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2000米深海石油怎麼開採的

發布時間: 2021-03-13 18:00:20

① 海底石油的開采

海底石油的生產過程一般分為勘探和開采兩個階段。海上勘探原理和方法與陸地上勘探基本相同,也分普查和詳兩個步驟。其方法是以地球物理勘探法和鑽井勘探法為主,其任務是探明油氣藏的構造、含油麵積和儲量。變查是從地質調查研究入手,主要通過地震、重力和磁力調查法尋找油氣構造。在普查的基礎上,運用地球物理勘探分析了解海底地下岩層的分布、地質構造的類型、油氣圈閉的情況確定勘探井井位。然後,採用鑽井勘探法直接取得地質資料,分析評價價和確定該地質構造是否含油、含油量及開采價值。
海底石油的開采過程包括鑽生產井、採油氣、集中、處理、貯存及輸送等環節。海上石油生產與陸地上石油生產所不同的是要求海上油氣生產設備體積小、重量輕、高效可靠、自動化程度高、布置集中緊湊。一個全海式的生產處理系統包括:油氣計量、油氣分離穩定、原油和天然氣凈化處理、輕質油回收、污水處理、注水和注氣系統、機械採油、天然氣壓縮、火炬系統、貯油及外輸系統等。
供海上鑽生產井和開採油氣的工程措施主要有:①人工島,多用於近岸淺水中,較經濟。②固定式採油氣平台,其形式有樁式平台(如導管架平台)、拉索塔式平台、重力式平台(鋼筋混凝土重力式平台、鋼筋混凝土結構混合的重力式平台)。③浮式採油氣平台:其形式又分:a.可遷移式平台(又稱活動式平台),如坐底式平台(也稱沉浮式平台)、自升式平台、半潛式平台和船式平台(即鑽井船)。b.不遷移的浮式平台,如張力式平台、鉸接式平台。④海底採油裝置:採用鑽水下井口的辦法,將井口安裝在海底,開采出的油氣用管線直接送往陸上或輸入海底集油氣設施。
供開采生產的油氣集中、處理、轉輸、貯存和外運的工程設施:①裝有集油氣、處理、計量以及動力和壓縮設備的平台。②貯油設施,包括海上儲油池、儲油罐和儲油船。③海底輸油氣管線。④油氣外運碼頭,包括單點系泊裝置和常規的海上碼頭(有固定式和浮式兩種)。

② 海底石油如何開采

海底石油的生產過程一般分為勘探和開采兩個階段。海上勘探原理和方法與陸地上勘探基本相同,也分普查和勘探兩個步驟。方法是以地球物理勘探法和鑽井勘探法為主,其任務是探明油氣藏構造、含油麵積和儲量。普查是從地質調查研究入手,主要通過地震、重力和磁力調查法尋找油氣構造。在普查的基礎上,運用地球物理勘探分析了解海底地下岩層分布、地質構造類型、油氣圈閉情況,從而確定勘探井井位。然後,採用鑽井勘探法取得地質資料,進行分析評價,確定該地質構造是否含油、含油量及開采價值。
海底石油的開采過程包括鑽生產井、採油氣、集中、處理、貯存及輸送等環節。海上石油生產與陸地上石油生產不同的是要求海上油氣生產設備體積小、重量輕、自動化程度高、布置集中緊湊。一個全海式的生產處理系統包括:油氣計量、油氣分離穩定、原油和天然氣凈化處理、輕質油回收、污水處理、注水和注氣系統、機械採油、天然氣壓縮、火炬系統、貯油及外輸系統等。
供海上鑽生產井和開採油氣的工程措施主要有以下幾種。1、人工島,多用於近岸淺水中,較經濟;2、固定式採油氣平台,其形式有樁式平台(如導管架平台)、拉索塔式平台、重力式平台(鋼筋混凝土重力式平台、鋼筋混凝土結構混合的重力式平台);3、浮式採油氣平台,其形式又可分為可遷移式平台(又稱活動式平台),如自升式平台、半潛式平台和船式平台(即鑽井船);不遷移的浮式平台,如張力式平台、鉸接式平台;4、海底採油裝置:採用鑽水下井口的辦法,將井口安裝在海底,開采出的油氣用管線直接送往陸上或輸入海底集油氣設施。
供開采生產的油氣集中、處理、轉輸、貯存和外運的工程設施包括:1、裝有集油氣、處理、計量以及動力和壓縮設備的平台;2、儲油設施,包括海上儲油池、儲油罐和儲油船;3、海底輸油氣管線;4、油氣外運碼頭,包括單點系泊裝置和常規的海上碼頭(有固定式和浮式兩種)。

