石油應在什麼地質開采
⑴ 石油的開采基本條件是什麼
石油開采是即地震勘探、鑽井完井交井以後,將原油從地層中開采出來進入油氣集輸系統的一個重要的資源能源行業。在國民經濟中具有舉足輕重的作用。從我國現有油田的情況來看,絕大多數不具備充足的天然能量補給條件,而且油田本身的能量不足以長期維持採油的需要。在工業高速發展,對能源的需求逐年增加的今天,保持科學的較高的採油速度和較高的原油採收率尤為重要。 石油開采受著區域地質條件的控制,並分布在含油氣盆地之內,含油氣盆地是一定的地質歷史時期內,受同一構造格局控制的,具有共同發展歷史的統一沉降區。原油開采是集採油、井下作業、注水、集輸為一體的工藝過程。建國前我國僅有以玉門油礦為代表的工藝比較落後的一些小油區。對石油大規模勘探開發是從建國後六十年代大慶、大港、勝利、遼新等大的油氣田。油氣田遍布全國,已經具有相當大的規模和生產能力,無論是生產工藝和石油開采都具有世界先進水平。成為國民經濟發展的支柱產業。 但是,由於四十多年的原油開采,造成老油區資源能量的嚴重不足,給地面環境帶來了嚴重污染,這些矛盾制約了生產的發展,引起了我們對石油開采過程中特別的關注。因此節約和利用資源、能源、降低消耗,在石油開采過程保護好環境是我們亟待解決的問題。 一、 簡單的工藝過程 石油開采方式有自噴採油和機械採油,自噴採油是由於地下含油層壓力較高,憑其自身壓力就可以使原油從井口噴出的採油方式。機械採油則是利用各種類型的泵把原油從井中抽出,目前我國石油開采以機械採油為主。不同的地質情況不同的油品性質採用不同的機械開采方式。對粘度小於50毫帕斯卡.秒,密度小於0.934的原油(稱為稀油),一般用常規開采。對粘度大於50毫帕斯卡.秒,密度大於0.934的原油(稱為稠油),一般用熱力採油,即採用熱蒸汽吞吐、摻稀油及伴熱的採油方式。以遼河油田為例,氣候寒冷是北方冬季的特徵。油質除一部分稀油外,大部分油質為稠油和特稠油,由於原油重質成份多,粘度大,相對密度大,在油藏條件下原油幾乎不能流動,無法用常規的方法開采,給生產和環境帶來了一系列的問題。我們油田採用熱力採油、稀釋、乳化降粘方式開采。 稀釋開采:即將一定量粘度小的稀油加入稠油中,降低粘度。 熱力採油:即蒸汽吞吐、蒸氣驅,就是對油層注入高溫高壓蒸氣,加熱油層里的原油,使原油的升高,粘度降低,增加原油的流動性,推動油層里的原油流向生產井。另外注入蒸氣對油層加熱後,蒸氣變成熱水流動,置換油層里原油滯流空隙。原油受注入蒸汽加熱,其中輕質成分將氣化,烴體積膨脹也會將原油推流到生產井。 乳化降粘:即將含有表面活性劑的水溶液混入稠油中,並在油管和抽油管表面上形成親水的潤濕表面。 大大降低油流時的阻力,使油能夠正常開采出來。 二、 塬油開采過程中的環境因素分析 由於石油開采是一個從地下獲取資源的過程,地質條件及地下的情況是石油開采中的決定因素。雖然石油開采是最終獲取資源的活動,但是各種相關工藝如鑽井。各種井下作業等對石油開採的地下地質情況。地面有直接的聯系的影響。因此在考慮環境時也應做為石油開採的環境因素一並考慮。同時考慮了三種狀態,三種時態和六個方面。 1. 石油開采生產過程中的環境因素(包括正常異常緊急情況)。 2. 資源能源的使用在工藝的各個環節中都會涉及到,為方便分析,作為總的環境因素來考慮。 3. 原油做為石油開採的特徵污染物在每個工藝中也都會涉及到,因而也作為總的環境因素來考慮。 三、 主要生產過程的一些說明 1. 石油開采企業應對採油生產之前的鑽井和採油生產中的各種油井作業的相關方提出的管理要求,在各種設計中應了解施工中的基本環境因素和環境影響,國家對它的法律法規要求。並在預以充分的注意,採取事先預防。由於石油開采涉及地面環境和地下地質情況,從鑽井到採油,井下作業,外輸都存在泥漿處理、油品泄漏、原油落地。原油脫後水回注、烴類揮發,化學品葯劑使用,有害固廢處理、井噴、火災等重要環境因素,如果逢值訊期控制不好,一旦事故發生就會導致大氣、水體、土地、養殖業等的污染,伴隨而來的就是環保糾紛經濟賠償,影響了企業正常生產,給企業帶來巨大的經濟損失。