海上石油的开采.ppt

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海上石油的开采,郁.陈.陈.芦.,发展趋势,随着全球能源短缺状况日益严重，人类把目光转向海洋，致力与海上石油开发。

海上建起了越来越多的石油钻井，海洋石油的开采量随之增加。

Page3,中国石油需求现状及趋势,未来20年中国石油消费持续高速增长,中国石油需求增速远超世界平均水平。

据国际能源署预测,在2030年前，全球石油消费年均增速约为1.3%，而中国的石油需求增速将达3.6%。

2010-2030年美国、中国石油消费预测,数据来源：

国际能源署,Page4,生活中的一部分,据统计，一个人一生平均“吃掉”551千克石油，“穿掉”290千克，“行掉”3838千克，“注掉”2790千克石油是由于人类的生活联系非常密切。

1,3,4,Page5,生活中的一部分,1,3,4,Page6,石油定义,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。

文字内容,文字内容,Page7,石油储量大国排名,双击添加标题文字,双击添加标题文字,Page8,中国海洋油气分布及开采情况,3,双击添加标题文字,中国海洋油气基本情况,经过初步普查，我国已发现300多个可供勘探的沉积盆地，已探明的各种类型的储油构造400多个。

面积大约有450多万平方公里，其中海相沉积层面积约250万平方公里。

我国近海已发现的大型含油气盆地有10个。

它们是渤海盆地、北黄海盆地、南黄海盆地、东海盆地、台湾西部盆地、南海珠江口盆地、琉东南盆地、北部湾盆地、莺歌海盆地和台湾浅滩盆地。

Page9,我国海洋油气储量分布,我国海洋油气储量分布渤海：

有油气功能区近百个。

是我国第二大产油区，第一个海上油田。

东海：

主要由中海油和中石化投资建设。

我国与日本在该海域油气争夺相当激烈。

南海：

有含油气构造200多个，油气田180个，石油地质储量约占中国资源总量的1/3，70%蕴藏于深海区域。

油气可开发价值超过20万亿人民币，被称作“第二个波斯湾”。

Page10,中国海洋油气分布及开采情况,中国近海油气田分布图,Page11,油气聚集和驱动方式,单击添加,单击添加,单击添加,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）。

Page12,图,Page13,海洋石油开发技术特点,

（一）技术密集在勘探方法上：

多缆多震源勘探技术、数字电缆、高分辨处理技术；在钻井方面：

小井眼、小曲率半径水平钻井技术；在测井方面：

数控成像技术、大容量传输系统。

在海洋工程建设方面：

深水油井开发已发展到1000m，并形成一套完整的水平生产系统。

深海生产平台自动操纵装置。

Page14,海洋石油开发技术特点,

（二）资金密集勘探费用是陆地的几倍；一口井要上千万美元；一座中心平台要上亿美元；水深约增加100m，投资增加1倍。

Page15,海洋石油开发技术特点,（三）风险大失误多；周期长，从勘探到开发约需510年；海洋条件恶劣。

Page16,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。

Page17,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。

Page18,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:

水驱油藏，周围水体有地表水流补给而形成的静水压头；弹性水驱，周围封闭性水体和储层岩石的弹性膨胀作用；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；气顶驱，存在气顶时，气顶气随压力降低而发生的膨胀作用;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）。

Page19,自喷采油法,1,单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容,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、注气保持油藏压力的措施，延长油井的自喷期。

Page20,人工举升采油法,此处添加内容,此处添加内容,此处添加内容,内容,人工举升采油法,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。

Page21,气举采油法,气举法是指地层尚有一定能量，能够把油气驱动到井底，但地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面上时，需要人为地把气体注入井底，将原油举升出地面的人工举升采油方式。

它的举升原理和自喷井相似，是通过向油套环空注入高压气体，并通过油管上的多组气举阀在不同压力、不同井段时让一部分气体迸入油管，用以降低井筒中液体的密度，在井底流动压力的作用下，将液体排出井口。

