石油知识 1概述石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体 最早提出"石油"一词的是公元977年中国北宋 编著的《太平广记》正式命名 为"石油"是根据中国北宋杰出的科学家沈括(1031一1095)在所著《梦溪笔谈》中根据这 种油《生于水际砂石,与泉水相杂,惘惘而出》而命名的在"石油一词出现之前,国外 称石油为"魔鬼的汗珠"、"发光的水"等,中国称"石脂水"、"猛火油"、"石漆"等 我们平时的日常生活中到处都可以见到石油或其附属品的身影,不知你注意了吗?比如汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青、塑料、纤维等还有很多!这些都是从石油中提炼出来的;而我们日常所用的天然气(液化气)是从专门的气田中产出的!通过输气管道和气站再到各家各户 目前就石油的成因有两种说法:①无机论 即石油是在基性岩浆中形成的;②有机论 既各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、泻湖、三角洲、湖泊等地经过许多物理化学作用,最后逐渐形成为石油 原油的颜色非常丰富红、金黄、墨绿、黑、褐红、甚至透明;原油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量,含的越高颜色越深。
原油的颜色越浅其油质越好!透明的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油!原油的成分主要有:油质(这是其主要成分)、胶质(一种粘性的半固体物质)、沥青质(暗褐色或黑色脆性固体物质)、碳质(一种非碳氢化合物) 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 ~ -60°C),沸点范围为常温到500°C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”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512~518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、氧石油资源质量分布我国油气资源丰富,全国石油资源量达到940亿吨(表1--表3),天然气资源量达到38亿立方米,但石油资源探明率仅为24%,天然气探明率还不到4% 常规资源 低渗透资源 重油资源 总资源量 530.6亿吨 210.7亿吨 198.7亿吨 940.4亿吨 石油资源区域分布 区域 资源量 占总资源量百分数 海域 246.0亿吨 26.17% 滩海 29.2亿吨 3.11% 沼泽 12.1亿吨 1.29% 沙漠 105.6亿吨 11.3% 山地 13.0亿吨 1.33% 黄土源 19.1亿吨 2.03% 高原 10.2亿吨 1.09% 平原、丘陵 540.2亿吨 53.64% 全国 940.0亿吨 100% 石油资源深度分布 深度范围 资源量 占总资源量百分数 <2000m 127.5亿吨 18.37% 2000--3500m 356.4亿吨 51.35% 2500--4500m 103.0亿吨 14.88% >4500m 102.0亿吨 14.78% 总计 <3500m 484亿吨 70% >3500m 205亿吨 29%中国煤炭工业协会会长,中国工程院院士范维唐指出,目前世界各国能源结构的特点,一般取决于该国资源、经济和科技发展等因素。
首先,煤炭资源丰富的发展中国家,在能源消费中往往以煤为主,煤炭消费比重较大,,其中南非为77.1%,中国72.9%,波兰68.1%,印度56.8%,澳大利亚44.5%,美国24.9% 其次,发达国家石油在消费结构中所占比重均在35%以上,其中美国39.7%,日本51.1%,德国40.6%,法国37.9%,英国35.4%,加拿大37.9%,意大利58.4%,澳大利亚36.3% 第三,天然气资源丰富的国家,天然气在消费结构中所占比例均在35%以上,其中,俄罗斯55.5%,伊朗43.8%,沙特41.2%,英国35.1% 第四,化石能源缺乏的国家根据自身特点发展核电及水电,其中日本核能在能源消费结构中所占比例为16.8%,法国核能占40.1%,韩国核能占13.8%,乌克兰核能占13.8%,加拿大水力占13.0%,巴西水力占19.8% 第五,世界前20个能源消费大国中,煤炭占第一位的有5个,占第二位的有6个,占第三位的有9个 总之,当前就全世界而言,石油在能源消费结构中占第一位,所占比例正在缓慢下降;煤炭占第二位,其所占比例也在下降;目前天然气占第三位,所占比例持续上升,前景良好 名词解释天然气偏差银子:指在某一温度和压力条件下,同一质量气体的真实体积与理想体积之比值天然气的压缩系数:实在恒温下,随压力变化的单位体积变化量。