③ 怎樣在海底採石油

知道海底有石油,這是第一步。下一步是如何開采。在海上採油,可比在內陸上困難得多容啊。即使在大陸架淺水區,水深也有20米,深水則有二三百米。所以,要用一套特殊的設備,才可能在海上採油。

海上採油一般是用鑽探船。這種船最早出現是在40年代。船表面上像是一個浮在海面的平台,實際上平台是由支柱固定在海底。在平台上安裝有鑽井。鑽井的形狀和陸地上的一樣。鑽完之後,平台可以卸下,移到新的地方安裝。現在,出現了一種自航式鑽探船,它可以像船一樣航行,在深於200米的海域作業。

④ 海底石油儲量是怎樣的

據地質專家研究表明,海洋中的大陸架和大陸坡蘊藏著全球3000億噸石油的一半以上。海底石油將顯示出越來越廣闊的應用前景。1960年全世界近海石油產量占石油總產量的10%左右;1970年,產量占總產量的16.8%;1980年海上石油產量佔世界總產量21.8%;1985年海上石油占總產量的26.74%,2000年,已超過世界石油產量的一半以上。

煤、石油、天然氣是工業化社會一刻也離不了的動力源泉。現代化的交通多數離不開石油、天然氣和煤。20世紀以來,傳統的燃料,煤和木材逐步讓位於石油和天然氣。以1950~1970年為例,短短20年間,世界石油消費量提高了三倍,天然氣消費量提高了四倍。在世界各種能源消費結構中,油氣所佔比重達到了64%。而在西方發達國家中,其比重高達75%以上,多數工業發達國家都靠進口石油來滿足本國需要。西歐各國所消費的石油96%依靠進口,開採石油量佔世界石油總量1/3的美國,也要進口40%的石油才能滿足本國石油需求量。日本進口的石油量佔世界石油耗量的17%。這一趨勢有增無減。

能源短缺,早已成為全球人類關注的焦點,因此開發海上天然氣和石油,已成為各工業國家的共同行動。1907年美國在加利福尼亞州的聖巴巴臘海峽,用棧橋式井架,在水深僅有幾米的海底,首次采出石油。1924年前後委內瑞拉的馬拉開波湖和前蘇聯裏海的淺灘上也先後建起了海上石油鑽井架,進行石油開采。這些石油井架都用棧橋同陸地相連。直到1946年,美國建造的海上鑽井平台首次打出了世界上第一口海底油井。

據科學家研究報道,海底石油和天然氣遍及世界各大洲的大陸架,石油儲量最多的首推波斯灣。其中有六個產油量超1000萬噸,儲量在10億噸以上的特大油田。其次是委內瑞拉的馬拉開波湖油田。在海底天然氣儲量方面,波斯灣仍居第一,北海居第二,墨西哥灣第三。

中國淺海大陸架面積近285萬平方千米,其中200米水深范圍內的大陸架面積共130萬平方公里。經勘探研究表明,我國沿海主要有渤海、黃海、東海、台灣淺灘、珠江口、鶯歌海、北部灣等七個含油盆地,總面積約為100萬平方千米,現已查明有17個新生代沉積為主的中、新生代沉積盆地,估計有很多的油氣資源量,大約達100億~130億噸,構成了環太平洋區含油氣帶的主體部分,是中國油氣資源的重要後備基地。

位於英國北海的巨大的海上石油鑽井平台20世紀50年代海上勘探油氣的國家僅六個,而現在已達100多個。海上油氣鑽井數,1961年為726口,而到1995年達2663口,其中美國海上油氣鑽井數最多。海洋石油的產量,1950年僅0.3億噸,佔世界石油總產量的5.5%;1960年為1億噸,佔世界石油總產量的9.20%;1995年為9.65億噸,佔世界石油總產量的30.08%。海洋天然氣的發展速度不如石油,1980年的產量為2903.11億立方米,1995年為4421.00億立方米。

從1980年開始中法、中日先後在渤海中部、西部和南部進行聯合勘探開發。1981年在中日合作區打了第一口預深井,日產原油近1000噸,天然氣約60萬立方米。同年10月又打出了一口井,日產原油270噸,天然氣3.3萬立方米。1982年4月,中日合作打出第一口深井,日產原油390噸,天然氣7萬立方米。