同时，注入的高压气体在井筒上升的过程中，体积逐渐增大，气体的膨胀功对液体也产生携带作用。

气举适用于油井供液能力较强、地层渗透率高的油井。

海上采油、深井、斜井、含砂井、含气井和含有腐蚀性成分而不宜用其他人工举升采油方式开采的油井，都可采用气举采油。

Page22,泵抽采油法,双击添加标题文字,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。

Page23,有杆抽油泵,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。

Page24,抽油泵,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,单缸单作用抽油泵,Page25,海洋石油钻井装置,双击添加标题文字,在平台和海底井口之间，都有立管相通，平台一般都高出水面，能够避开波浪的冲击，形式有三边形、四边形或多边形，有上下两层甲板或单层甲板，供安装与存储钻井或采油的设备用。

风浪中的海洋平台,Page26,海洋石油钻井装置,一、固定式钻井平台,1.栈桥式钻井平台：

用栈桥与岸连接的平台。

2.带附属船式固定平台：

钻井设在平台上，其他附属设备、重要物资和生活区设在船上。

3.自载式固定平台：

所有设备都安装在平台上。

Page27,海洋石油钻井装置,1、座底式钻井平台,二、活动式钻井平台,2、自升式钻井平台,3、半潜式钻井平台,4、钻井船,Page28,座底式钻井平台：

这是一种只用于浅水区域并渐趋淘汰的旧式平台。

下部为一大型浮力沉垫，上部为钻井平台，中间用支柱联结。

在沉垫浮于水面的状态拖往作业海域，定位后灌注压载水坐落海底，平台上面甲板露出水面一定高度进行作业。

钻井结束以后排水，上浮，拖移，作业水深最大不超过50m。

Page29,Page30,半潜式钻井平台最大工作水深约500m，最大排水量已达3万多吨，约占全世界钻探船总数的30左右。

Page31,世界上最大的钻井船是韩国“深海探索者”号，造价2亿美元，长216m，宽42m，载重10.3万吨，可在3000m水深作业。

建造石油钻井平台价格很贵，一般5500万2亿美元。

Page32,钻井技术,你知道有的钻井设备可以钻探到地下6英里（9.7公里）深的地方吗？

那比珠穆朗玛峰的高度还要大！

这幅图画的是钻井设备上的起重设备.这个设备被用来提升和放下钻柱的。

钻柱是一根根10米（30ft）长的钻杆连接起来组成的。

Page33,钻井技术,打井时：

在海底井口安置套框。

钻杆（空心带钻头）由打桩机经套管打入海底。

传动钻杆连接于钻杆顶端方孔。

当钻深超出一根钻杆深度时，再接上一根传动钻杆。

直至钻至所需深度为止。

钻完取上钻杆时，反序拉上拆下。

套管则留在海中。

Page34,钻井,钻井的工序,首先用大钻头钻一小段井眼,然后钢制的套管被下入井中，并用水泥固定套管的外侧，防止井眼塌陷。

下一步，一个小一些的钻头在第一个套管内部开钻。

这个钻头从上一个套管的底部钻出一个新的井眼。

然后在这个新的井眼中也下套管，并用水泥固定。

如前，再钻一个更小的井眼，,再下相应的套管，防止塌陷。

PreparedbyTomSheeran,用这种方法，井眼分段钻进，直到目标储层被钻穿。

这时候，地质专家必须确定目标储层是否含有油气。

如果测井结果很好，我们在生产层段下最后一次的套管,用水泥固定。

然后在井眼内用射孔枪进行射孔，击穿生产层段部分的井壁套管。

在井眼里放入生产油管,用封隔器把生产层段和上部的套管空间分隔开。

油管,封隔器,最后，这口井的流体被采到地面的管线，这些管线把井和地面的生产设备连接起来。

地面的生产设备将生产出的流体中的油、水、气分离,Page44,中海油未来海洋战略规划,中海油规划到2015年油气产量较2010年翻番增长。

在“十二五”期间，中海油将会再建设5000万吨油当量的生产能力，并同时建成投产23个深水油气田，年油气总产量要达到11.2亿吨油当量，总投资将达25003000亿元人民币。

“十二五”期间开发重点仍在浅海，南海深水战略启动试水。

中海油旗下“海洋石油981”半潜式钻