石油开采如何防止含水层
⑴ 采用什么方法可以在开采石油中不堵塞
你说的应该是油层保护,防止油层污染问题。
防止油层污染是石油开发面临的重要问题,有专门的研究。一般的要从以下几个方面入手。
1、使用优质钻井液。钻井时,在打开油层时就开始油层保护,防止被泥浆污染。这一步非常关键。钻井液的好坏,直接关系到油层的保护成效。钻井液基本的指标是:密度——密度要控制在设计范围,既能防止井喷,又不侵入油层。粘度——良好的粘度能够使钻井液在井壁上形成泥饼,防止岩层垮塌。失水——低失水的钻井液能够有效防止失水,减少泥浆水对油层的损坏。其它还有很度指标,不一一而述。
2、在油田开发中加强油层保护。油井投产后,经常因作业和清蜡等需要进行维护洗井,洗井液的好坏,对防止油层污染有较大的影响。因此,提高洗井液的质量,采用合理的洗井压力,是防止油层污染的有效措施。作业压井时要坚持“压而不漏、压而不喷、压而不死”的原则。
3、在措施改造中防止油层污染。油井在开采中,经常上酸化、压裂等油层改造措施。在这些措施施工中,如果措施不当,会对油层造成伤害。所以,在措施前要进行充分的论证和实验,防止因酸液或压裂液与地层不配伍,或质量差而对油层造成伤害。
4、提高注入水的质量,防止油层污染。在注水开发的油藏中,注入水的水质非常关键,如果水质差,会对油层造成伤害,堵塞孔道,使渗透率下降,影响开发效果。
对一些盐敏、酸敏、水敏等油层,在设计时要充分考虑油层的特性,做好油层保护工作。
油层的污染往往是不可逆的,一旦受到污染,要想恢复是非常困难的。酸化和压裂也仅仅近井地带的改造,且投资大,对套管有较大的伤害。
⑵ 海上石油是如何开采的
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,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。
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,有三个显著特点: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
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。
靠油藏本身或用人工补给的能量把石油从井底举升到地面的方法。19世纪50年代末出现了专门开采石油的油井。早期油井很浅,用吊桶汲取。后来井深增加,采油方法逐渐复杂,分为自喷采油法和人工举升采油法两类,后者有气举采油法和泵抽采油法(又称深井泵采油法)两种。
自喷采油法: 当油藏压力高于井内流体柱的压力,油藏中的石油通过油管和采油树自行举升至井外的采油方法。石油中大量的伴生天然气能降低井内流体的比重,降低流体柱压力,使油井更易自喷。油层压力和气油比(中国石油矿场习称油气比)是油井自喷能力的两个主要指标。
油、气同时在井内沿油管向上流动,其能量主要消耗于重力和摩擦力。在一定的油层压力和油气比的条件下,每口井中的油管尺寸和深度不变时,有一个充分利用能量的最优流速范围,即最优日产量范围。必须选用合理的油管尺寸,调节井口节流器(常称油嘴)的大小,使自喷井的产量与油层的供油能力相匹配,以保证自喷井在最优产量范围内生产。
为使井口密封并便于修井和更换损坏的部件,自喷井井口装有专门的采油装置,称采油树(见彩图)。自喷井的井身结构见图。自喷井管理方便,生产能力高,耗费小,是一种比较理想的采油方法。很多油田都采取早期注水、注气(见注水开采)保持油藏压力的措施,延长油井的自喷期。
人工举升采油法: 人为地向油井井底增补能量,将油藏中的石油举升至井口的方法。随着采出石油总量的不断增加,油层压力日益降低;注水开发的油田,油井产水百分比逐渐增大,使流体的比重增加,这两种情况都使油井自喷能力逐步减弱。为提高产量,需采取人工举升法采油(又称机械采油),是油田开采的主要方式,特别在油田开发后期,有泵抽采油法和气举采油法两种。