早期的海上鑽探,通常採用固定式或活動式平台進行幾十米,甚至幾百米的水深作業。固定式平台既可用於鑽探,也可用於石油生產。

位於英國北海的巨大的 海上石油鑽井平台

活動式鑽井裝置具有既保證鑽井時的平穩性,又有易於活動和適應多種水深的特點。

採油是海上石油開採的最後一道工序。固定式生產平台是目前最常用,最主要的是採油平台,它有鋼管架樁基平台、鋼筋混凝土重力式平台、張力腿平台、綳繩塔平台。建一座固定平台,其投資量非常巨大,必須要有大面積的採油要求條件,才是可行的。

浮式生產系統有半潛式和油輪式兩種,半潛式適用於900~1500米的深海區或邊際小油田開採油氣。油輪式的最大作業水深可達1800米。有的國家採用向海中填石砂、泥土和廢料等建造人造島來進行石油開采。

⑤ 如何開采海底石油

海上採油可比陸地上苦難的多,海上採油一般是用鑽探船。這種船最早出現是內在40年代。船表面上像是容一個浮在海面的平台,實際上平台是由支柱固定在海底。在平台上安裝有鑽井。鑽井的形狀和陸地上的一樣。鑽完之後,平台可以卸下,移到新的地方安裝。現在,出現了一種自航式鑽探船,它可以像船一樣航行,在深於200米的海域作業。

⑥ 海底石油是怎麼形成的

從海岸向外,到深海大洋區之問的區域,人們稱它為大陸邊緣地區。這里有水深不到200米的大陸架淺水區,還有大陸架到深海之間的一段陡坡,水深在200~3000米之間,稱為「大陸坡」。經過近百年的海上石油勘探,人們發現在大陸架淺水區蘊藏著豐富的油氣資源,而且在大陸坡,甚至在小型的海洋盆地等深水海域也都找到了藏油的證據。據調查,海底石油約有1350億噸,佔世界可開採石油儲量的45%。舉世聞名的波斯灣是世界上海底石油儲量最豐富的地區之一。在我國的南海、東海、黃海和渤海灣,也都先後發現了油田。海底石油資源如此豐富,那麼它是如何來的呢?要搞清這個問題,還得從幾千萬年甚至上億年前的歷史地質時期談起。

海底石油

在漫長的歷史地質時期中,地球上的氣候,有的時期比現在溫暖濕潤,有的時期比現在寒冷乾燥。在溫暖濕潤的地質時期,由於大陸架淺水區氣候溫和,陽光充足,光線能夠透過淺淺的水層照射到海底,加上江河裡帶來大量的營養物質,水質肥沃,海洋藻類生物在這里大量繁殖。同時,海洋中的魚類、軟體類動物以及其他浮游生物也在這里群集,迅速繁殖。這些生物死亡後,遺體隨同江河夾帶來的泥沙一起沉積在海底,形成所謂的「有機淤泥」。這樣,年復一年,大量的生物遺體和泥沙組成的有機淤泥被一層一層掩埋起來。由於這些地層因某種原因不斷下降,有機淤泥越積越厚,越埋越深,最後與外面的空氣相隔絕,造成一個缺氧的環境,加上深層處溫度和壓力的作用,厭氧細菌便把有機質分解,最後形成了石油。不過,這時形成的石油還只是分散的油滴。

在地層下,分散的油滴需尋找「藏身之地」。由於氣候的變遷,海洋中形成的沉積物有時候顆粒較粗,顆粒問孔隙較大,便形成了砂岩、礫岩;有時候顆粒較細,顆粒問孔隙很小,於是形成頁岩、泥岩。在上覆地層的壓力作用下,這些分散的油滴被「擠」向多孔隙的砂岩層,成為儲積石油的地層;而孔隙很小的頁岩層,由於油滴無法「擠」進去,儲積不了石油,卻成了防止石油逃逸的「保護層」。

石油儲積在砂岩層中還不具備開采價值,還需經過一個地質構造變形過程,使分散的石油集中在構造的一定部位,這樣才能成為可開採的油田。這個過程大致為:原來接近水平的岩層由於受到各種壓力的作用而發生變形,形成波浪起伏的形狀,向上突起的叫背斜構造,向下彎曲的叫向斜構造;有的岩層經過擠壓,形成像饅頭一樣的隆起,叫穹隆構造。在岩層受到巨大壓力而變形的同時,含油層中比重小的石油由於受到下部地下水的浮托,向向斜構造岩層或穹隆構造岩層的頂部匯集,這時石油位於上部,而處在中間、下部的則是水。具有這種構造的岩層就像一個大臉盆,把匯集的石油保存起來,成為儲藏石油的大「倉庫」,在地質學上叫做「儲油構造」,這才有真正的開采價值。

