石油开采最基本知识好Word格式.docx

1、石油由碳氢化合物为主混合而成的，具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体！天然气是以气态的碳氢化合物为主的各种气体组成的，具有特殊气味的、无色的易燃性混合气体。在整个的石油系统中分工也是比较细的：物探 专门负责利用各种物探设备并结合地质资料在可能含油气的区域内确定油气层的位置；钻井 利用钻井的机械设备在含油气的区域钻探出一口石油井并录取该地区的地质资料；井下作业 利用井下作业设备在地面向井内下入各种井下工具或生产管柱以录取该井的各项生产资料，或使该井正常产出原油或天然气并负责日后石油井的维护作业；采油 在石油井的正常生产过程中录取石油井的各项生产资料并对石油井的生产设备进行日常维护；集输 负责原油

2、的对外输送工作；炼油 将输送到炼油厂的原油按要求炼制出不同的石油产品如汽油、柴油、煤油等！石油的性质因产地而异，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 -60C），沸点范围为常温到500C以上，可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。 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。不

3、同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大， 但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。 通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低， 镍、氮含量中等，钒含量极少。除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占1/3。组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。大庆原油的主要特点是含蜡量高，凝点高，硫含量低，属低硫石蜡基原油。从寻找石油到利用石油，大致要经过四个主要环节，即寻找、开采、输送和加工，这四个环节一般又分别称为“石油勘探”、“油田开发”、“油气集输”和“石油炼制”

4、。下面就这四个环节来追溯一下石油工业的发展历史。 “石油勘探”有许多方法，但地下是否有油，最终要靠钻井来证实。一个国家在钻井技术上的进步程度，往往反映了这个国家石油工业的发展状况，因此，有的国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井，以表示他们在石油工业发展上迈出了最早的一步。 “油田开发”指的是用钻井的办法证实了油气的分布范围，并且有井可以投入生产而形成一定生产规模。从这个意义上说，1821年四川富顺县自流井气田的开发是世界上最早的天然气田。 “油气集输”技术也随着油气的开发应运而生，公元1875年左右，自流井气田采用当地盛产的竹子为原料，去节打通，外用麻布缠绕涂以桐油，连接成我们现在称呼的“输气

5、管道”，总长二、三百里，在当时的自流井地区，绵延交织的管线翻越丘陵，穿过沟涧，形成输气网络，使天然气的应用从井的附近延伸到远距离的盐灶，推动了气田的开发，使当时的天然气达到年产7000多万立方米。至于“石油炼制”，起始的年代还要更早一些，北魏时所著的水经注，成书年代大约是公元512518年，书中介绍了从石油中提炼润滑油的情况。英国科学家约瑟在有关论文中指出：“在公元十世纪，中国就已经有石油而且大量使用。由此可见，在这以前中国人就对石油进行蒸馏加工了”。说明早在公元六世纪我国就萌发了石油炼制工艺。 石油是一种液态的，以碳氢化合物为主要成分的矿产品。原油是从地下采出的石油，或称天然石油。人造石油是

6、从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。组成原油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧。2 石油勘探石油成因的学说 主要有无机成因和有机成因学说。多数学者认为石油主要是有机成因的。生油岩 按照有机成因学说，大量的微体生物遗骸与泥砂或碳酸质沉淀物埋藏在地下，经过长时期的物理化学作用，形成富含有机质的岩石，其中的生物遗骸转化为石油。这种岩石称为生油岩。储集层 能够储存和渗滤油气的岩层，它必须具有储存空间（孔隙性）和储存空间一定的连通性（渗透性）。储集层中可以阻止油气向前继续运移，并在其中贮存聚集起来的一种场所，称为圈闭或储油气圈闭。油气藏 圈闭内储集了相当多的油气，就称为油气藏。油气田 在地质意义上，油气田

7、是一定（连续）的产油面积内各油气藏的总称。该产油面积是受单一的或多种的地质因素控制的地质单位。油气聚集带 油气聚集带是油气聚集条件相似的、位置邻近的一系列油气藏或油气田的总和。它具有明确的地质边界区，形成年产原油430万吨和天然气3.8亿立方米生产能力。含油气盆地 在地质历史上某一时期的沉降区，接受同一时期的沉积物，有统一边界，其中可形成并储集油气的地质单元，称做含油气盆地。生油门限 生油岩在地质历史中随着埋藏在地下的深度加大，受到的压力和温度增加，其中的有机质逐步转变成油或气。当生油岩的埋藏到达大量生成石油的深度（也是与深度相应温度）时，叫进入生油门限。油气地质储量及其分级 油气地质储量就是