气举采油法: 将天然气从套管环隙或油管中注入井内,降低井中流体的比重,使井内流体柱的压力低于已降低了的油层压力,从而把流体从油管或套管环隙中导出井外。有连续气举和间歇气举两类。多数情况下,采用从套管环隙注气、油管出油的方式。气举采油要求有比较充足的天然气源;不能用空气,以免爆炸。气举的启动压力和工作压力差别较大。在井下常需安装特制的气举阀以降低启动压力,使压缩机在较低压力下工作,提高其效率,结构和工作原理见图。在油管外的液面被压到气举阀以下时,气从A孔进入油管,使管内液体与气混合,喷出至地面。管内压力下降到一定程度时,油管内外压差使该阀关闭。管外液面可继续下降。油井较深时,可装几个气举阀,把液面降至油管鞋,使启动压力大为降低。
气举采油法:
气举井中产出的油、气经分离后,气体集中到矿场压缩机站,经过压缩送回井口。对于某些低产油井,可使用间歇气举法以节约气量,有时还循环使用活塞气举法。
气举法有较高的生产能力。井下装置简单,没有运动部件,井下设备使用寿命长,管理方便。虽然压缩机建站和敷设地面管线的一次投资高,但总的投资和管理费用与抽油机、电动潜油泵或水力活塞泵比较是最低的。气举法应用时间较短,一般为15~30%左右;单位产量能耗较高,又需要大量天然气;只适用于有天然气气源和具备以上条件的地区内有一定油层压力的高产油井和定向井,当油层压力降到某一最低值时,便不宜采用;效率较低。
泵抽采油法: 人工举升采油法的一种(见人工举升采油法)。在油井中下入抽油泵,把油藏中产出的液体泵送到地面的方法,简称抽油法。此法所用的抽油泵按动力传动方式分为有杆和无杆两类。
有杆泵 是最常用的单缸单作用抽油泵(图1),其排油量取决于泵径和泵的冲程、冲数。有杆泵分杆式泵、管式泵两类。一套完整的有杆泵机组包括抽油机、抽油杆柱和抽油泵(图2)。
泵抽采油法 泵抽采油法
抽油机主要是把动力机(一般是电动机)的圆周运动转变为往复直线运动,带动抽油杆和泵,抽油机有游梁式和无游梁式两种。前者使用最普遍,中国一些矿场使用的链条抽油机属后一种(见彩图)。抽油杆柱是连接抽油机和抽油泵的长杆柱,长逾千米,因交变载荷所引起的振动和弹性变形,使抽油杆悬点的冲程和泵的柱塞冲程有较大差别。抽油泵的直径和冲程、冲数要根据每口油井的生产特征,进行设计计算来优选。在泵的入口处安装气体分离装置——气锚,或者增加泵的下入深度,以降低流体中的含气量对抽油泵充满程度(即体积效率)的影响。
泵抽采油法
有杆泵是一个自重系统,抽油杆的截面增加时,其载荷也随着增大。各种材质制成的抽油杆的下入深度,都是有极限的,要增加泵的下入深度,主要须改变抽油杆的材质、热处理工艺和级次。根据抽油杆的弹性和地层流体的特征,在选择工作制度时,要选用冲程、冲数的有利组合。有杆泵的工作深度在国外已超过 3000m,抽油机的载荷已超过25t,泵的排量与井深有关,有些浅井日排量可以高达400m3,一般中深井可达200m3,但抽油井的产量主要根据油层的生产能力。有杆抽油机泵组的主要优点是结构简单,维修管理方便,在中深井中泵的效率为50%左右,适用于中、低产量的井。目前世界上有85%以上的油井用机械采油法生产,其中绝大部分用有杆泵。
无杆泵 适用于大产量的中深井或深井和斜井。在工业上应用的是电动潜油泵、水力活塞泵和水力喷射泵。
电动潜油泵 是一套多级离心泵和电动机直接连接的机泵组。由动力电缆把电送给井下的电机以驱动离心泵,把井中的流体泵送到地面,由于机泵组是在套管内使用,机泵的直径受到限制,所以采取细长的形状(图3)。为防止井下流体(特别是水)进入电枢使电机失效,需采取特殊的密封装置,并在泵和电动机的连接部位加装保护器。泵的排量受井眼尺寸的限制,扬程决定于泵的级数,二者都取决于电动机的功率。电动潜油泵适用于中、高产液量,含气和砂较少的稀油或含水原油的油井。一般日排量为100~1000m3、扬程在2000m以内时,效率较高,可用于斜井。建井较简单,管理方便,免修期较长,泵效率在60%左右;但不适用于高含气的井和带腐蚀性流体的井,下井后泵的排量不能调节,机泵组成本较高,起下作业和检修都比较复杂。
泵抽采油法