因此在石油開采過程中應特別強調安全生產,環境保護,遵守法律法規等。 2. 在原輔材料的選擇上、施工的設計上,都要求符合清潔生產,盡一切努力考慮清潔的工藝技術,使用無毒無害的清潔原材料,清潔的工藝流程、清潔的節能設備,以避免在生產過程中,運輸過程中對環境的污染,對人體的損害。應該預防在先,作為污染預防不能只採用末端治理,應在生產的源頭考慮預防污染的問題,並在生產過程中,各種工藝、各個環節都應考慮清潔生產的要求,這樣才能保證全過程式控制制。 3. 對有毒有害化學品等,在鑽井、採油、井下、集輸過程中都有不同程度的使用,要求按照MSDS的要求分類存放,對人員進行安全教育,盡量採用危害小的化學品,以免造成對人員損害和環境的污染。 4. 工藝及生產過程中的環境因素。在石油開采中,由於特定的地質條件,原油從地下開采出來後輸出時,在井口、集轉站及長距離輸送都需加熱。因此動力系統、能源消耗都需要重點考慮,採油過程中能源消耗是比較大的,在考慮生產成本時應計算在內,降低能耗,合理使用能源是石油開採的主要指標之一。 5. 石油開采是資源的開發,資源消耗同樣非常重要,在石油開采過程中,原油泄漏、原油落地、油泥產生不但增加各種費用,使生產成本上升,影響了資源的有效利用,而且贊成了環保工作的難度,目前各採油企業都注重了對資源消耗的控制,一是把資源消耗做為消耗定額主要指標之一加以控制考核。二是大搞綜合利用,減少浪費以保護資源,保護環境。 四、 應急准備和預防措施 從石油開采、井下作業、集輸,在任何一個環節中,均不能鬆懈,安全、環保第一的問題。必須要有組織保障,要有靈活的可操作的指揮系統和一定的應急准備程序,當然首要的是預防為主,絕對控制事故發生,其次是出現緊急情況時,應盡早消除或將其控制在最低限度。這就是石油開采企業的安全環保預防的主要對策。 石油開采是被公認的有毒有害、具有污染、井噴、火災性質的危險企業,因此在嚴格遵守法律法規了至關重要。在整個生產工藝過程中、設計上已考慮了緊急情況,雖然都有應急的准備,一旦事故發生都有應急措施,但是為了以防萬一,必須要求全體員工有比其他企業更強的安全意識和環保意識,安全、環保第一的思想與生產同樣具有重要的地位。
⑵ 海上石油是如何開採的
海上油氣開發 海上油氣開發與陸地上的沒有很大的不同,只是建造採油平台的工程耗資要大得多,因而對油氣田范圍的評價工作要更加慎重。要進行風險分析,准確選定平台位置和建設規模。避免由於對地下油藏認識不清或推斷錯誤,造成損失。60年代開始,海上石油開發有了極大的發展。海上油田的採油量已達到世界總採油量的20%左右。形成了整套的海上開采和集輸的專用設備和技術。平台的建設已經可以抗風、浪、冰流及地震等各種災害,油、氣田開採的水深已經超過200米。
當今世界上還有不少地區尚未勘探或充分勘探,深部地層及海洋深水部分的油氣勘探剛剛開始不久,還會發現更多的油氣藏,已開發的油氣藏中應用提高石油採收率技術可以開采出的原油數量也是相當大的;這些都預示著油、氣開採的科學技術將會有更大的發展。
石油是深埋在地下的流體礦物。最初人們把自然界產生的油狀液體礦物稱石油,把可燃氣體稱天然氣,把固態可燃油質礦物稱瀝青。隨著對這些礦物研究的深入,認識到它們在組成上均屬烴類化合物,在成因上互有聯系,因此把它們統稱為石油。1983年9月第11次世界石油大會提出,石油是包括自然界中存在的氣態、液態和固態烴類化合物以及少量雜質組成的復雜混合物。所以石油開采也包括了天然氣開采。
石油在國民經濟中的作用 石油是重要能源,同煤相比,具有能量密度大(等重的石油燃燒熱比標准煤高50%)、運輸儲存方便、燃燒後對大氣的污染程度較小等優點。從石油中提煉的燃料油是運輸工具、電站鍋爐、冶金工業和建築材料工業各種窯爐的主要燃料。以石油為原料的液化氣和管道煤氣是城市居民生活應用的優質燃料。飛機、坦克、艦艇、火箭以及其他航天器,也消耗大量石油燃料。因此,許多國家都把石油列為戰略物資。