8、油气在地下油藏或油田中的蕴藏量，油以重量（吨 ）为计量单位，气以体积（立方米）为计量单位。地质储量按控制程度及精确性由低到高分为预测储量、控制储量和探明储量三级。地处豫西南的南阳盆地，矿区横跨南阳、驻马店、平顶山三地市，分布在新野、唐河等8县境内。已累计找到14个油田，探明石油地质储量1.7亿吨及含油面积117.9平方公里。1995年年产原油192万吨。油（气）按储量可分 按最终可采储量值可分成4种：特大油（气）田：石油最终可采储量大于7亿吨（50亿桶）的油田。天然气可按1137米3气=1吨原油折算。大型油（气）田：石油最终可采储量0.77亿吨（550亿桶）的油（气）田。中型油（气）田：石油最

9、终可采储量7107100万吨（0.55亿桶）的油（气）田。小型油（气）田：石油最终可采储量小于710万吨（5000万桶）的油（气）田。按圈闭类型划分油气藏 有构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三大类。后两类比较难于发现，勘探难度大，称为隐蔽圈闭油气藏。岩石分类 岩石分沉积岩、火成岩及变质岩三大类。多数油、气储存于沉积岩中，火成岩及变质岩中也可以储存油、气。常见的沉积岩有砂岩、砾岩、泥岩、页岩、石灰岩及白云岩等。地层及其单位 岩石（特别是沉积岩）常常是由老到新呈现为层状排列的，因而把这些排列在一起的岩石统称为地层。地层的单位有大有小，因其成因和时代及工作需要可把排列在一起的岩石划分为不同的地层单

10、位和系统。地层时代划分 地层形成的年代有老有新，通常把地层的时代由老至新划分为太古代、元古代、古生代、中生代、新生代等，与“代”相对应的地层单位则称为“界”，如太古界、新生界等。“代”可以细分为“纪”，如中生代分为三叠纪、侏罗纪、白垩纪，新生代分为第三纪、第四纪等，与“纪”相对应的地层单位称为“系”，如侏罗系、第三系等。“纪”和“系”还可以再详细划分，如油、气勘探开发工作中常用到的“组”和“层”，就是更小的地层单位。三维地震勘探 由于地震勘探的测线只提供了二维的信息，要了解一定面积内的地下情况需要把各条测线的地震剖面进行对比，找出相关的信息推断测线之间的地下情况，才能形成整体概念，这就可能产生

11、相当大的人为误差。三维地震是在一定的面积上采用地下地震信息的方法，它可从三维空间（立体的）了解地下地质构造情况。这种方法可以提供剖面的、平面的，立体的地下地质图构造图象，大大地提高了地震勘探的精确度，对地下地质构造复杂多变的地区特别有效。干气和湿气 油田的伴生天然气，经过脱水、净化和轻烃回收工艺，提取出液化气和轻质油以后，主要成分是甲烷的处理天然气叫干气。一般来说，天然气中甲烷含量在90%以上的叫干气。甲烷含量低于90%，而乙烷、丙烷等烷烃的含量在10%以上的叫湿气。沉积相 指在一定的沉积环境下形成的岩石组合。在沉积环境中起决定作用的是自然地理条件的不同，一般把沉积相分为陆相、海相和海陆过渡相

12、。油气盆地数值模拟技术 油气盆地数值模拟技术主要是从盆地石油地质成因机制出发，将油气的生成、运移、聚集合为一体，充分研究各种地质参数，建立数字化动态模型，并形成一维三维的计算机软件，全方位的描述一个盆地的油气资源形成及地质演化过程。石油勘探 所谓石油勘探，就是为了寻找和查明油气资源，而利用各种勘探手段了解地下的地质状况，认识生油、储油、油气运移、聚集、保存等条件，综合评价含油气远景，确定油气聚集的有利地区，找到储油气的圈闭，并探明油气田面积，搞清油气层情况和产出能力的过程。地震勘探 地震勘探是地球物理勘探中一种最重要的的方法。它的原理是由人工制造强烈的震动（一般是在地下不深处的爆炸）所引起的弹

