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1、第八讲课文译文2011-05-27 14:481、 勘探想拥有石油，首先要进行勘探，即找到其地下构造能“暗藏”黑色金子的地方。油层的存在并不是严格遵循物理的规律，它在某地的存在是依据如下两条基本的标准：碳氢化合物（石油）应该形成于“地利”的地方，那就是人们称之为母岩的地方。 这种地方正好经过了大海的沉积阶段，而且沉积的大海含有有机物，这些有机物经过物理化学演变，形成了石油。变成石油的过程是一个非常长的时间（数百万年） ，但是这些碳氢化合物形成的条件在地球进化的各个时期都存在，因此，在各个沉积的地方都能找到碳氢化合物。然而，有些地质时代在某些地方产生的有机物质特别多，最终，导致比其它地方更精致的
2、物理化学变化。所以，碳氢化合物在沉积盆地的分布情况各不相同。如果要有油层，还必须在石油形成后，被集中，然后被“ 捕” 入“油库”。被称之为“油库” 的地方是一个上部被密封的、周围被粘土或不渗水的岩石环绕的空间，该空间有大有小，其中有一种带孔的岩石，类似于海棉。在这种岩石中，充满了气体和液体（石油） ，以及盐水。碳氢化合物在大多数情况下形成于海中，所以一般都蕴藏在含水的母岩中，静态液压将其推向高处（碳氢化合物比水轻） 。如果在其向高处的运动中，这些碳氢化合物途中遇到一个不渗漏的岩石区，它们的运动就停止。油层就构成一个带不渗漏的顶的油库。油库的质量由其孔隙的状况（岩石的空隙越多，含油量就越大）和渗
3、漏的状况（是否有采油的可能性）决定。石油勘探就是研究石油地质。勘探首先是根据航拍照片绘制地图。石油地质是指全部用于预测油层分布的技术；它有两个分支：狭义的地质学，是研究碳氢化合物的形成以及作为油库（或覆盖物）的岩石的其它特征。内部结构学是要通过地面上的办法确定“油捕”的存在；也就是地球物理学，勘探队遍寻可能含油的（需要勘探的）地方，并绘出结构图。最尖端的手段已投入使用，有可能含油的区域通过测网可以得到精确定位。地震测网是通过发出冲击波，并通过测量其反射和折射来获取信息，以确定石油形成的深度和分布。在陆地上，冲击波要么借助炸药，要么借助石油勘探车发出。数据通过地震检波器收录。在海上，要通过轮船拖
4、着压缩空气波发生器（大炮） ，以及一套压力传感器网络（水下检波器）来勘测，其成直线分布（等浮电缆） ，长度可达10公里。上述所有的技术的利用可以找出 “潜在含有带” ，即“推定的” 油层，但最终还需在现场钻探确定。注释：地球物理：地质构成，使用地震测量学和控制爆破，岩芯取样。2、 钻探配图文字：海上钻井平台配图文字：钻头钻探是石油勘探的关键。这个阶段是建设费用投入的最主要阶段（占2/3） 。当然这种费用取决于所在的位置和钻井深度。海上勘探比陆地上要贵许多（数倍） 。尽管地质勘探的方法有了很大的进步，发现油层，尤其是巨型油层，仍然是罕有的事。在世界范围内，平均钻十口井才能发现一个油层，但是要钻1
5、00口井，才能发现一个年产1000万吨的油层。在钻探方面，其经济性主要受到发现油层的不确定性的左右。所以要预先进行选址的概率计算，一旦明白并采纳了数据的概率计算，要选择最经济的技术就非常简单了。一台钻机由钻井桅杆构成，桅杆用于降下钻杆，在钻杆的尽头是钻头。钻杆由一组首尾螺纹连接管道构成，随着钻进深度的加大，不断接长。钻头在井底切割岩石。一种流体（一种水和粘土的混合物）被注入井中，填满井的边沿，并把钻井岩屑提升。还要准备其它的工具，如配有人工合成钻石刀具的铣床。钻井的位子可能在海上，这时就位于钻井平台上（详见钻井平台的设计、建设、运输、安装和投产的条目） 。原则上，海上的经营生产与陆地上没有根本
6、的差别。然而，如果说由于移动的方便，让海上的地震勘测非常省钱，但是钻探就是另一回事了，要么使用船、要么借助固定平台或者移动平台，比陆上钻探的花费要多数倍（3到4倍） 。即使人们不愿了解经济问题，但是在海洋的深处钻井也遇到了仍存在的技术的局限，当然钻井技术会随着机器人的发明在将来会取得进步的。现代钻井技术可以从唯一一个点钻出斜井，这样可以将井集中，控制地表占地（限制森林砍伐或海上钻井平台的规模）油井可以是斜的，也可以是实实在在水平向的，甚至是 U 型的。水平方向的油井可以扩大油井与储油岩石的接触面积，所以其生产效率比垂直井高5到10倍。钻井分为几个步骤：配图文字zone annulaire ci
7、mente 水泥环1er trou de forage 第一钻孔tubage conducteur 导管tubage de surface 表层导管tubage intermdiaire 中间导管tubage de production 生产导管intervalle perfor 射孔段第一钻孔较宽，直径为30英寸（大约76厘米） ，从地面一直到地下数十米，为了稳固初始地面，第一钻孔将用26英寸的套管加固，并浇注水泥，以保证土层与管道的联结。管道将作为之后20英寸的钻头的导管，钻头继续向深处开钻，然后又安导管，浇注水泥（表层导管） 。根据需要钻井的深度，可以钻到第五钻孔，而且直径越来越小。这种
