极大的发展。海上油田的采油量已达到世界总采油量的20%左右。形成了整套的海上开采和集输的专用设备和技术。平台的建设已经可以抗风、浪、冰流及地震等各种灾害,油、气田开采的水深已经超过200米。
当今世界上还有不少地区尚未勘探或充分勘探,深部地层及海洋深水部分的油气勘探刚刚开始不久,还会发现更多的油气藏,已开发的油气藏中应用提高石油采收率技术可以开采出的原油数量也是相当大的;这些都预示着油、气开采的科学技术将会有更大的发展。
③ 石油藏在那么深的地表之下,人们是如何发现的
自从人类进入高级文明以来,就不断发展自己的社会和科技,随着社会和科技的不断进步,人类发明出了各种各样的先进设备,例如飞机、坦克、汽车、轮船等等,虽然它们的用途不同,但是都有一个共同点,那就是需要燃油来推进,如果没有了燃油,那么飞机就无法起飞,坦克、轮船也无法启动,汽车也无法行驶。而燃油主要又是由石油提炼而来,所以石油的开采就显得尤为关键和重要了,所以世界上很多国家也会因为争夺石油而发生战争。不过对石油稍微有所了解的小伙伴都知道,石油通常是深埋在地底下的,正常来讲人类不可能会发现石油,毕竟谁会闲着没事干一直往地底下挖呢,那么石油到底是如何被人们发现的呢?接下来我们就一起来了解下吧。
最后校长认为,人类之所以能发展成现在这么高级的文明,很大程度上靠的就是智慧,我们人类在发展的道路上不断应用自己的智慧来生存,最终才能主宰世界。就连石油的发现和利用也不例外,人类最开始发现了地表上的石油,后经发现石油的作用和价值,最终再地底下发现了大量的石油,看完不得不佩服人类的智慧。虽然现在石油资源日益减少,但是我相信在未来我们人类依然能依靠智慧来发明出更好的新能源。
④ 另辟蹊径地下深埋石油!石油储备已破3亿桶,国产特种钢功不可没
1973年由于巴以双方再次冲突,导致中东石油供应缺失,进而引发了世界范围内的石油危机,经济上也造成了巨大损失。自此以后,西方国家对于石油储备倍加重视,为此还成立了国际能源机构。现今战争对于战前储备十分重视,能源储备更是重中之重。近年来,我国已成为世界上最大原油进口国,对于国外的依存高达60%,一旦战时原油供给受制于人,对于战争局势影响将无法想象。
出品|国器
日本石油储备200天位居亚洲第一
依照国际能源机构规定,国家需要至少90天以上的石油储备。像美国早已达到150天的储存量,而亚洲地区石油储备最多的还是能源稀缺的日本,其石油储备可以达到快200天。我国为了使能源供给安全,在2004年开始了石油储备建设的漫长征程,根据建设计划,预计用三期工程,于2020年完成石油储备硬件设施。在一期工程将黄岛、镇海、大连、舟山这四个地方作为储油基地,在建造时却存在很大的技术障碍。
中国国产特种钢一举打破日本高强度钢板的垄断
在地面建设大型储油罐,对于储油罐本身的钢铁强度和屈服度有很大要求,而我国当时没有相应的技术,只有向日本进口高强度钢板来应对,在知道中国无法建造出高强度钢板,并且需求还很大后,日本众多商家便纷纷上涨售价牟取暴利。为了打破日本的垄断,国家开始组织多部门多机构联合攻克难关。经过一年多的努力,高达730MPa的抗拉强度和屈服度在490MPa以上的钢板终于由武钢、宝钢等几大公司打造出来,其各方面数据都达到了甚至超过了日本的同类产品。
中国地下挖洞水封的另辟蹊径储油方式
日本对中国高强度钢板的垄断一举被打破,为国家储备更多的石油提供了设施基础。第一期工程于2010年完成后,我国马上开始二期工程,在天津、锦州、舟山等八个城市建造更大的储油基地。我国并没有“沉迷”于地面大型储油罐建设,在二期工程黄岛国家石油储备中另辟蹊径,选择了水封岩洞库。水封岩洞库建造于地下数十米处,只需利用岩体由人工挖掘形成洞室,再利用水封就可以,这种方法不仅造价低,占地少,其运营成本也低,就是要建设的时间较长,更重要的是安全可靠。
中国3亿桶原油储备仍是任重而道远
中国目前已有3亿桶原油储备,可供30多天的用量,相较于90天的标准虽然还有一定距离,但我国已明确石油储备的重要,在决策上十分有远见,原油储备基地建设都赶上了石油价格下跌,我国第一时间就购入了大批低价石油。但应知道,与世界储油一流的日本相比我国在石油储备安全、技术等方面还远远不足,石油储备量是日后战争胜利的关键,我国石油储备道路任重而道远。
