天然气石油基础知识讲座课件.docx

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天然气石油基础知识讲座课件

石油基础知识讲座

一、什么是石油天然气whatisoilandgas?

二、哪里寻找石油wheretofindoilandgas?

三、怎样寻找石油与天然气howtofindoilandgas?

四、怎样开采石油与天然气howtoproduceoilandgas?

五、石油与天然气的集输和炼化

一、什么是石油与天然气

石油是以烷烃结构为主的碳氢化合物，密度为0.8~1.0克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30~-60摄氏度），沸点范围为常温到500摄氏度以上，可溶于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。

它由不同的碳氢化合物混合组成，组成石油的化学元素主要是碳（83%~87%）、氢（11%~14%），其余为硫（0.06%~0.8%）、氮（0.02%~1.7%）、氧（0.08%~1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁、锑等）。

由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95%~99%，含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。

天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。

在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。

烷烃分子结构：

CnH2n+2

炼油：

不同组分、气化汽化温度。

控制加热温度、压力，产生不同分子量的石化产品。

二、哪里去找石油和天然气

生油层、储油层、盖层

1、生油层

有机成油论：

有机物质（动物尸体）缺氧的还原环境生成油气

树木在氧化环境下成油气

无机成油论

出油层：

石油生成的地层

2、储油层

油气储集形成油气田的地层

生油层≠储油层

生油层至储油层，油气运移过程

储油空间（大部分油田）

孔隙空间：

砂岩、砾岩（克拉玛依油田）

裂隙空间：

碳酸盐裂缝（CaCo3）（川东气田）

孔洞：

碳酸盐孔洞（塔里木塔河油田）

3、盖层

致密岩层、低渗透率岩层

盐层

4、生、储、盖组合

5、油气藏类型

A、背斜油气田

B、单斜油气田

C、石灰岩裂缝油气田

D、砾岩溶洞油气田

6、沉积相

火成岩：

火山喷发形成的岩石

沉积岩：

江河湖海沉积物形成的岩层

变质岩：

受岩浆侵入高温变质的沉积岩

河流相沉积：

大江大河入海口泥沙沉积（胜利油田）

湖相沉积：

大型湖泊沉积物形成（大庆油田）

海相沉积：

浅水砂岩沉积、深水碳酸盐沉积（中东油田，特点-面积大）

7、地质年代

古生代、中生代、新生代

地质层系由古至新、由下而上

震旦、寒武、奥陶、泥盆、石碳、侏罗、白垩、第三、第四..

8、油气田分类

（1）气田。

自喷开采

（2）常规黑油油田。

稀油。

自喷、注水、抽油、工艺开采

（3）稠油油田

胶质沥青质含量高，原油粘度高，原油比重高。

如克拉玛依风城稠油，可站人，用刀切割取样。

稠油也叫重油。

稠油热采技术：

大型蒸汽发生器克拉玛依九区23吨/小时，开采度80%

单井技术

蒸汽驱开采技术、注气井注气、采油井采油

（4）高凝油田

原油高含蜡、高凝固点。

常温下呈石蜡型固态。

东北沈阳北部沈北油田，溢罐不能关井，防止油管灌“香肠”。

原油常温下可做雕刻造型。

（5）凝析油气田

气田条件下为气态，开采过程中凝析油析出。

塔里木油田牙哈凝析气田，一方气含凝析油50克，凝析油含蜡10%。

高产井日产气100万方，日产油50吨。

含蜡量5吨，成品油浅黄色，蜡白色。

饱和压力：

油层压力低于该压力值时，凝析油在地层中析出。

天然气回注，维持地层压力高于饱和压力开采，是凝析油气田开采工艺的核心技术。

三、怎样寻找油气田

1、人工地震2D3D

人工地震源：

放炮

检波器：

接受地层反射波

地震资料处理：

大型计算机

地层剖面：

寻找背斜、单斜等构造

2、钻井：

勘探井

定位井

发现井–一个新油田，第一口是油气井

探边井探油气控制边界

3、有效油气储量

储油量=含油面积×含油厚度×孔隙度×饱和度

孔隙度：

岩体能含油、水的孔隙空间的百分数。

20-30%

饱和度：

油占孔隙空间的百分数、60%70%

束缚水饱和度：

不可流动的水占孔隙空间的百分数。

渗透率：

（单位：

毫达西）（影响产量）单位面积、单位压差流过液体的能力

差油层：

几个毫达西

中等渗透性：

几十毫达西

好的渗透性：

上百毫达西

油层压力：

1大气压（at）=1kg/cm2

10米水柱=1大气压

油藏压力受静水柱压力影响，不等于上伏地层岩层重量形成的压力。

岩石平均比重2.3-2.4g/cm3,水比重1.0g/cm3

5000米油层，静水柱压力500kg/cm2，岩层形成压力500×2.3=1150kg/cm2（压裂油层所需要压力）

压裂：

撑起油层，形成砂缝、高渗透性通道。

压力系数：

5000m深油层，实测压力600kg/cm2

油层压力系数600/500=1.2（无单位系数）

高压力系数油气藏：

1.6～1.8（克拉2气田）

油层温度：

正常温度梯度：

100米3℃

油层温度=恒温层温度+油层深度/100×3

恒温层：

不受气表气温影响的地层温度。

一般指地下2米深，5～10℃（菜窖）

例：

5000米油层温度=5+5000/100×3=155℃

高温盆地：

温度梯度＞3℃/100m

低温盆地：

温度梯度＜3℃/100m（塔里木盆地2.4～2.6℃/100m）

四、怎样开采油气

1、钻井

套管系列

30”（吋）导管

20”表层套管

123/8”技术套管

95/8”技术套管

7”油层套管（生产套管）

套管头组合：

7”