13、性波在岩石中传播时，当遇着岩层的分界面，便产生反射波或折射波，在它返回地面时用高度灵敏的仪器记录下来，根据波的传播路线和时间，确定发生反射波或折射波的岩层界面的埋藏深度和形状，认识地下地质构造，以寻找油气圈闭。多次覆盖 多次覆盖是指采用一定的观测系统获得对地下每个反射点多次重复观测的采集地震波讯号的方法。它可以消除一些局部的干扰，有利于求得较准确的讯号。地震剖面 地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线，沿各条测线进行地震施工采集地震信息，然后经过电子计算机处理就得出一张张地震剖面图。经过地质解释的地震剖面图就象从地面向下切了一刀，在二维空间（长度和深度方向）上显示了地下的地质构造情况。地震勘探

14、的数据处理 把记录采集到地震信息的磁带上的大量数据输入到专用的电子计算机中，按照不同的要求用一系列功能不同的程序进行处理运算，把数据进行归类编排，突出有效的，除去无效和错误的，最后把经过各种处理的数据以波形、线形的形式绘制在胶片上或静电纸上，形成一张张地震剖面。这个过程就称做数据处理。地震勘探中所说的速度 地震勘探所说的速度即是地震波的传播速度。常用的是平均速度，它是地震波垂直穿过某一岩层界面以上各地层的总厚度与各层传播时间总和之比，可以用来把地震记录的时间转换为深度（距离）。此外，还有层速度、均方根速度、叠加速度等。水平叠加剖面 在用多次覆盖方法采集的地震资料处理过程中，把共同反射点的许多道

15、的记录经动校正以后叠加起来，以提高讯噪比（高讯号与噪声的比例），压制干扰，用这种方法处理所得到的地震剖面叫水平叠加剖面。叠加偏移剖面 在地震资料处理中，在水平叠加的基础上，实现反射层的空间自动归位，用这种方法处理得到的地震剖面，就是叠加偏移剖面。垂直地震剖面 地震源放置于地面，接收的检波器置于深井中，地面激发震动后由不同深度的检波器接收地震波讯号，这种方法获得的地震波讯号是单程的，而不是反射或折射回来的，对分析和认识地下地质构造情况更为准确。地震资料解释 地震资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过程，包括运用波动理论和地质知识，综合地质、钻井、测井等各项资料，做出构造解释、地层解释，岩

16、性和烃类检测解释及综合解释，绘出有关的成果图件，对测区作出含油气评价，提出钻井位置等。地震地层学 地震地层学是把地层学和沉积学特别是岩性、岩相的研究成果，运用到地震解释工作中，把地震资料中蕴藏的地层和沉积特征的信息充分利用起来，做出系统解释的方法。地震层序 地震层序是沉积层序在地震剖面图上的反映。在地震剖面图上找出两个相邻的反映地层不整合接触的界面，则两个界面之间的地层叫做一个地震层序。但因为受不整合面影响，其间的地层即地震层序是不完整的，沿不整合面追踪到地层变成整合的之后，这个地震层序才是完整的。层序地层学 层序地层学是在地震地层学基础上进一步发展的新学科，是综合地质、地震资料，详细划分并确

17、立地下地层的层序，从而研究其构造活动、沉积环境的变化、岩相分布等。地震相 地震相是指沉积物（岩层）在地震剖面图上所反映的主要特征的总和。地震相标志分为：内部反射结构；反射连续性；反射振幅；反射频率；外部几何形态及其伴生关系。合成地震记录 合成地震记录是用声波测井或垂直地震剖面资料经过人工合成转换成的地震记录（地震道）。它是地震模型技术中应用非常广泛的一种，也是层位标定、油藏描述等工作的基础，是把地质模型转化为地震信息的中间媒介。油气检测技术 油气检测技术是一种综合利用烃类存在的多种地震特性参数（速度、频率、振幅、相位等）来确定油气富集带的方法。这类技术有许多种，目前常用的有亮点技术和AVO技术

18、等。储集层预测技术 储集层预测技术是综合应用地震、地质、钻井、测井等各项资料对地下储集层的分布、厚度及岩性和物理性质变化进行追踪和预测的一项先进技术。地震横波勘探 地震波（弹性波）的传播有纵波与横波两种，纵波质点位移的方向与波的传播方向平行，横波的质点位移方向与波的传播方向垂直。现在通用的地震勘探方法采集的是纵波的讯号，采集横波讯号的称做地震横波勘探。横波在判断岩性、裂缝和含油气性方面有其固有的优点。此种勘探方法在我国正处于研究和实验阶段。重力勘探 各种岩石和矿物的密度（质量）是不同，根据万有引力定律，其引力也不相同。椐此研究出重力测量仪器，测量地面上各个部位的地球引力（即重力），排除区域性引