20世紀70年代以來,在世界能源消費的構成中,石油已超過煤而躍居首位。1979年佔45%,預計到21世紀初,這種情況不會有大的改變。石油製品還廣泛地用作各種機械的潤滑劑。瀝青是公路和建築的重要材料。石油化工產品廣泛地用於農業、輕工業、紡織工業以及醫葯衛生等部門,如合成纖維、塑料、合成橡膠製品,已成為人們的生活必需品。
1982年世界石油產量為26.44億噸,天然氣為15829億立方米。1973年以來,三次石油漲價和1982年的石油落價,都引起世界經濟較大的波動(見世界石油工業)。
油氣聚集和驅動方式 油氣在地殼中生成後,呈分散狀態存在於生油氣層中,經過運移進入儲集層,在具有良好保存條件的地質圈閉內聚集,形成油氣藏。在一個地質構造內可以有若干個油氣藏,組合成油氣田。
儲層 貯存油氣並能允許油氣流在其中通過的有儲集空間的岩層。儲層中的空間,有岩石碎屑間的孔隙,岩石裂縫中的裂隙,溶蝕作用形成的洞隙。孔隙一般與沉積作用有關,裂隙多半與構造形變有關,洞隙往往與古岩溶有關。空隙的大小、分布和連通情況,影響油氣的流動,決定著油氣開採的特徵(見石油開發地質)。
油氣驅動方式 在開採石油的過程中,油氣從儲層流入井底,又從井底上升到井口的驅動方式。主要有:①水驅油藏,周圍水體有地表水流補給而形成的靜水壓頭;②彈性水驅,周圍封閉性水體和儲層岩石的彈性膨脹作用;③溶解氣驅,壓力降低使溶解在油中的氣體逸出時所起的膨脹作用;④氣頂驅,存在氣頂時,氣頂氣隨壓力降低而發生的膨脹作用;⑤重力驅,重力排油作用。當以上天然能量充足時,油氣可以噴出井口;能量不足時,則需採取人工舉升措施,把油流驅出地面(見自噴採油法,人工舉升採油法)。
石油開採的特點 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)。
石油開采技術
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)。
石油開采中各學科和工程技術之間的關系見圖。
石油開采
石油開采技術的發展 石油和天然氣的大規模開采和應用,是近百年的事。美國和俄國在19世紀50年代開始了他們各自的近代油、氣開采工業。其他國家稍晚一些。石油開采技術的發展與數學、力學、地質學、物理學、機械工程、電子學等學科發展有密切聯系。大致可分三個階段:
初期階段 從19世紀末到20世紀30年代。隨著內燃機的出現,對油料提出了迫切的要求。這個階段技術上的主要標志是以利用天然能量開采為主。石油的採收率平均只有15~20%,鑽井深度不大,觀察油藏的手段只有簡單的溫度計、壓力計等。
第二階段 從30年代末到50年代末,以建立油田開發的理論體系為標志。主要內容是:①形成了作為鑽井工程理論基礎的岩石力學;②基本確立了油藏物理和滲流力學體系,普遍採用人工增補油藏能量的注水開采技術。在蘇聯廣泛採用了早期注水保持地層壓力的技術,使石油的最終採收率從30年代的15~20%,提高到30%以上,發展了以電測方法為中心的測井技術和鑽4500米以上的超深井的鑽井技術。在礦場集輸工藝中廣泛地應用了以油氣相平衡理論為基礎的石油穩定技術。基本建立了與油氣田開發和開采有關的應用科學和工程技術體系。
第三階段 從60年代開始,以電子計算機和現代科學技術廣泛用於油、氣田開發為標志,開發技術迅速發展。主要方面有:①建立的各種油層的沉積相模型,提高了預測儲油砂體的非均質性及其連續性的能力,從而能更經濟有效地布置井位和開發工作;②把現代物理中的核技術應用到測井中,形成放射性測井技術,與原有的電測技術, 加上新的生產測井系列,可以用來直接測定油藏中油、氣、水的分布情況,在不同開發階段能採取更為有效的措施;③對油氣藏內部在採油氣過程中起作用的表面現象及在多孔介質中的多相滲流的規律等,有了更深刻的理解,並根據物理模型和數學模型對這些現象由定性進入定量解釋(見油藏數值模擬),試驗和開發了除注水以外提高石油採收率的新技術;④以噴射鑽井和平衡鑽井為基礎的優化鑽井技術迅速發展。鑽井速度有很大的提高。可以打各種特殊類型的井,包括叢式井,定向井,甚至水平井,加上優質泥漿,使鑽井過程中油層的污染降到最低限度;⑤大型酸化壓裂技術的應用使很多過去沒有經濟價值的油、氣藏,特別是緻密氣藏,可以投入開發,大大增加了天然資源的利用程度。對油井的出砂、結蠟和高含水所造成的困難,在很大程度上得到了解決(見稠油開采,油井防蠟和清蠟,油井防砂和清砂,水油比控制);⑥向油層注蒸汽,熱采技術的應用已經使很多稠油油藏投入開發;⑦油、氣分離技術和氣體處理技術的自動化和電子監控,使礦場油、氣集輸中的損耗降到很低,並能提供質量更高的產品。