95/8”

133/8”

20”

采油树

计量分离器

2、油气开采方式

自喷采油

机械采油：

抽油机、电潜泵

一次采油：

天然能量开采

二次采油：

注水开采，水驱采油

含水率=单井产水量/单井产液量

例如：

单井日产液100吨，日产水80吨

含水率=80/100=80%

转抽：

高含水井自喷生产停止，转用抽油泵抽油。

抽油泵抽油量=泵径截面积×冲程长度×冲次（次/分×60分钟24）×泵效

抽油机抽油：

＜100方/日

电潜泵抽油：

＞100方/日－200/日－300方/日

堵水：

油井封堵产水油层，降低油井产水率的一种作业。

调剖：

注水井注入堵水剂，减少高吸水油层吸水量。

提高低吸水层、不吸水层的吸水量。

完井

钻井完井

分接箍：

对于超深井来说一次固井完井时，泥浆泵压力不足，需要分段完成固井。

如6000米井深，分接箍深度3000米，分上下两次固井。

固井：

在套管外壁与井身内壁之间填充水泥浆的工艺。

尾管挂：

95/8”-7”尾管挂

7”套管－6000米井深，一次下6000米套管悬重太大，分两次下7”套管

采油工程完井

射孔

射孔弹孔径8mm～10mm

孔密：

8孔/米，10孔/米

完井管柱

完井封隔器：

作用—保护生产不受油气、地层水腐蚀

五、石油与天然气的集输和炼化

1、石油与天然气的集输

原油集输就是把油井生产的油气收集、输送和处理成合格原油的过程。

这一过程从油井井口开始，将油井生产出来的原油和伴生的天然气产品，在油田上进行集中和必要的处理或初加工。

使之成为合格的原油后，再送往长距离输油管线的首站外输，或者送往矿场油库经其它运输方式送到炼油厂或转运码头；合格的天然气集中到输气管线首站，再送往石油化工厂、液化气厂或其他用户。

概括地说油气集输的工作范围是指以油井为起点，矿场原油库或输油、输气管线首站为终点的矿场业务。

一般油气集输系统包括：

油井、计量站、接转站、集中处理站，这叫三级布站。

也有的是从计量站直接到集中处理站，这叫二级布站。

集中处理、注水、污水处理及变电建在一起的叫做联合站。

油井、计量站、集中处理站是收集油气并对油气进行初步加工的主要场所，它们之间由油气收集和输送管线联接。

2、石油与天然气的炼化

炼油一般是指石油炼制，原来是将石油通过蒸馏的方法分离生产符合内燃机使用的煤油、汽油、柴油等燃料油，副产石油气和渣油；比燃料油重的组份，又通过热裂化、催化裂化等工艺化学转化为燃料油，这些燃料油有的要采用加氢等工艺进行精制。

最重的减压渣油则经溶剂脱沥青过程生产出脱沥青油和石油沥青，或经过延迟焦化工艺使重油裂化为燃料油组份，并副产石油焦。

润滑油型炼油厂经溶剂精制、溶剂脱蜡和补充加氢等工艺，生产出各种发动机润滑油、机械油、变压器油、液压油等各种特殊工业用油。

近年来加氢工艺更多地用于燃料油和润滑油的生产中。

此外，为石油化工生产原料的炼油厂还采用加氢裂解工艺。

以石油及天然气生产的化学品品种极多、范围极广。

石油化工原料主要为来自石油炼制过程产生的各种石油馏分和炼厂气，以及油田气、天然气等。

石油馏分（主要是轻质油）通过烃类裂解、裂解气分离可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烃和苯、甲苯、二甲苯等芳烃，芳烃亦可来自石油轻馏分的催化重整。

石油轻馏分和天然气经蒸汽转化、重油经部分氧化可制取合成气,进而生产合成氨、合成甲醇等。

从烯烃出发,可生产各种醇、酮、醛、酸类及环氧化合物等。

随着科学技术的发展，上述烯烃、芳烃经加工可生产包括合成树脂、合成橡胶、合成纤维等高分子产品及一系列制品，如表面活性剂等精细化学品，因此石油化工的范畴已扩大到高分子化工和精细化工的大部分领域。

石油化工生产，一般与石油炼制或天然气加工结合，相互提供原料、副产品或半成品，以提高经济效益。

中石油2010年炼油化工数据

2008年

2009年

2010年

原油加工量（万吨）

12529.5

12512.2

13529.0

炼油配套负荷率（%）

95.6

90.6

93.2

成品油产量（万吨）

7921.5

8044.9

8632.6

汽油

2545.6

2581.5

2676.3

煤油

360.1

364.3

365.8

柴油

5015.9

5099.1

5590.5

润滑油产量（万吨）

176.8

140.1

160.7

乙烯产量（万吨）

267.6

298.9

361.5

合成树脂产量（万吨）

439.6

475.7

565.2

合成纤维产量（万吨）

14.1

14.2

12.0

合成橡胶产量（万吨）

40.7

48.0

61.9

尿素产量（万吨）

382.4

397.3

376.4

合成氨产量（万吨）

259.7

270.9

261.2