19、力（重力场）的影响，就可得出局部的重力差值，发现异常区，这一方法称做重力勘探。它就是利用岩石和矿物的密度与重力场值之间的内在联系来研究地下的地质构造。磁力勘探 各种岩石和矿物的磁性是不同的，测定地面上各部位的磁力强弱以研究地下岩石矿物的分布和地质构造，称做磁力勘探。由于地球本身就是个大磁体，所以对磁力的预测值应进行校正，求出只与岩石矿物磁性有关的磁力异常。一般铁磁性矿物含量愈高，磁性愈强。在油气田区，由于烃类向地面渗漏而形成还原环境，可把岩石或土壤中的氧化铁还原成磁铁矿，用高精度的磁力仪可以测出这种磁异常，从而与其它勘探手段配合，发现油气田。 电法勘探 电法勘探的实质是利用岩石和矿物（包括其中

20、的流体）的电阻率不同，在地面测量地下不同深度地层介质电性差异，用以研究各层地质构造的方法，对高电阻率岩层如石灰岩等效果明显。电法勘探种类较多，我国目前石油电法勘探一般用直流电测深、大地电磁测深、可控源声频大地电磁测深等方法，近期又发展了差分标定电法、大地电场岩性探测法等新方法。地球化学勘探 根据大多数油气藏的上方都存在着烃类扩散的“蚀变晕”的特点，用化学的方法寻找这类异常区，从而发现油气田，就是油气地球化学勘探。油气地球化学勘探方法的种类比较多，常用的是土壤烃气体测量、土壤硫酸盐法、稳定碳同位素法、汞和碘测量法等，还有地下水化学法及井下地球化学勘探法。地球物理测井 地球物理测井简称测井，是在钻

21、孔中使用测量电、声、热、放射性等物理性质的仪器，以辨别地下岩石和流体性质的方法，是勘探和开发油气田的重要手段。测井系列 不同的测井仪器有不同的性能和作用，在某种地质条件和钻孔条件下，根据一定的地质或工程目的，采用多种有针对性的测井仪器组合起来进行测井，称为达到这种目的的测井系列。电阻率测井 是在钻孔中采用布置在不同部位的供电电极和测量电极来测定岩石（包括其中的流体）电阻率的方法。通常所用的三电阻率测井系列是：深侧向、浅侧向和微侧向电阻率测井。声速测井 声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速度不同的特性进行的一种测井方法。通过在井中放置发射探头和接收探头，记录声波从发射探头经地层传播到接收探

22、头的时间差值，所以声速测井也叫时差测井。用时差测井曲线可以求出储集层的孔隙度，相应地辨别岩性，特别是易于识别含气的储集层。放射性测井 放射性测井即是在钻孔中测量放射性的方法，一般有两大类：中子测井与自然伽马测井。中子测井是用中子源向地层中发射连续的快中子流，这些中子与地层中的原子核碰撞而损失一部分能量，用深测器（计数器）测定这些能量用以计算地层的孔隙度并辨别其中流体性质。自然伽马测井是测量地层和流体中不稳定元素的自然放射性发出的伽马射线，用以判断岩石性质，特别是泥质和粘土岩。井温测井 井温测井又称热测井，它可以进行地温梯度的测量；可以在产液井中寻找产液的井段，在注入井中寻找注入的井段；对热力采

23、油井，可以通过邻井的井温测量检查注蒸汽的效果；可以评价压裂酸化施工的效果等。地层倾角测井 地层倾角测井是在钻孔中测量地层倾斜方向和倾斜角度的方法。根据测得的数据，可以研究地质构造与沉积环境，从而追踪地下油气的分布情况。井径测井 井径测井仪是用来测量钻孔直径的。在未下套管的井中可以测量井径不规则程度，提供下套管固井施工所需要的水泥用量参数；还可根据钻孔的不规则形态，分析判断地下岩层裂缝的发育程度和裂缝的方向。在套管受损坏的井中，可以测量套管损坏的位置和变形情况。自然伽马射能谱测井 自然伽马能谱测井是测量地层中放射性元素铀、钍和钾40的伽马射线强度谱，从而确定它们在地层中的含量，用于分析岩石及流体