8、技术可以隔离外部区域，从而避免受到污染，比如表面含水层的污染。通常最后一个钻孔的直径为8.5英寸（大约21厘米） ，但也可以更小，为了评估钻井的潜力，要不断分析岩芯。在该钻孔中，在安装导管前，将工具接上电缆，降入钻井中，以评估所遇到的岩石的含有的可能性：这就叫作电子测井。获取的信息可以： 修正地震测量数据与深度(米) 数据之间的关系；评估产油层的厚度；评估空隙状态。也可以通过特殊钻头提取土层岩芯。这也可以通过电缆测侧壁的岩芯，或者通过专用工具回收想要的流体。如果井被认为有价值生产，就将再安装一个导管，我们用的是7英寸的（大约18厘米） ，并现场浇注水泥。之后通过电缆放下一个包含炸药的炮（空心装
9、药，穿甲弹原理）到预计的产油区域对面，并且钻通导管和水泥，以使母岩与油井接通。3. 采油配图文字：二十世纪初在罗马尼亚的油井3-1 评估一旦油层通过钻探被正式发现，就要进行一系列测试，以评估所发现的油田，还有：l 通过获取岩芯对储油岩抽样，以便确定其空隙状况、渗透性等等。l 在油层的底部提取流体样本，以便测量其成份，浓度、黏度等等。l 核实各个产油层，因为产油层常常分为从上到下的几个采油层。l 试生产：让井产油几个小时，这样可以测出水、汽、油的不同比例，而且对流量有个初步的认识。如果是大型的油层（有些油田直径达数十公里） ，可以打数个勘探井，以确定蕴藏量。这些信息可以用来编制油层开发计划，包括
10、钻井数量、设计的回收方式、流体流量、附属设施造价（输油管、处理站，等等） ；另一方面，也要按每桶油的估价、以及与相关主权国家的分配协议，评估收益这个方面的财务平衡左右着决定的作出。这个计划随着油田的衰老，要随时根据当时的实际情况进行调整。3-2 一次采油油层与地下的压力是平衡的，它可能达到数百巴；在油井寿命之初，石油自动跑到地面，被各种可能同时出现的的因素推出，但是很快就变弱了；这个阶段被称为“一次采油”，根据情况不同，只能获得5%到 40%的蕴藏油。一次采油的油井不需要任何地面设备，如果不算有名的“圣诞树” 的话（安装在井上的各种阀门，从地面来开闭油井的） 。其它产油方式，包括二次采油、三次
11、采油，都被称为“机具采油”。3-3 流体处理到达地面的流体，除了石油以外通常还含有：水，要么是油层的含水，要么是注入的水（详见以下） 、气。这两种成分要与石油分离，通过一个分离器完成；根据油井的大小和气相的组分，有可能需要添加一台燃气处理装置，以使存在的各种碳氢化合物能更精确的分离，需要时，要分离二氧化碳和硫化氢。水可以排掉，也可以从新注入井中；燃气，如果数量太少，可现场烧掉。后一种处理方法，由于连续的温室效应，越来越受到批评，而且石油公司也在努力限制。3-4 二次采油在这个阶段之后，油井就不能再足量产油，于是就采用给地下增压的技术以继续产油；这样就要求额外的设备：油井潜水泵，这是“马头” 泵
12、的经典图片，详见旁边示意图。1.Moteur 电机2.Contrepoids 配重3.Arbre de transmission 传动轴4.Bras principal 主臂（游梁）5.Tte 驴头6.Cble 电缆7.Tte de puits 井口8.Conduite de ptrole 油管9.Fondation en bton 混凝土基座10.Enveloppe du puits (casing) 油井套管11.Cble supportant la pompe 悬泵绳12.Tubulure (tubing) 接头13.Pompe 泵14.Valves 阀门15.Couche ptroli
13、fre 油层注水：这项技术越来越普及；它需要准确地了解油层的地相，并拥有大量的水；这项技术显然常用于海上采油。注入合成气体：产油的同时常常伴随着燃气，但燃气数量太少，无法出售；于是只好烧掉。这种做法越来越收到批评，但燃气可以重新注入油层以保持压力，使其继续产油。注入二氧化碳、氮气：如果从附近能找到气源，就可以注入其中一种，注入方法同上；这种方法牵涉到要分离回到地面混合气体，才能重新注入。氮气一般通过低温分离获取；这种气体的好处是它是惰性的，所以对生产设备没有腐蚀性。二氧化碳来自于自然，或者来自工厂，它可以在采油同时被输入地下。它一般是不要钱的，但有腐蚀性。这种方法常用于大型油层，它可以达到存油
14、量25%到35%的采油率。3-5 三次采油三次采油是指全部各种各样的采油技术，其目的要么是为了降低岩层流体的黏度，要么是改善油层内部的浸透。利用何种方法，不仅取决于油层的特性，还取决于当地所拥有的资源。可以谈谈以下几种：注入二氧化碳：这种技术像上面的方法一样，使用二氧化碳，但是是注入岩层液相中；二氧化碳与液体混合，能降低其黏度，从而改善其流淌性，有利于其向油井移动；也可以使用氮气。注入蒸汽：与石油同时产出的燃气，在地面燃烧，燃烧的产物被注入岩层中。注入表面活性剂：它可以清理整个岩层，尽管有出游多的路径的存在。注入非混合燃气体这些方法可以分别使用，依次使用或同时使用。我们也可以提一下其它适时实用的方法，其也有利于提高回收率：液压压裂法，酸化导管附近积沙清除在油层中钻水平井。4.资源和储量资源量是指油层中所有的石油的总量；储量是指可回收的石油数量。对某一指定的油层，随着对油层了解的加深和使用的方法的越趋合理，储量是可以变化的。相反，资源是不可能变化的。近40%的储量可以通过油泵的简单方法得到开采，仅有2%的油是通过三次采油的方法获取的。回收率所以从低于10%到高于。世界平均回收率目前估计为。