⑦ 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。

⑧ 海底石油是怎樣形成的

分布於海底的石油和天然氣不論其生成環境是否屬於海洋環境,都屬於海底石油資源的一部分。

40多年來,海上石油勘探工作查明,海底含有大量的石油和天然氣資源。據1979年的統計顯示,世界近海海底已探明的石油可采儲量為220億噸,天然氣儲量為17萬億立方米,分別占當年世界石油和天然氣探明總可采儲量的24%和23%。

海底有石油,在以前是非常不可思議的事情。自從19世紀末人們在海底發現石油以後,科學家研究了石油生成的理論。在中、新生代,海底板既包括海洋中的浮游生物的遺體(它們在特定的有利環境中大量繁殖),也包括河流從陸地帶來的有機質。這些沉積物被沉積的泥沙埋藏在海底,構造運動使盆地岩石變形,形成斷塊和背斜。伴隨著構造運動而發生岩漿活動,產生大量熱能,加速有機質轉化為石油,並在圈閉中聚集和保存,成為現今的陸架油田。

在我國沿海和各島嶼附近海域的海底,石油和天然氣資源的儲藏量也非常可觀。有人估計中國近海石油儲量為100萬噸~250萬噸,我國無疑是世界海洋油氣資源豐富的國家之一。

渤海屬於我國首個開發的海底油田,渤海大陸架位於華北沉降堆積的中心,大部分已被發現的新生代沉積物厚達4000米,最厚達7000米。這是很厚的海陸交互層,周圍陸上的大量有機質和泥沙沉積其中,渤海的沉積又是在新生代第三紀適於海洋生物繁殖的高溫氣候下進行的,這對油氣的生成極為有利。由於斷陷伴隨褶皺形成了大量的背斜帶和構造帶,形成各種類型的油氣藏。東海大陸架十分寬廣,沉積厚度大於200米。外國人認為,東海是世界石油遠景最好的地區之一,東海天然氣儲量潛力可能比石油還要大。

科學家在南海大陸架發現了一個很大的沉積盆地,新生代地層為2000米~3000米,有的達6000米~7000米,具有良好的生油和儲油岩系。生油岩層厚達1000米~4000米,已探明的石油儲量為6.4億噸,天然氣儲量為9800億立方米,是世界海底石油的富集區。因此,某些國外石油專家認為,南海的石油儲藏量或許可以與波斯灣或北海油田相媲美。

海上石油資源開發利用前途非常光明。但是,由於在海上尋找和開採石油的條件與在陸地上不同,技術手段要比陸地上的復雜一些,建設投資比陸地上的高,風險要比陸地上的大,因此,當今世界海洋石油開發活動比較流行的是國際合作的方式。

⑨ 石油怎麼開采呢

採油方法主要有抄自噴採油和人工舉升兩種。在油井的開發過程中,當對油井試油後,會根據油井的油層物性、壓力,選擇合適的開采方式。

在實際生產中,油層物性好、壓力高的油井,油氣可自噴到地表,即自噴採油。油層物性差、壓力低的油井,當地層能量不足以將油氣舉升到底表時,應人工補充能量,進行人工舉升。

油井自噴生產,一般要經過四種流動過程:

(1)原油從油層流到井底;

(2)從井底沿著井筒上升到井口;

(3)原油到井口之後通過油嘴;

(4)沿著地面管線流到分離器、計量站。

(9)2000米深海石油怎麼開採的擴展閱讀

石油的成分主要有:油質(這是其主要成分)、膠質(一種粘性的半固體物質)、瀝青質(暗褐色或黑色脆性固體物質)、碳質。石油是由碳氫化合物為主混合而成的,具有特殊氣味的、有色的可燃性油質液體。

嚴格地說,石油以氫與碳構成的烴類為主要成分。構成石油的化學物質用蒸餾能分解。原油作為加工的產品,有煤油、苯、汽油、石蠟、瀝青等。嚴格地說,石油以氫與碳構成的烴類為主要成分。分子量最小的4種烴,全都是煤氣。