⑤ 石油是怎么生成的
石油是一种天然燃料,主要由有机物质在地下埋藏、压力、温度等条件下长时间转化而成。下面是石油的生成过程:
1. 有机物质来源
石油是由含有丰富有机物质(如藻类、有机质类等)的海生生物如抛藻、原藻等,和先前的植物残部(如叶子、树木)所埋葬,随之淤压所形成的沉积岩组成的。
2. 深埋下的沉积岩
有机物质经过埋藏后,被深埋在地下,沉积压力逐渐增加,有机物质逐渐转化。
3. 热解反应的发生
在地下,高温和高压条件下,长时间作用下,有机物质开始被分解,产生相当于石油的混合物。这个过程被称为热解反应或催化裂化。在这个时候,有机碳化合物由长链分子转化为较短的线型或环状烃类。
4. 静置和分级
石油生成的混合物静置一段时间后,分化成上下两部分。上面是轻质烃类(如甲烷,乙烷等),下面是重质烷类(如石油)。这个过程被称为“分级”。
综上所述,石油是在自然条件下,由地下深处的有机物质在受到压力和温度大的影响,逐渐经历深层分解、沉淀、分级等过程转化而来的。这个过程需要长时间,大量的时间和自然力量造就出了石油。
⑥ 加油站油罐埋地下多深
加油站油罐一般埋地下1.6米深,大型油罐为4.2米。
油罐一般容量为2000立方米以下,当壁高增大时,渗透压力也增大而易渗漏,因此壁高多控制在6米以下。油罐砖石砌体的抗渗性能差,施工时,要求砌体砌筑密实,砂浆饱满,并在罐内侧采取有效的抗渗措施,如采用钢丝网水泥砂浆抹面层或防渗涂料等。
中国加油站油罐已采用绕丝预应力方法来增大容量和提高抗裂性能,一般用钢筋混凝土和砖石建造的油罐和油池,其结构构造要求和计算原则见水池。非金属油罐、油池对地基的沉降较敏感,因此对软弱或土质不均匀的地基,必须进行地基处理。
加油站油罐主要类型:
1、立式圆筒形拱顶钢油罐。容量一般在一万立方米以下。壁板采用套筒式连接(贴角焊缝)。施工时常用倒装法(从罐顶开始,自上而下逐层安装罐壁,并用风机送风使罐体上升)。与正装法(从罐壁底圈板开始,自下而上逐层安装罐壁)比较,减少了高空作业。
2、立式圆筒形浮顶钢油罐。设有能上下浮动的双盘式浮顶或单盘式浮顶。双盘式浮顶能减少热辐射影响,因此,油品蒸发损失小。但在容量较大时(大于一万立方米),为了降低造价,一般采用单盘式浮顶。这类油罐应注意选择合理的密封装置要求密封效果好、安装和维修方便。壁板采用对焊连接,施工常用正装法。
3、立式圆筒形内浮顶钢油罐。兼有拱顶和内浮顶,内浮顶在拱顶油罐内部漂浮在液面上,可上下浮动。它除具有浮顶油罐特点外,还能保证油品的清洁度。
4、球形钢油罐。可承受0.45~3兆帕的工作压力,容量一般为50立方米,常用于储存液化石油气。
5、卧式钢油罐。容量一般在50米3以下。可以储存汽油和易挥发的石油产品。
⑦ 石油藏在那么深的地表之下,人们是如何发现的
自从人类进入高级文明以来,不断发展和进步,发明了各种先进设备,如飞机、坦克、汽车、轮船等。这些设备都需要燃油来推动,燃油主要由石油提炼而来。因此,石油的开采显得尤为关键。世界上许多国家因争夺石油而发生战争。那么,石油是如何被人们发现的呢?
石油是世界上最重要的资源之一,各国都非常重视。实际上,最早发现和应用石油的国家是中国。在宋朝时期,学者沈括发现了一种可以燃烧的水,即石油,并预测石油在地底下是无限的。虽然现代证实石油并非无限,但储量仍然巨大,证实了古人的推算和研究非常准确。
石油是经过成千上万年的沉降形成的资源,主要来源于动物尸体、植物、碳等物质。经过长时间沉降,石油深埋地下。正常情况下,如果不挖掘地下,我们无法发现石油。然而,部分地区石油会渗透到地面,被人类发现。人们发现石油可以被点燃,最初用于军事目的。随着科技的发展,人们沿着渗透的石油挖掘,发现了大量石油,并建立了炼油厂进行提炼。世界上第一个炼油厂于1861年诞生,石油从此被广泛开采和应用。
总之,人类能发展成为高级文明,很大程度上归功于智慧。在发展过程中,人类不断运用智慧生存,最终成为世界的主宰。石油的发现和利用也是人类智慧的体现。尽管现在石油资源日益减少,但相信未来人类会依靠智慧发明出更好的新能源。