靠油藏本身或用人工補給的能量把石油從井底舉升到地面的方法。19世紀50年代末出現了專門開採石油的油井。早期油井很淺,用吊桶汲取。後來井深增加,採油方法逐漸復雜,分為自噴採油法和人工舉升採油法兩類,後者有氣舉採油法和泵抽採油法(又稱深井泵採油法)兩種。
自噴採油法: 當油藏壓力高於井內流體柱的壓力,油藏中的石油通過油管和採油樹自行舉升至井外的採油方法。石油中大量的伴生天然氣能降低井內流體的比重,降低流體柱壓力,使油井更易自噴。油層壓力和氣油比(中國石油礦場習稱油氣比)是油井自噴能力的兩個主要指標。
油、氣同時在井內沿油管向上流動,其能量主要消耗於重力和摩擦力。在一定的油層壓力和油氣比的條件下,每口井中的油管尺寸和深度不變時,有一個充分利用能量的最優流速范圍,即最優日產量范圍。必須選用合理的油管尺寸,調節井口節流器(常稱油嘴)的大小,使自噴井的產量與油層的供油能力相匹配,以保證自噴井在最優產量范圍內生產。
為使井口密封並便於修井和更換損壞的部件,自噴井井口裝有專門的採油裝置,稱採油樹(見彩圖)。自噴井的井身結構見圖。自噴井管理方便,生產能力高,耗費小,是一種比較理想的採油方法。很多油田都採取早期注水、注氣(見注水開采)保持油藏壓力的措施,延長油井的自噴期。
人工舉升採油法: 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。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。
氣舉採油法: 將天然氣從套管環隙或油管中注入井內,降低井中流體的比重,使井內流體柱的壓力低於已降低了的油層壓力,從而把流體從油管或套管環隙中導出井外。有連續氣舉和間歇氣舉兩類。多數情況下,採用從套管環隙注氣、油管出油的方式。氣舉採油要求有比較充足的天然氣源;不能用空氣,以免爆炸。氣舉的啟動壓力和工作壓力差別較大。在井下常需安裝特製的氣舉閥以降低啟動壓力,使壓縮機在較低壓力下工作,提高其效率,結構和工作原理見圖。在油管外的液面被壓到氣舉閥以下時,氣從A孔進入油管,使管內液體與氣混合,噴出至地面。管內壓力下降到一定程度時,油管內外壓差使該閥關閉。管外液面可繼續下降。油井較深時,可裝幾個氣舉閥,把液面降至油管鞋,使啟動壓力大為降低。
氣舉採油法:
氣舉井中產出的油、氣經分離後,氣體集中到礦場壓縮機站,經過壓縮送回井口。對於某些低產油井,可使用間歇氣舉法以節約氣量,有時還循環使用活塞氣舉法。
氣舉法有較高的生產能力。井下裝置簡單,沒有運動部件,井下設備使用壽命長,管理方便。雖然壓縮機建站和敷設地面管線的一次投資高,但總的投資和管理費用與抽油機、電動潛油泵或水力活塞泵比較是最低的。氣舉法應用時間較短,一般為15~30%左右;單位產量能耗較高,又需要大量天然氣;只適用於有天然氣氣源和具備以上條件的地區內有一定油層壓力的高產油井和定向井,當油層壓力降到某一最低值時,便不宜採用;效率較低。
泵抽採油法: 人工舉升採油法的一種(見人工舉升採油法)。在油井中下入抽油泵,把油藏中產出的液體泵送到地面的方法,簡稱抽油法。此法所用的抽油泵按動力傳動方式分為有桿和無桿兩類。
有桿泵 是最常用的單缸單作用抽油泵(圖1),其排油量取決於泵徑和泵的沖程、沖數。有桿泵分桿式泵、管式泵兩類。一套完整的有桿泵機組包括抽油機、抽油桿柱和抽油泵(圖2)。
泵抽採油法 泵抽採油法