⑩ 海底石油是到海底去開采嗎

海底石油是怎樣開采出來的

地球上可供人類開采使用的石油大約有3000億噸,其中1350億噸深埋在海底岩層中。20世紀中葉,海上石油平台剛剛建起,便成為勘探和開采海底石油最重要的海上能源站。
A 鹽丘里的寶藏
在海上找石油,是要碰運氣的。
早在1938年,美國一家小公司,就開始在亞拉巴馬州的墨貝爾灣進行勘探,但他們沒有發現值得鑽探、開採的東西。
那麼,怎麼才能確定這里有沒有石油呢?根據經驗,地質學家會先參考該區的地質構成圖。對於石油勘探者來說,關鍵就在於沉積物下面有沒有鹽丘狀的結構。所謂鹽丘,就是鹽受到擠壓,在地表形成的硬塊,石油和天然氣就被包裹在鹽丘內部的各層之間。
在找到鹽丘後,探測人員就要採用權威的爆破法進行探測了。他們對鹽丘實施小型爆破,記錄聲波返回所用的時間。爆破法幫助他們提前了解了岩床的大致情況,但是無法徹底揭開它的神秘面紗——鹽丘里到底都有什麼東西,沙子、頁岩、石灰石還是石油?想弄清楚鹽丘內部物質成分的唯一辦法,就是在這兒放上起重機,開始打井。即使是這樣,一口探井能夠發現石油或天然氣的幾率僅為13%。
在陸地勘探中,一旦石油公司租賃了適宜開採石油的土地,工作隊就會馬上組建,起重機負責把管子吊在准備打井的地方,一個類似人的牙齒一樣的鑽頭被接在第一根管子的前端,准備就緒之後,起重機底部的發動機通過轉動那根管子,使它插入地下,這個過程叫「鑽井」。而海洋勘探與此類似。
隨著井越鑽越深,工作人員開始接上新的管子,並向管子里灌一種俗稱「泥漿」的化學混合物作為鑽井液來清理鑽頭,並移走打井產生的廢物。同時,一個金屬殼將會插進鑽井管和井壁之間,圓柱形的石油和岩石樣本將被取出來並進行分析,這個樣本被稱為「礦樣」。
B 海上作業模式初定
1946年在路易斯安那州,木蘭石油公司開始進行水下勘探。他們首先在距離岸邊16公里的地方發現了一個有可能開采出石油的勘探點。隨後,他們花了兩個月時間,在淺水裡打了35米的樁,然後搭建了一個固定的平台,這個平台的高度比漲潮時的最高水位還高3.5米。
然後,碼頭上的工人們每天坐著蒸汽船來到平台上,勘探工人們拖來了一台普通起重機,並把它安放在鑽井平台上。為了讓它們既不任意漂浮,又不完全固定,工程人員把鑽機、深海碼頭和運輸船結合在一起使用。
如此一來,建在水上的勘探平台像是湖裡的船塢,打樁機被運到指定地點開始打樁,木製的平台被釘在恰當的位置上,平台中間還為鑽桿留了個洞。運輸船把起重機運來,工人們把它安放在那個預留孔的上方。所有這些步驟的執行都很嚴格,唯一能夠移動的是停靠在勘探平台邊上的運輸船,它為抽泥泵、管子架和工作人員提供「安身」之處。這樣,一個具有現代石油開采意義的海上平台搭建起來了。
不過,在這個過程中要克服一個最大的障礙,確保平台始終在海底松軟的泥沙上保持水平狀態。而海底淤泥平均有10米厚,因此打樁至少要打到海底以下15米的深度。有時,一根鋼樁甚至要打到45米深才能固定住。但還是會發生意外,1948年2月23目,一位工作人員正在小心地操縱著吊車,想要把鑽探設備從運輸船轉移到平台上,這時吊鉤斷裂了,價值5.5萬美元的設備沉入了大海。
C 第一桶海底石油
事實上,除了鑽井平台,海上鑽井與陸地鑽井有諸多相似之處:把許多鋼管連接在一起,掛在起重機上,鋼管的前端是一個大金屬鑽頭,專門用來穿透不同硬度的岩石。當鑽探人員在比較堅硬的岩層打孔時,如果鑽頭磨損了,那麼所有的設備都提起來,這樣才能換上新鑽頭。因此,海上的工作是十分單調的,頻繁地把一根管子接到另一根管子上。鑽探平台上,像塔一樣高的起重機通過繩索把長長的管子向上拖起,一組工人把新的管子接上去,使連接後的管子長度能夠到達海底。