水力活塞泵 利用地面泵注入液体驱动井下液压马达带动井下泵,把井下的液体泵出地面。水力活塞泵的工作原理与有杆泵相似,只是往复运动用液压马达和换向阀来实现(图 4)。水力活塞泵的井下泵有单作用和双作用两种,地面泵都用高压柱塞泵。流程有两种:①开式流程。单管结构,以低粘度原油为动力液,既能减少管道摩擦阻力,又可降低抽出油的粘度,并与采出液混在一起采出地面。②闭式流程。用轻油或水为动力液,用水时要增添润滑剂和防腐剂,自行循环不与产出的液体相混,工作过程中只需作少量的补充。水力活塞泵可以单井运转,也可以建泵组集中管理,排量适应范围宽,从每日几十到上千立方米等,适用于深井、高扬程井、稠油井、斜井。优点是可任意调节排量,起下泵可不起油管,操作和管理方便。泵效率可达85%以上。缺点是地面要多建一条高压管线,动力液要处理,增加了建井和管理成本。
泵抽采油法
水力射流泵 带有喷嘴和扩散器的抽油泵(图5)。水力射流泵没有运动零件,结构简单,成本低,管理方便,但效率低,不高于30~35%,造成的生产压差太小,只适用于高压高产井。一般仅在水力活塞泵的前期即油井的压力较高、排量较大时使用;当压力降低、排量减少时,改用水力活塞泵。
⑶ 中东地区的石油开采后该怎么办怎样解决水问题
中东地区的石油开采后可以开发太阳能,发展荒漠旅游业,发展节水灌溉农业。
解决水资源的措施:淡化海水;开发地下水;建设雨水截留工程,截留雨水;发展节水农业;保护植被涵养水源;必要时可考虑进口淡水。
⑷ 怎样防治石油污染
海洋石油污染绝大部分来自人类活动,其中以船舶运输、海上油气开采,以及沿岸工业排污为主,由于石油产地与消费地分布不均,因此,世界年产石油的一半以上是通过油船在海上运输的,这就给占地球表面71%的海洋带来了油污染的威胁,特别是油轮相撞、海洋油田泄漏等突发性石油污染,更是给人类造成难以估量的损失。
1991年的海湾战争造成的输油管溢油,使200多万只海鸥丧生,许多鱼类和其他动植物也在劫难逃,一些珍贵的鱼种已经灭绝,美丽丰饶的波斯湾变成了一片死海,海洋石油污染对海洋生态系统的破坏是难以挽回的。
海上溢油不仅破坏海洋环境,而且还存在发生火灾的危险,因此,一旦出现溢油事故,一方面要尽可能缩小污染区域,另一方面要迅速消除和回收海面上的浮油,处理溢油的一般方法,是用围油栅将浮油围住后,一边用浮油回收器进行回收,一边喷洒消油剂,使原油尽快形成能消散于水中的小油粒。
为防止溢油污染海洋,我国也建立了自己的监测体系,开发配备了相应的围油栅、撇油器、收油袋等防污染的设备,科研人员还绘制了海洋环境石油敏感图,并建立了溢油漂移数值模型、数据库和溢油漂移软件,一旦发生溢油事件,有关人员在很短的时间内,就会了解溢油海域的污染情况,及溢油的运行轨迹。
海上油气生产可能对海洋生态环境造成污染的主要是含油污水,含油污水是从油层开采出来的混合物,经脱水后剩下的污水,这些污水如果不经过处理排入大海,其中所含油类就会对海洋生物及鱼类造成严重影响。
渤海城北油田是我国建造的第一个固定式海上采油平台,它对含油污水的处理是通过隔油、浮选和过滤三个过程完成的,污水在通过斜板隔油器后,大部分原油被分离出来,再经过浮选器,使小油珠变成大油珠,被收油器收走,最后再经过过滤,使污水中的含油量低于每升30毫克,达到国家排放标准后再排到大海中。
清除海洋石油污染任重而道远,只有提高全社会的环保意识,才能真正的还大海于蔚蓝。
⑸ 石油天然气工业中的放射性污染与防范措施分别是什么
在油气田勘探开发过程中有时要使用一些放射性元素,例如,为了测定井中哪些地层含石油天然气或含水,要测量地层的密度,要追踪向井下注入的水的流向和分布,都要进行放射性测井。因此要使用放射性物质,如能在井下辐射出中子的镅铍(241Am-Be)中子源以及能在井下辐射伽马射线的铯(137Cs)、镭(226Ra)、钡(131Ba)、碘(131I)、锡(113Sn)、铟(113In)、锌(65Zn)放射性同位素源。其中辐射伽马射线的铯同位素(137Cs)的半衰期为31年;镅铍中子源中放射性同位素镅(241Am)的半衰期为249年;在追踪注入水的流向和分布时常用的钡同位素(131Ba)的半衰期为11.6天等。这些放射性物质在储存和使用时都向周围环境辐射出对人体有害的中子射线和伽马射线。