抽油機主要是把動力機(一般是電動機)的圓周運動轉變為往復直線運動,帶動抽油桿和泵,抽油機有游梁式和無游梁式兩種。前者使用最普遍,中國一些礦場使用的鏈條抽油機屬後一種(見彩圖)。抽油桿柱是連接抽油機和抽油泵的長桿柱,長逾千米,因交變載荷所引起的振動和彈性變形,使抽油桿懸點的沖程和泵的柱塞沖程有較大差別。抽油泵的直徑和沖程、沖數要根據每口油井的生產特徵,進行設計計算來優選。在泵的入口處安裝氣體分離裝置——氣錨,或者增加泵的下入深度,以降低流體中的含氣量對抽油泵充滿程度(即體積效率)的影響。
泵抽採油法
有桿泵是一個自重系統,抽油桿的截面增加時,其載荷也隨著增大。各種材質製成的抽油桿的下入深度,都是有極限的,要增加泵的下入深度,主要須改變抽油桿的材質、熱處理工藝和級次。根據抽油桿的彈性和地層流體的特徵,在選擇工作制度時,要選用沖程、沖數的有利組合。有桿泵的工作深度在國外已超過 3000m,抽油機的載荷已超過25t,泵的排量與井深有關,有些淺井日排量可以高達400m3,一般中深井可達200m3,但抽油井的產量主要根據油層的生產能力。有桿抽油機泵組的主要優點是結構簡單,維修管理方便,在中深井中泵的效率為50%左右,適用於中、低產量的井。目前世界上有85%以上的油井用機械採油法生產,其中絕大部分用有桿泵。
無桿泵 適用於大產量的中深井或深井和斜井。在工業上應用的是電動潛油泵、水力活塞泵和水力噴射泵。
電動潛油泵 是一套多級離心泵和電動機直接連接的機泵組。由動力電纜把電送給井下的電機以驅動離心泵,把井中的流體泵送到地面,由於機泵組是在套管內使用,機泵的直徑受到限制,所以採取細長的形狀(圖3)。為防止井下流體(特別是水)進入電樞使電機失效,需採取特殊的密封裝置,並在泵和電動機的連接部位加裝保護器。泵的排量受井眼尺寸的限制,揚程決定於泵的級數,二者都取決於電動機的功率。電動潛油泵適用於中、高產液量,含氣和砂較少的稀油或含水原油的油井。一般日排量為100~1000m3、揚程在2000m以內時,效率較高,可用於斜井。建井較簡單,管理方便,免修期較長,泵效率在60%左右;但不適用於高含氣的井和帶腐蝕性流體的井,下井後泵的排量不能調節,機泵組成本較高,起下作業和檢修都比較復雜。
泵抽採油法
水力活塞泵 利用地面泵注入液體驅動井下液壓馬達帶動井下泵,把井下的液體泵出地面。水力活塞泵的工作原理與有桿泵相似,只是往復運動用液壓馬達和換向閥來實現(圖 4)。水力活塞泵的井下泵有單作用和雙作用兩種,地面泵都用高壓柱塞泵。流程有兩種:①開式流程。單管結構,以低粘度原油為動力液,既能減少管道摩擦阻力,又可降低抽出油的粘度,並與采出液混在一起采出地面。②閉式流程。用輕油或水為動力液,用水時要增添潤滑劑和防腐劑,自行循環不與產出的液體相混,工作過程中只需作少量的補充。水力活塞泵可以單井運轉,也可以建泵組集中管理,排量適應范圍寬,從每日幾十到上千立方米等,適用於深井、高揚程井、稠油井、斜井。優點是可任意調節排量,起下泵可不起油管,操作和管理方便。泵效率可達85%以上。缺點是地面要多建一條高壓管線,動力液要處理,增加了建井和管理成本。
泵抽採油法
水力射流泵 帶有噴嘴和擴散器的抽油泵(圖5)。水力射流泵沒有運動零件,結構簡單,成本低,管理方便,但效率低,不高於30~35%,造成的生產壓差太小,只適用於高壓高產井。一般僅在水力活塞泵的前期即油井的壓力較高、排量較大時使用;當壓力降低、排量減少時,改用水力活塞泵。
⑶ 根據以上資料說明在石油開采過程中應該注意哪些問題
開採石油是即地震勘探、鑽井完井交井以後,將原油從地層中開采出來進入油氣集輸系統的一個重要的資源能源行業。在國民經濟中具有舉足輕重的作用。
開採石油受著區域地質條件的控制,並分布在含油氣盆地之內,含油氣盆地是一定的地質歷史時期內,受同一構造格局控制的,具有共同發展歷史的統一沉降區。原油開采是集採油、井下作業、注水、集輸為一體的工藝過程。油氣田遍布全國,已經具有相當大的規模和生產能力,無論是生產工藝和開採石油都具有世界先進水平。成為國民經濟發展的支柱產業。
但是,由於四十多年的開采,造成老油區資源能量的嚴重不足,給地面環境帶來了嚴重污染,這些矛盾制約了生產的發展,引起了我們對開採石油過程中特別的關注。那開採石油應該注意哪些事項呢?