鑽探工作隊里都會有一位經驗豐富的鑽井液工程師:他主要負責估測鑽探管子里濃稠的清潔劑的流度。這項工作至關重要,就好像人體通過血液循環來運送氧氣一樣。鑽井液通過管子流向鑽頭,再在鑽孔、管子間迴流出來。鑽井液既可以清潔鑽頭,又能給它降溫,還能把已經鑽成粉末的岩石碎末和石油運送到水面上來。而且,鑽井液還把海底下的信息帶到地面,鑽井液里含有什麼物質、不含什麼都要仔細地監控、分析。
全世界第一次真正從海底開采出石油的日子,是1947年11月的一天。那天,當鑽頭打到530米時,奇跡發生了,一個工人看見了濃稠的墨綠色液體流進了儲存鑽井液的深坑裡。當時,這些石油每桶賣了2.65美元。此後,工程師們還為輸送石油找到了一個好辦法,在海床以下2米深的地方鋪設海地管線。
D 平台上的生活
每個海上鑽井平台至少需要25人才能夠運轉起來:包括兩組鑽井工人,6個人一組,兩組交替工作,每半天輪換一次;1名專職地質學家對礦樣進行評估;4名海員、4名廚師、2名工具維護人員以及1位鑽井液工程師和1名勘探隊負責人。一個新的工作線就這樣形成了,海上工作人員和陸地上不同,他們不是早出晚歸的工作模式:工人們每天在鑽井平台上辛苦工作12小時,連續工作7天,之後就可以放假7天,他們可以利用假期去岸上放鬆,然後再回到海上。
因為工作漫長而又枯燥,海上生活的唯一調劑就是吃頓好飯。石油公司從來不在吃上節約開支。不過很顯然,海上石油工人的食物里唯一沒有的就是酒。由於日常工作的危險性,這使石油公司在很早就禁止任何含有酒精的飲品出現在鑽井平台。這條禁令被嚴格執行,一旦有人違反,就會被立即遣送回岸上。
在鑽井平台上,吸煙也被絕對禁止,尤其是在靠近鑽探孔的地方,當原油快要抽出來時,鑽孔附近會繚繞著一些天然氣。因此,哪怕是一點點火星都會要了全隊人的命。
不僅如此,海上勘探隊還生活在爆炸的恐慌之中,一旦石油或者天然氣在高壓下發生噴冒,可能就會從鑽孔中急涌而出,有時力量巨大到足以摧毀整個鑽探平台。鑽探平台離陸地越遠,發生這種井噴的危險系數就越大。從1955年到1968年之間,世界上有23個鑽井平台毀於井噴,這使得投保率幾乎翻了一倍。為此,人們發明了一種能夠放在油井附近的監控裝置,一旦有緊急情況發生,它會自動卸掉從井中溢出的壓力,這就是防爆器,它成為預防井噴的必備之物。
E 移動的鑽探平台
20世紀50年代早期,由於打一口新井必須要搭建鑽井平台,勘探結束後還要拆除,這項高額費用使海上石油勘探的發展速度減慢。為此,一個美國海軍退役士兵拉伯德靈機一動:能不能找到一種方法把固定的鑽探平台整體挪走,讓整套設備從一個勘探點漂浮到另一個勘探點?
拉伯德曾於二戰期間在美國海軍服役,所以他對駁船十分熟悉,他想用駁船來運輸鑽探平台。在運輸過程中,駁船起到船體的作用,把鑽探平台放到駁船上面。當運送到目的地時,駁船就充滿水,沉到水下,把鑽探平台固定在適當的位置上。當鑽探工作完成之後,用電泵將駁船內的水抽凈,重新起到運輸作用。拉伯德的革新,一經推出就大受好評。
此後,隨著技術的革新,還出現了能夠停泊在深水區的半潛式鑽探平台。這種鑽探平台能夠潛入水面以下15米深,然後把錨插入海底,再用繩子把錨和鑽探平台系在一起,這樣就可以把它固定在指定位置了,就像我們在陸地上用繩子和木樁固定帳篷一樣。
現在最常用的鑽探平台被稱為「自升式塔台」。自升式塔台被拖到指定位置之後,它就開始發揮駁船的作用,潛入水中,它的樁腿開始向下伸,直到海底,這些樁腿把平台固定在那兒,然後鑽探平台再自動向上升起,一直升到海面以上的安全工作高度。當鑽探工作結束時,鑽探平台就和鑽孔脫離(鑽孔要用混凝土封上),浮於海面,被拖往下一勘探地。由於採用了自升式鑽塔,深水區鑽井開始發展起來,從前樁腿只能插到海底40米,而現在,常常冒險插到90米的深度。

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