放射性测井过程中的污染主要是因操作不当造成的,如:配置的含放射性同位素(如钡)的溶液(活化液)溅出;在开瓶分装、稀释及搅拌过程中,有放射性的碘(131I)气溶胶逸出。另外,在石油天然气开采过程中,在地层中的微量放射性元素(钾、钍、铀等)可能被石油或水溶解并带出而沉积在石油管道的内壁上,也可能产生放射性污染。
在石油化工生产中,承压设备(如锅炉炉管、液化气球罐、液化气槽车、承压容器、管线等)的探伤、料位控制、液位测量、密度测定、物料剂量、化学成分分析及医疗中的透视、拍片、疾病治疗等,也采用核辐射技术。在正常工作情况下,不论是从事工业探伤的人员还是同位素仪表操作人员,只要遵守安全操作规程,注意安全防护,身体健康不会受到影响。
10.石油天然气工业中的放射性污染与防范措施01放射性污染使这只猪崽发生了令人心惊的基因变异
(转载自中国科普城网站:http://www.stcity.net.cn)
油田对放射性测井过程的安全问题是十分重视的。为保护环境,防止污染,建立了各种制度。按国家规定,放射性物质的储藏、运输要有专门的源库、源车、源保护筒;操作人员备有专门的防护用具,甚至为从事放射性操作的人员配备专用餐车等。另外,在放射性同位素的选择上尽量使用半衰期短、辐射剂量低的同位素。如作为测井示踪剂的铟同位素的半衰期为99.8分钟。由于半衰期短,不会对环境造成明显的放射性污染。又由于其化学状态稳定,配制成低浓度溶液,挥发性不强,含放射性物质的有效能量低,不易对人体造成伤害。
⑹ 如何应对石油泄漏给海水带来的伤害
依.常规的溢油处理措施 传统处理方法是当溢油事故发生后第一时间采取的措施,也是处理溢油事故最普遍采用的方法,根据所使用的设备的不同分为三类。 依. 依 物理处理法 物理法主要是围堵和回收海面上残留的石油,与其他处理方法如燃烧法、吸油材料、消油剂分解、生物降解等紧密配合,处理效率受天气、海洋状况以溢油类型的影响较大。在溢油事故处理中实际应用的物理处理法有以下几种: (依)围栏法:石油泄漏到海面后,应首先用围栏将其围住,阻止其在海面扩散,然后再设法回收。围栏应具有滞油性强、随波性好、抗风浪能力强、使用方便、坚韧耐用、易于维修、海生物不易附着等性能。围栏既能防止溢油在水平方向上的扩散,又能防止原油凝结成焦油球,在海面垂直方向上的扩散,即在海上随波飘流。 围栏可以分为四类: 帘式围栏:主要在海面平静的海岸状况良好的条件下使用; 篱式围栏:主要在水流速度较大的海区使用; 密封式围栏:用于周期性潮汐海域; 防火围栏:在与焚烧技术结合使用时使用。 (贰)撇油器:撇油器是在不改变石油的物理化学性质的基础上将石油回收,当前应用广泛的撇油器有以下几种: 吸式撇油器:主要类型有真空撇油器、韦式撇油器、涡轮撇油器。 吸附式撇油器:主要类型有带式撇油器、鼓式撇油器、毛刷式撇油器、圆盘式撇油器、拖把式撇油器。 重油撇油器:和一般撇油器的操作方法相同,但是重油撇油器是用来去除高粘稠石油和乳化油水混合物的。 (三)吸油材料:可使用亲油性的吸油材料,使溢油被粘在其表面而被吸附回收。吸油材料主要用在靠近海岸和港口的海域,用于处理小规模溢油。 制作吸油材料的原料有以下三种: 高分子材料:聚乙烯、聚丙烯、聚醋等; 无机材料:硅藻土、珍珠岩、浮石和膨润土等; 纤维:稻草、麦秆、木屑、草灰、芦苇等。 依. 贰 化学处理法 化学处理法的主要特点是改变石油的物理化学性质,可以直接应用于溢油处理,也可以作为物理处理法的后续处理。化学处理法包括以下几种: (依)分散剂:溢油分散剂是由表面活性剂、渗透剂、助溶剂、溶剂等组成的均匀透明液体。分散剂可以减少石油和水之间的表面张力使溢油在水面乳化形成乳状液,从而使石油分散成细小的油珠分散在水中,使溢油微粒易于与海水中的化学物质反应,易于被能降解石油烃的微生物所降解,最终转化成CO贰和其它水溶性物质,加速了海洋对石油的净化过程。油分散剂一般用量为溢油的依%~贰0%,它使用方便,效果不受天气、海水状况所影响,是在恶劣条件下处理溢油的首选方法,目前在国内被广泛用于处理常规溢油事故,但是分散剂在使用过程中可能破坏生态环境。 