一、簡單的工藝過程
開採石油方式有自噴採油和機械採油,自噴採油是由於地下含油層壓力較高,憑其自身壓力就可以使原油從井口噴出的採油方式。機械採油則是利用各種類型的泵把原油從井中抽出,目前我國開採石油以機械採油為主。不同的地質情況不同的油品性質採用不同的機械開采方式。對粘度小於50毫帕斯卡.秒,密度小於0.934的原油(稱為稀油),一般用常規開采。對粘度大於50毫帕斯卡.秒,密度大於0.934的原油(稱為稠油),一般用熱力採油,即採用熱蒸汽吞吐、摻稀油及伴熱的採油方式。以遼河油田為例,氣候寒冷是北方冬季的特徵。油質除一部分稀油外,大部分油質為稠油和特稠油,由於原油重質成份多,粘度大,相對密度大,在油藏條件下原油幾乎不能流動,無法用常規的方法開采,給生產和環境帶來了一系列的問題。我們油田採用熱力採油、稀釋、乳化降粘方式開采。
稀釋開采:即將一定量粘度小的稀油加入稠油中,降低粘度。
熱力採油:即蒸汽吞吐、蒸氣驅,就是對油層注入高溫高壓蒸氣,加熱油層里的原油,使原油的升高,粘度降低,增加原油的流動性,推動油層里的原油流向生產井。另外注入蒸氣對油層加熱後,蒸氣變成熱水流動,置換油層里原油滯流空隙。原油受注入蒸汽加熱,其中輕質成分將氣化,烴體積膨脹也會將原油推流到生產井。
乳化降粘:即將含有表面活性劑的水溶液混入稠油中,並在油管和抽油管表面上形成親水的潤濕表面。大大降低油流時的阻力,使油能夠正常開采出來。
二、塬油開采過程中的環境因素分析
由於開採石油是一個從地下獲取資源的過程,地質條件及地下的情況是開採石油中的決定因素。雖然開採石油是最終獲取資源的活動,但是各種相關工藝如鑽井。各種井下作業等對開採石油的地下地質情況。地面有直接的聯系的影響。因此在考慮環境時也應做為開採石油的環境因素一並考慮。同時考慮了三種狀態,三種時態和六個方面。
1.開採石油生產過程中的環境因素(包括正常異常緊急情況)。
2.資源能源的使用在工藝的各個環節中都會涉及到,為方便分析,作為總的環境因素來考慮。
3.原油做為開採石油的特徵污染物在每個工藝中也都會涉及到,因而也作為總的環境因素來考慮。
三、主要生產過程的一些說明
1.開採石油企業應對採油生產之前的鑽井和採油生產中的各種油井作業的相關方提出的管理要求,在各種設計中應了解施工中的基本環境因素和環境影響,國家對它的法律法規要求。並在預以充分的注意,採取事先預防。由於開採石油涉及地面環境和地下地質情況,從鑽井到採油,井下作業,外輸都存在泥漿處理、油品泄漏、原油落地。原油脫後水回注、烴類揮發,化學品葯劑使用,有害固廢處理、井噴、火災等重要環境因素,如果逢值訊期控制不好,一旦事故發生就會導致大氣、水體、土地、養殖業等的污染,伴隨而來的就是環保糾紛經濟賠償,影響了企業正常生產,給企業帶來巨大的經濟損失。因此在開採石油過程中應特別強調安全生產,環境保護,遵守法律法規等。
2.在原輔材料的選擇上、施工的設計上,都要求符合清潔生產,盡一切努力考慮清潔的工藝技術,使用無毒無害的清潔原材料,清潔的工藝流程、清潔的節能設備,以避免在生產過程中,運輸過程中對環境的污染,對人體的損害。應該預防在先,作為污染預防不能只採用末端治理,應在生產的源頭考慮預防污染的問題,並在生產過程中,各種工藝、各個環節都應考慮清潔生產的要求,這樣才能保證全過程式控制制。
3.對有毒有害化學品等,在鑽井、採油、井下、集輸過程中都有不同程度的使用,要求按照MSDS的要求分類存放,對人員進行安全教育,盡量採用危害小的化學品,以免造成對人員損害和環境的污染。