天然气体积系数: 是指在地层条件下,某一摩尔量气体占有的实际体积,除以在地面标准条件下同样摩尔量气体占有的体积渗透率 有压力差时岩石允许液体及气体通过的性质称为岩石的渗透性,渗透率是岩石渗透性的数量表示它表征了油气通过地层岩石流向井底的能力,单位是平方米(或平方微米) 绝对渗透率 绝对或物理渗透率是指当只有任何一相(气体或单一液体)在岩石孔隙中流动而与岩石没有物理化学作用时所求得的渗透率通常则以气体渗透率为代表,又简称渗透率. 相(有效)渗透率与相对渗透率 多相流体共存和流动于地层中时,其中某一相流体在岩石中的通过能力的大小,就称为该相流体的相渗透率或有效渗透率某一相流体的相对渗透率是指该相流体的有效渗透率与绝对渗透率的比值 地层压力及原始地层压力 油、气层本身及其中的油、气、水都承受一定的压力,称为地层压力地层压力可分三种:原始地层压力,目前地层压力和油、气层静压力油田未投入开发之前,整个油层处于均衡受压状态,没有流动发生在油田开发初期,第一口或第一批油井完井,放喷之后,关井测压此时所测得的压力就是原始地层压力 地层压力系数 地层的压力系数等于从地面算起,地层深度每增加10米时压力的增量。
低压异常及高压异常 一般来说,油层埋藏愈深压力越大,大多数油藏的压力系数在0.7-1.2之间,小于0.7者为低压异常,大于1.2者为高压异常 油井酸化处理 酸化的目的是使酸液大体沿油井径向渗入地层,从而在酸液的作用下扩大孔隙空间,溶解空间内的颗粒堵塞物,消除井筒附近使地层渗透率降低的不良影响,达到增产效果 压裂酸化 在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对地层挤酸的酸处理工艺称为压裂酸化压裂酸化主要用于堵塞范围较深或者低渗透区的油气井 压裂 所谓压裂就是利用水力作用,使油层形成裂缝的一种方法,又称油层水力压裂油层压裂工艺过程是用压裂车,把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层,当把油层压出许多裂缝后,加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝,提高油层的渗透能力,以增加注水量(注水井)或产油量(油井)常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型 高能气体压裂 用固体火箭推进剂或液体的火药,在井下油层部位引火爆燃(而不是爆炸),产生大量的高压高温气体,在几个毫秒到几十毫秒之内将油层压开多条辐射状,长达2~5m的裂缝,爆燃冲击波消失后裂缝并不能完全闭合,从而解除油层部分堵塞,提高井底附近地层渗透能力,这种工艺技术就是高能气体压裂。
高能气体压裂具有许多优点,主要的有以下几点,不用大型压裂设备;不用大量的压裂液;不用注入支撑剂;施工作业方便快速;对地层伤害小甚至无伤害;成本费用低等 油田开发 油田开发是指在认识和掌握油田地质及其变化规律的基础上,在油藏上合理的分布油井和投产顺序,以及通过调整采油井的工作制度和其它技术措施,把地下石油资源采到地面的全过程 油田开发程序 油田开发程序是指油田从详探到全面投入开发的工作顺序1.在见油的构造带上布置探井,迅速控制含油面积2.在已控制含油面积内,打资料井,了解油层的特征3.分区分层试油,求得油层产能参数4.开辟生产试验区,进一步掌握油层特性及其变化规律5.根据岩心、测井和试油、试采等各项资料进行综合研究,作出油层分层对比图、构造图和断层分布图,确定油藏类型6.油田开发设计7.根据最可靠、最稳定的油层钻一套基础井网钻完后不投产,根据井的全部资料,对全部油层的油砂体进行对比研究,然后修改和调整原方案。