24、性质。声波变密度测井 补偿声波测量的是接收到的声波波列的首波达到时间，用于测定地层的声波传播速度，源距较短，其资料用来计算地层孔隙度和确定气层。全波列声波测井记录的是接收到的声波全部波列，可测定岩层的弹性模量，其源距较长，用于求解岩层强度、检查压裂效果及固井质量等，在求解地层孔隙度及判断气层方面比补偿声波更为准确。三孔隙度测井 指补偿中子、补偿密度及补偿声波测井。测井解释的“四性” “四性”是指地层的岩性、储集性（孔隙度、渗透率）、含油性和物理性。测井相 测井相又名电相，是从测井资料中提取与岩相有关的地质信息，并将测井曲线划分若干个不同特点的小单元，经与岩心资料详细对比，明确各单元所反映的岩相

25、，即是测井相。在一个地区建立了测井相后，可以利用测井曲线解释出井的柱状岩性剖面图。油藏描述 油藏描述是一种新技术，它把地震、测井、地质等多方面资料综合起来，运用计算机手段进行处理，定性、定量描述三维空间的油气藏，包括：构造、储层、储集空间、流体性质及分布、渗流物理特征、压力和温度、驱动能量和驱动类型、油气藏类型等，是对油气藏本身正确的认识。井壁取心 井壁取心是使用测井电缆将取心器下入井中，用炸药将取心器打入井壁，取下小块岩石以了解岩石及其中流体性质的方法。油气探井 为勘察地下含油气情况所钻的井称油气探井。探井一般有4大类。参数井：了解一个地区（盆地或凹陷）生油岩和储集岩存在和分布的情况的井；预

26、探井：了解一个圈闭中是否含有油气和储集岩分布情况的井；评价井：在预探井发现含油气储集层后，为探明这个圈闭（油气藏）含油气面积和地质储量所钻的井；资料井：为获得油气藏油层参数（主要是使用特殊工具在钻进中取出整块，进行检测与分析）所钻的井。地质录井 地质录井是配合钻井勘探油气的一种重要手段，是随着钻井过程利用多种资料和参数观察、检测、判断和分析地下岩石性质和含油气情况的方法。主要包括岩屑录井、岩心录井、钻时录井、荧光录井、钻井液录井及气测录井等。钻头 钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。钻机八大件 钻机八大件：井架、天车

27、、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。钻柱组成及其作用 钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：（1）起下钻头；（2）施加钻压；（3）传递动力；（4）输送钻井液；（5）进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。钻井液的性能及作用 钻井液的性能主要有：（1）密度；（2）粘度；（3）屈服值；（4）静切力；（5）失水量；（6）泥饼厚度；（7）含砂量；（8）酸碱度；（9）固相、油水含量。钻井液是钻井的血液，其主作用是：1）携带、悬浮岩屑；2）冷却、润滑钻头和钻具；3）清洗、冲刷井底，利于钻井；4）利用钻井液液柱压力，防止井喷；5）保护井壁，防止井壁垮塌；

28、6）为井下动力钻具传递动力。常用的钻井液净化设备 常用的钻井液净化设备：（1）振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒；（2）旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒；（3）螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；（4）筛筒式离心分离机，作用是回收重晶石。钻井中钻井液的循环程序 钻井 液罐 经泵地面 管汇立管水龙带、水龙头钻柱内钻头钻柱外环形空间井口、泥浆（钻井液）槽钻井液净化设备钻井液罐。钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害 主要有以下几种损害：（1）固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；（2）滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；（3）钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；（

29、4）产生水锁效应，增加油气流动阻力。预测和监测地层压力的方法 （1）钻井前，采用地震法；（2）钻井中，采用机械钻速法，d、dc指数法，页岩密度法；（3）完井后，采用密度测井，声波时差测井，试油测试等方法。钻井液静液压力和钻井中变化 静液压力，是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化，岩屑的进入会增加液柱压力，油、气水侵会降低静液压力，井内钻井液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有：有效地净化钻井液；起钻及时灌满钻井液。喷射钻井 喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时，所产生的高速射流的水力作用，提高机械钻速的一种钻井方法。影响机械钻速的因素 （1）钻压、转速和钻井液排量；（2）钻井液性质；（3）钻头水力功率的大小；（4）岩石可钻性与钻头类型。钻井取心工具组成 （1）取心钻头：用于钻取岩心；（2）外岩心筒：承受钻压、传递扭矩；（3）内岩心筒：储存、保护岩心；（4）岩心爪：割断、承托、取出岩心；（5）还有悬挂轴承、分水流头、回压凡尔、扶正器等。取岩心 取岩心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来，这种成块的岩