4.工藝及生產過程中的環境因素。在開採石油中,由於特定的地質條件,原油從地下開采出來後輸出時,在井口、集轉站及長距離輸送都需加熱。因此動力系統、能源消耗都需要重點考慮,採油過程中能源消耗是比較大的,在考慮生產成本時應計算在內,降低能耗,合理使用能源是開採石油的主要指標之一。
5.開採石油是資源的開發,資源消耗同樣非常重要,在開採石油過程中,原油泄漏、原油落地、油泥產生不但增加各種費用,使生產成本上升,影響了資源的有效利用,而且贊成了環保工作的難度,目前各採油企業都注重了對資源消耗的控制,一是把資源消耗做為消耗定額主要指標之一加以控制考核。二是大搞綜合利用,減少浪費以保護資源,保護環境。
四、應急准備和預防措施
從開採石油、井下作業、集輸,在任何一個環節中,均不能鬆懈,安全、環保第一的問題。必須要有組織保障,要有靈活的可操作的指揮系統和一定的應急准備程序,當然首要的是預防為主,絕對控制事故發生,其次是出現緊急情況時,應盡早消除或將其控制在最低限度。這就是開採石油企業的安全環保預防的主要對策。
開採石油是被公認的有毒有害、具有污染、井噴、火災性質的危險企業,因此在嚴格遵守法律法規了至關重要。在整個生產工藝過程中、設計上已考慮了緊急情況,雖然都有應急的准備,一旦事故發生都有應急措施,但是為了以防萬一,必須要求全體員工有比其他企業更強的安全意識和環保意識,安全、環保第一的思想與生產同樣具有重要的地位。
⑷ 石油是什麼時候開始開採的啊
石油最初由於從地下自然冒出並且能夠燃燒而被發現。在古代西方人還不知道石油是何物時,我們的祖先就已經用它來燒飯和照明。早在公元1世紀,東漢史學家班固在其所著的《漢書·地理志》中就寫道:「高奴有洧水,可然」。「然」即「燃」,這里所說的「可燃水」,就是我們的祖先在對石油有了最初的認識後給予的一種稱謂。這是目前發現的關於石油的最早記載。
我國是世界上最早發現和應用石油的國家。
我國地大物博,有龐大的石油儲量,是世界上的石油古國。從渤海灣到北部灣,從沿海到邊疆,都有石油儲藏。
900年前宋代著名學者沈括,對我國古代地質學和古生物學知識方面提出了極其卓越的見解。他的見解比西歐學者最初認識到化石是生物遺跡要早四百年。有一次沈括奉命察訪河北西路時,發現太行山山崖間有很多螺蚌殼及如鳥卵之石,從而推斷這里原來是太古時代的海濱,是由於海濱的介殼和淤泥堆積而形成的,並根據古生物的遺跡正確地推斷出海陸的變遷。
1080年(元豐三年),沈括出知延州(今延安)。在任上他發現和考察了鹿延境內石油礦藏與用途。他說:「鹿延境內有石油。舊說高奴 縣出脂水,即此也。生於水際,沙石與泉水相雜,恫恫而出。土人以雉尾囊之,乃采入罐中。頗似淳漆,燃之如麻,但煙甚
濃,所沾幄幕皆黑。予疑其煙可用,試掃其煤以為墨,黑光如漆,松墨不及也,道大為之,其識文為『延州石液』者是也。此物後必大行於世,自予始為之。蓋石油至多,生於地中無窮,不若松木有時而竭。」從上面記載來看,沈括不僅發現了石油並且也知道了他的用途。雖然他當時所謂用途著重於煙墨製造,但他確預料到「此物後必大行於世」,這一遠見為今天所驗證。而今天我們所說「石油」二字也是他創始使用的,並寫了我國最早的一首石油詩:「二朗山下雪紛紛,旋卓穹廬學塞人化盡素衣冬不老,石油多似沭陽塵。」
北魏酈道元在《水經注》中作了更為詳細的記載:「高奴縣有洧水,肥可燃。水上有肥,可接取用之。」這里稱石油為「肥」,而不再認為是一種可燃的水,是在進一步認識的情況下對石油的又一命名。