当今国际上主要使用的分散剂有:传统的分散剂;浓缩无水分散剂;浓缩加水分散剂。 (贰)凝油剂:它可使石油胶凝成粘稠物或坚硬的果冻状物。其优点是毒性低,不受风浪影响,能有效防止油扩散。对凝油剂的开发和应用,已引起各国的重视,近年来,已陆续发表了大量的专利论文。 (三)其他化学制品:用于破坏油水混合物的破乳剂;用于加速石油生物降解的生物修复化合物;此外还有燃烧剂和粘性添加剂等。 依. 三 自然降解 人们不采取任何行动,由海洋对石油的自然净化过程。 贰.新兴的溢油处理方法 一般来说,这些方法只是作为其他方法的后续处理方法或仍处于实验研究阶段。 贰. 依 生物修复技术 某些天然存在于海洋或土壤中的微生物有较强的氧化分解石油的能力,可以利用微生物的这一特性来清除海上溢油。生物处理法不会引起二次污染,可以和其他能够加快生物自然降解的添加剂结合使用,与化学、物理方法相比,生物修复对人和环境造成的影响小,且修复费用仅为传统物理、化学修复的三0%~50%。 石油的自然生物降解过程速度较慢,可采取多种措施强化这一过程,常用的技术包括: 第一, 投加表面活性剂促进微生物对石油烃的利用; 第二,提供微生物生长繁殖所需的条件(提供O贰或其他电子受体,施加营养); 第三,添加能高效降解石油污染物的微生物。 目前看来,油污染海滩的生物修复主要以施加营养为主,缺乏同其他几种技术的交叉和融合。同时,由于生物修复面对的是多相、非均质的复杂系统,涉及到微生物学、工程学、生态学、地质学、化学等多个学科的知识,其作用机理仍不甚明了。 贰. 贰 燃烧法 需采用各种助燃剂,使大量溢油能在短时间内燃烧完,无需复杂装置,处理费用低。但是考虑到燃烧产物对海洋生物的生长和繁殖的影响,对附近船舶和海岸设施可能造成损害,而且燃烧时产生的浓烟也会污染大气,因此处理对象一般为大规模的溢油和北冰洋水域的石油污染,处理地点一般为离海岸相当远的公海才使用此法处理。 抑制溢油污染的最好方法就是控制溢油事故的发生,这比处理溢油带来的可以预计和难以预料的后果要好的多。然而溢油事故总是要发生的,我们采用各种物理的、化学的等方法去处理溢油污染就是为了保护生态环境,而海岸生态环境则是溢油污染处理的主要目标。 拓展: 石油及其炼制品(汽油、煤油、柴油等)在开采、炼制、贮运和使用过程中进入海洋环境而造成的污染。是目前一种世界性的严重的海洋污染。其防治必须依靠全球性的合作才能较为有效的实现。 入海途径 炼油厂含油废水经河流或直接注入海洋;油船漏油、排放和发生事故,使油品直接入海;海底油田在开采过程中的溢漏及井喷,使石油进入海洋水体;大气中的低分子石油烃沉降到海洋水域;海洋底层局部自然溢油。石油入海后即发生一系列复杂变化,包括扩散、蒸发、溶解、乳化、光化学氧化、微生物氧化、沉降、形成沥青球,以及沿着食物链转移等过程。 入海后变化 石油入海后即发生一系列复杂变化,包括扩散,蒸发,溶解,乳化,光化学氧化,微生物氧化,沉降,形成沥青球,以及沿着食物链转移等过程。这些过程在时、空上虽有先后和大小的差异,但大多是交互进行的。 扩散 入海石油首先在重力、惯性力、摩擦力和表面张力的作用下,在海洋表面迅速扩展成薄膜,进而在风浪和海流作用下被分割成大小不等的块状或带状油膜,随风漂移扩散。扩散是消除局部海域石油污染的主要过程。风是影响油在海面漂移的最主要因素,油的漂移速度大约为风速的百分之三。中国山东半岛沿岸发现的漂油,冬季在半岛北岸较多,春季在半岛的南岸较多,也主要是风的影响所致。石油中的氮、硫、氧等非烃组分是表面活性剂,能促进石油的扩散。 蒸发 石油在扩散和漂移过程中,轻组分通过蒸发逸入大气,其速率随分子量、沸点、油膜表面积、厚度和海况而不同。含碳原子数小于依贰的烃在入海几小时内便大部分蒸发逸走,碳原子数在依贰~贰0的烃的蒸发要经过若干星期,碳原子数大于贰0的烃不易蒸发。蒸发作用是海洋油污染自然消失的一个重要因素。通过蒸发作用大约消除泄入海中石油总量的依/四~依/三。 氧化 海面油膜在光和微量元素的催化下发生自氧化和光化学氧化反应,氧化是石油化学降解的主要途径,其速率取决于石油烃的化学特性。