古人還把石油稱為「石漆」。如《太平寰宇記》卷記載:「石漆,延壽城中有山,出泉注地,其水肥如牛汁,燃之如油,極明,但不可食。北方人謂石漆得水則愈熾也。」這里是以屬性(包括顏色、形態和用途)對石油進行命名。
石油在我國古代除了被稱作可燃水、肥、石漆外,還被稱為石脂水、火油、猛火油等。「石油」這個科技名詞首先由我國宋代科學家沈括提出。沈括在《夢溪筆談》中寫道:「鄜延境內有石油,舊說高奴縣出脂水,即此也。」並提出了「石油至多,生於地中無窮」的科學論斷。由於沈括定名准確,具有科學性,「石油」一詞一經確定就得到廣泛使用,後來諸多文獻中都使用了「石油」一詞。
⑸ 石油的地質作用是什麼過度開采會不會造成地質災害
過度開采會造成地質災害的,因為石油開采如果沒有科學的注采井網的配合,會造成地層的虧空和下陷。
⑹ 讀某地區地質構造圖,完成28-30題.若該地富含石油、天然氣,應在哪處開采最合適()A.甲B.乙C.丙
A.根據圖中的岩層的彎曲和錯位,分析圖中的甲是向斜,石油和天然氣多儲存專於背斜構造中,故不符屬合題意;
B.乙是斷層,石油和天然氣多儲存於背斜構造中,故不符合題意;
C.丙是背斜,石油和天然氣多儲存於背斜構造中,故正確;
D.丁是背斜.但是位置沒有乙好,不利於開采礦產,故不符合題意.
故選:C.
⑺ 石油在哪裡開采
石油的開發分為石油鑽井與採油兩個階段。又分為陸地與海洋兩種地域,即陸地油田,與海洋鑽井。陸地開發比較容易,海洋開采需要鑽井平台。
⑻ 石油是怎樣開采出來的
要開採石油,首先要找到哪兒蘊藏著石油。經過上百年的探索,人們創造出各種找油氣的方法,但絕大多數油氣是在沉積盆地中進行的,可以說,各種各樣的沉積盆地(如我國著名的塔里木盆地、准格爾盆地、柴達木盆地、松遼盆地、渤海灣盆地等)是找油、找氣的首選目的地。
在盆地內找油,首先要了解盆地的性質,從搞清盆地的基本情況入手,認識盆地的基底起伏、基底岩性、基底形成時代及發展歷史等,經過一系列的地址調查等,初步確定盆地的性質。第二步就要了解盆地內的情況,認識盆地的內部構造。石油地質家經過大量的研究,利用一切高技術的手段,確定可能的生油地層、儲油地層。第三步就要研究石油的地質特徵,確定含油氣的構造、層位,最後確定打鑽井的位置。
經過地質勘探和開發人員的艱苦勞動和研究,確定了打井的位置、數量和深度,鑽井工人就要在定好的井位上鑽井。鑽井結束後,還要在井口安裝一套井口設備,有很多的閥門和儀表,看上去就像一棵樹,所以被人們稱為「採油樹」。是否能將原油從地下採到地面來,還取決於地下油層壓力的大小。我國很多油田,如大慶、勝利等,很多油層的壓力都很大,只要一打開採油樹的閥門,地下的油氣就會不停的往外噴,這就是「自噴井」。現在世界上60%—70% 的石油是靠自噴井開采出來的。有的自噴井日產量可達萬噸以上。經過一段時間的自噴以後,由於地層壓力降低,油井的自噴壓力慢慢降下來,就無法自噴了,這就需要採取措施保持地層壓力,以保持長期採油。到了油田開發的後期,當地下的原油所剩不多的時候,為了采出殘留在油層中的石油,還要採用二次採油法甚至三次採油法,比如往油層中注入加熱的二氧化碳或用火燒油層,以提高石油的采出量。
石油的勘探開采,是一個高科技、高投入、高風險、高產出的行業,中國的石油行業是全國最大的計算機用戶之一,是信息技術、自動化技術以及各種新材料使用最廣泛的高新技術密集行業,是應用高新技術推動傳統行業,實現跨越式發展的一個新興行業。