扩散、蒸发和氧化过程在石油入海后的若干天内对水体石油的消失起重要作用,其中扩散速率高于自然分解速率。 溶解 低分子烃和有些极性化合物还会溶入海水中。正链烷在水中的溶解度与其分子量成反比,芳烃的溶解度大于链烷。溶解作用和蒸发作用尽管都是低分子烃的效应,但它们对水环境的影响却不同。石油烃溶于海水中,易被海洋生物吸收而产生有害的影响。 乳化 石油入海后,由于海流、涡流、潮汐和风浪的搅动,容易发生乳化作用。乳化有两种形式:油包水乳化和水包油乳化,前者较稳定,常聚成外观像冰淇淋状的块或球,较长期在水面上漂浮;后者较不稳定且易消失。油溢后如使用分散剂有助于水包油乳化的形成,加速海面油污的去除,也加速生物对石油的吸收。 沉积 海面的石油经过蒸发和溶解后,形成致密的分散离子,聚合成沥青块,或吸附于其他颗粒物上,最后沉降于海底,或漂浮上海滩。在海流和海浪的作用下,沉入海底的石油或石油氧化产物,还可再上浮到海面,造成二次污染。 海洋生物对石油烃的降解和吸收 微生物在降解石油烃方面起着重要的作用,烃类氧化菌广泛分布于海水和海底泥中(见石油烃的微生物降解)。海洋植物、海洋动物也能降解一些石油烃。浮游海藻和定生海藻可直接从海水中吸收或吸附溶解的石油烃类。海洋动物会摄食吸附有石油的颗粒物质,溶于水中的石油可通过消化道或鳃进入它们的体内。由于石油烃是脂溶性的,因此,海洋生物体内石油烃的含量一般随着脂肪的含量增大而增高。在清洁海水中,海洋动物体内积累的石油可以比较快地排出。迄今尚无证据表明石油烃能沿着食物链扩大。 石油泄入海后,从海中消失的速度及影响的范围,依入海的地点、油的数量和特性,油的回收和消油方法,海洋环境的因素而有很大的差异。如较高的水温有利于油的消失。实验证明,油从水中消失一半所需的时间,在温度为依0°C时大约为 依个半月;当水温升至依吧~贰0°C时,为贰0天;而在贰5~三0°C时,降至 漆天。渗入沉积物的石油消除较难,所需时间要几个月至几年
⑺ 石油从地下被抽出后,地层下的空间怎么处理就空着吗那样会有不好的影响吗
开采石油用的是水和石油的替换过程,用高压水把石油压出来,但是石油开采完了以后,不会再向地下注水,由于有石油储藏的地方地层结构一般是背斜,所以过一段时间,这些地方的水还是会顺着地层流到其他地方,形成一个空旷的空间,这个空间一般由于比较深,不作其他用途。
利用“三抽”设备(抽油泵、抽油杆、抽油机)把石油抽到地面上来,抽油泵又分为杆式泵和管式泵,油井根据情况选择下入不同的泵,油井的泵下入深度有浅有深,浅的只有几百米,深的有三、四千米,也更深些的.泵下多深,抽油杆也下多深。
(7)石油开采如何防止含水层扩展阅读:
有的石油硫含量高,胶质含量高,属含硫石蜡基。其直馏汽油馏分产率高,感铅性也好。柴油馏分的十六烷值高,闪点高,硫含量高,酸度大,经精制后可生产轻柴油与专用柴油。润滑油馏分中,有一部分组分的粘度指数在90以上,是生产内燃机油的良好的原料。
有的石油硫含量低,含蜡量较高,属低硫环烷一中间基。其汽油馏分感铅性好,且也富含环烷烃与芳香烃,故也是催化重整的良好原料。柴油馏分的凝点及硫含量均较低,酸度较大,产品需碱洗。减压渣油经氧化后可生产石油建筑沥青。
另有些低凝石油硫含量低、含蜡量也低,属低硫中间基。适于生产一些特殊性能的低凝产品,同时还可提取环烷酸是不可多得的宝贵资源。
⑻ 根据以上资料说明在石油开采过程中应该注意哪些问题
开采石油是即地震勘探、钻井完井交井以后,将原油从地层中开采出来进入油气集输系统的一个重要的资源能源行业。在国民经济中具有举足轻重的作用。
开采石油受着区域地质条件的控制,并分布在含油气盆地之内,含油气盆地是一定的地质历史时期内,受同一构造格局控制的,具有共同发展历史的统一沉降区。原油开采是集采油、井下作业、注水、集输为一体的工艺过程。油气田遍布全国,已经具有相当大的规模和生产能力,无论是生产工艺和开采石油都具有世界先进水平。成为国民经济发展的支柱产业。
但是,由于四十多年的开采,造成老油区资源能量的严重不足,给地面环境带来了严重污染,这些矛盾制约了生产的发展,引起了我们对开采石油过程中特别的关注。那开采石油应该注意哪些事项呢?
一、简单的工艺过程
开采石油方式有自喷采油和机械采油,自喷采油是由于地下含油层压力较高,凭其自身压力就可以使原油从井口喷出的采油方式。机械采油则是利用各种类型的泵把原油从井中抽出,目前我国开采石油以机械采油为主。不同的地质情况不同的油品性质采用不同的机械开采方式。对粘度小于50毫帕斯卡.秒,密度小于0.934的原油(称为稀油),一般用常规开采。对粘度大于50毫帕斯卡.秒,密度大于0.934的原油(称为稠油),一般用热力采油,即采用热蒸汽吞吐、掺稀油及伴热的采油方式。以辽河油田为例,气候寒冷是北方冬季的特征。油质除一部分稀油外,大部分油质为稠油和特稠油,由于原油重质成份多,粘度大,相对密度大,在油藏条件下原油几乎不能流动,无法用常规的方法开采,给生产和环境带来了一系列的问题。我们油田采用热力采油、稀释、乳化降粘方式开采。
稀释开采:即将一定量粘度小的稀油加入稠油中,降低粘度。
热力采油:即蒸汽吞吐、蒸气驱,就是对油层注入高温高压蒸气,加热油层里的原油,使原油的升高,粘度降低,增加原油的流动性,推动油层里的原油流向生产井。另外注入蒸气对油层加热后,蒸气变成热水流动,置换油层里原油滞流空隙。原油受注入蒸汽加热,其中轻质成分将气化,烃体积膨胀也会将原油推流到生产井。
乳化降粘:即将含有表面活性剂的水溶液混入稠油中,并在油管和抽油管表面上形成亲水的润湿表面。大大降低油流时的阻力,使油能够正常开采出来。
二、塬油开采过程中的环境因素分析
由于开采石油是一个从地下获取资源的过程,地质条件及地下的情况是开采石油中的决定因素。虽然开采石油是最终获取资源的活动,但是各种相关工艺如钻井。各种井下作业等对开采石油的地下地质情况。地面有直接的联系的影响。因此在考虑环境时也应做为开采石油的环境因素一并考虑。同时考虑了三种状态,三种时态和六个方面。
1.开采石油生产过程中的环境因素(包括正常异常紧急情况)。
2.资源能源的使用在工艺的各个环节中都会涉及到,为方便分析,作为总的环境因素来考虑。
3.原油做为开采石油的特征污染物在每个工艺中也都会涉及到,因而也作为总的环境因素来考虑。
三、主要生产过程的一些说明
1.开采石油企业应对采油生产之前的钻井和采油生产中的各种油井作业的相关方提出的管理要求,在各种设计中应了解施工中的基本环境因素和环境影响,国家对它的法律法规要求。并在预以充分的注意,采取事先预防。由于开采石油涉及地面环境和地下地质情况,从钻井到采油,井下作业,外输都存在泥浆处理、油品泄漏、原油落地。原油脱后水回注、烃类挥发,化学品药剂使用,有害固废处理、井喷、火灾等重要环境因素,如果逢值讯期控制不好,一旦事故发生就会导致大气、水体、土地、养殖业等的污染,伴随而来的就是环保纠纷经济赔偿,影响了企业正常生产,给企业带来巨大的经济损失。因此在开采石油过程中应特别强调安全生产,环境保护,遵守法律法规等。
2.在原辅材料的选择上、施工的设计上,都要求符合清洁生产,尽一切努力考虑清洁的工艺技术,使用无毒无害的清洁原材料,清洁的工艺流程、清洁的节能设备,以避免在生产过程中,运输过程中对环境的污染,对人体的损害。应该预防在先,作为污染预防不能只采用末端治理,应在生产的源头考虑预防污染的问题,并在生产过程中,各种工艺、各个环节都应考虑清洁生产的要求,这样才能保证全过程控制。
3.对有毒有害化学品等,在钻井、采油、井下、集输过程中都有不同程度的使用,要求按照MSDS的要求分类存放,对人员进行安全教育,尽量采用危害小的化学品,以免造成对人员损害和环境的污染。
4.工艺及生产过程中的环境因素。在开采石油中,由于特定的地质条件,原油从地下开采出来后输出时,在井口、集转站及长距离输送都需加热。因此动力系统、能源消耗都需要重点考虑,采油过程中能源消耗是比较大的,在考虑生产成本时应计算在内,降低能耗,合理使用能源是开采石油的主要指标之一。
5.开采石油是资源的开发,资源消耗同样非常重要,在开采石油过程中,原油泄漏、原油落地、油泥产生不但增加各种费用,使生产成本上升,影响了资源的有效利用,而且赞成了环保工作的难度,目前各采油企业都注重了对资源消耗的控制,一是把资源消耗做为消耗定额主要指标之一加以控制考核。二是大搞综合利用,减少浪费以保护资源,保护环境。
四、应急准备和预防措施
从开采石油、井下作业、集输,在任何一个环节中,均不能松懈,安全、环保第一的问题。必须要有组织保障,要有灵活的可操作的指挥系统和一定的应急准备程序,当然首要的是预防为主,绝对控制事故发生,其次是出现紧急情况时,应尽早消除或将其控制在最低限度。这就是开采石油企业的安全环保预防的主要对策。
开采石油是被公认的有毒有害、具有污染、井喷、火灾性质的危险企业,因此在严格遵守法律法规了至关重要。在整个生产工艺过程中、设计上已考虑了紧急情况,虽然都有应急的准备,一旦事故发生都有应急措施,但是为了以防万一,必须要求全体员工有比其他企业更强的安全意识和环保意识,安全、环保第一的思想与生产同样具有重要的地位。
⑼ 石油天然气工业中的放射性污染与防范措施有哪些
在油气田勘探开发过程中有时要使用一些放射性元素,例如,为了测定井中哪些地层含石油天然气或含水,要测量地层的密度,要追踪向井下注入的水的流向和分布,都要进行放射性测井。因此要使用放射性物质,如能在井下辐射出中子的镅铍(241Am-Be)中子源以及能在井下辐射伽马射线的铯(137Cs)、镭(226Ra)、钡(131Ba)、碘(131I)、锡(113Sn)、铟(113In)、锌(65Zn)放射性同位素源。其中辐射伽马射线的铯同位素(137Cs)的半衰期为31年;镅铍中子源中放射性同位素镅(241Am)的半衰期为249年;在追踪注入水的流向和分布时常用的钡同位素(131Ba)的半衰期为11.6天等。这些放射性物质在储存和使用时都向周围环境辐射出对人体有害的中子射线和伽马射线。
放射性测井过程中的污染主要是因操作不当造成的,如:配置的含放射性同位素(如钡)的溶液(活化液)溅出;在开瓶分装、稀释及搅拌过程中,有放射性的碘(131I)气溶胶逸出。另外,在石油天然气开采过程中,在地层中的微量放射性元素(钾、钍、铀等)可能被石油或水溶解并带出而沉积在石油管道的内壁上,也可能产生放射性污染。
在石油化工生产中,承压设备(如锅炉炉管、液化气球罐、液化气槽车、承压容器、管线等)的探伤、料位控制、液位测量、密度测定、物料剂量、化学成分分析及医疗中的透视、拍片、疾病治疗等,也采用核辐射技术。在正常工作情况下,不论是从事工业探伤的人员还是同位素仪表操作人员,只要遵守安全操作规程,注意安全防护,身体健康不会受到影响。
放射性污染使这只猪崽发生了令人心惊的基因变异(转载自中国科普城网站:http://www.stcity.net.cn)
油田对放射性测井过程的安全问题是十分重视的。为保护环境,防止污染,建立了各种制度。按国家规定,放射性物质的储藏、运输要有专门的源库、源车、源保护筒;操作人员备有专门的防护用具,甚至为从事放射性操作的人员配备专用餐车等。另外,在放射性同位素的选择上尽量使用半衰期短、辐射剂量低的同位素。如作为测井示踪剂的铟同位素的半衰期为99.8分钟。由于半衰期短,不会对环境造成明显的放射性污染。又由于其化学状态稳定,配制成低浓度溶液,挥发性不强,含放射性物质的有效能量低,不易对人体造成伤害。