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简介

石油开采是指从油田的发现直到开采终了的全部过程。根据油田的地质储存条件,选择合理的开发方案,通过钻井工程、采油工程、油气集输工程完成石油开采过程。石油开采过程主要包括以下四个方面:地质勘探;石油钻井;石油开采;油气集输。

储量

我国石油资源集中分布在渤海湾、松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口、柴达木和东海陆架八大盆地,其可采资源量172亿吨,占全国的81.13%;天然气资源集中分布在塔里木、四川、鄂尔多斯、东海陆架、柴达木、松辽、莺歌海、琼东南和渤海湾九大盆地,其可采资源量18.4万亿立方米,占全国的83.64%。

从资源深度分布看,我国石油可采资源有80%集中分布在浅层(<2000米)和中深层(2000米~35 00米),而深层(3500米~4500米)和超深层(<4500米)分布较少;天然气资源在浅层、中深层、深层和超深层分布却相对比较均匀。

从地理环境分布看,我国石油可采资源有76%分布在平原、浅海、戈壁和沙漠,天然气可采资源有74%分布在浅海、沙漠、山地、平原和戈壁。

从资源品位看,我国石油可采资源中优质资源占63%,低渗透资源占28%,重油占9%;天然气可采资源中优质资源占76%,低渗透资源占24%。

截至2004年底,我国石油探明可采储量67.91亿吨,待探明可采资源量近144亿吨,石油可采资源探明程度32.03%,处在勘探中期阶段,近中期储量发现处在稳步增长阶段;天然气探明可采储量2.76万亿立方米,待探明可采资源量19.24万亿立方米,天然气可采资源探明程度仅为12.55%,处在勘探早期阶段,近中期储量发现有望快速增长。

自上世纪50年代初期以来,我国先后在82个主要的大中型沉积盆地开展了油气勘探,发现油田500多个。以下是我国主要的陆上石油产地。

地下储藏量和各国的备用储藏

各个不同的来源对世界上的石油储藏量的估计各不相同。2004年艾克森美孚估计世界的总储藏量为1.26兆(万亿)桶(1717亿吨),同年英国石油公司的估计为1.15兆桶(1566亿吨),《科学》甚至估计世界总储藏量为3兆桶。今天已经确定的和使用目前的技术能够经济地开采的储藏量近年来甚至有所上涨,2004年的数据是目前最高的。由于每年的开采和勘探工作的不足,中东、东亚和南美洲的储藏量有所下降,同时非洲和欧洲的储藏量有所上升。2008年,英国石油公司曾发表过调查报告,根据世界各国的石油储藏量与石油消耗资料,推断全球石油今天的世界储藏量还够用41.6年。但由于过去就已经有过类似的预言,而且石油从未告罄,这个数据也被人戏称为“石油常数”。2003年最大的石油储藏位于沙特阿拉伯(2627亿桶)、伊朗(1307亿桶)和伊拉克(1150亿桶),其后为阿联酋、科威特和委内瑞拉。 批评者怀疑这些数据,他们指出出于政治原因许多国家篡改它们的数据,此外许多国家虽然每年开采大量原油,但其数据始终不变,这说明这些数据已经陈旧了。有些专家认为21世纪初人类将到达哈伯特顶点,这时开采量将达到顶峰,此后开采量无法继续提高,由于供给无法满足需求,油价将高涨。 因此许多国家备有短期的储藏来防止短期供不应求导致的危机。欧洲联盟的国家必须拥有足够90天的备用储藏。

开采状态

至今为止人类一共开采了约0.95兆桶石油。大多数储藏是在1960年代发现的。2005年的年开采量为304亿桶(相当于每日0.833亿桶)。 以下排表按照2016年开采量排列:

国家石油开采量(日均开采(桶), 2016)
1 俄罗斯 10,551,497
2 沙特阿拉伯 (OPEC) 10,460,710
3 美国 8,875,817
4 伊拉克 (OPEC) 4,451,516
5 伊朗 (OPEC) 3,990,956
6 中国 3,980,650
7 加拿大 3,662,694
8 阿联酋 (OPEC) 3,106,077
9 科威特 (OPEC) 2,923,825
10 巴西 2,515,459
11委内瑞拉 (OPEC) 2,276,967
12墨西哥 2,186,877
13尼日利亚 (OPEC) 1,999,885
14 安哥拉 (OPEC) 1,769,615
15挪威 1,647,975
16哈萨克斯坦 1,595,199
17卡塔尔 (OPEC) 1,522,902
18 阿尔及利亚 (OPEC) 1,348,361
19阿曼 1,006,841
20英国 939,760

地质勘探

地质基础

岩石性质

流体性质

石油的性质因产地而异,密度为0.8 -1.0g/cm3,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。不过不同的油田的石油的成分和外貌可以区分很大。石油主要被用作燃油和汽油,燃料油和汽油在2012年组成世界上最重要的二次能源之一。石油也是许多化学工业产品如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。2012年开采的石油88%被用作燃料,其它的12%作为化工业的原料。实际上,石油是一种不可再生原料。

世界海洋面积3.6亿平方 千米,约为陆地的2.4倍。大陆架和大陆坡约5500万平方千米,相当于陆上沉积盆地面积的总和。地球上已探明石油资源的1/4和最终可采储量的45%, 埋藏在海底。世界石油探明储量的蕴藏重心,将逐步由陆地转向海洋。

成分

石油的成分主要有: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。石油是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。严格地说,石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。构成石油的化学物质用蒸馏能分解。原油作为加工的产品,有煤油、苯、汽油、石蜡、沥青等。严格地说,石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。分子量最小的4种烃,全都是煤气。

元素组成

石油主要是碳氢化合物。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%,各种烃类按其结构分为:烷烃、环烷烃、芳香烃。 一般天然石油不含烯烃而二次加工产物中常含有数量不等的烯烃和炔烃。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。

储量估算

制定开发方案

石油钻井

钻井流程

准备工作

在开始钻井工作前需要确定钻井井场的位置,同时还需要修建地面设施,比如竖立井架、平整地面、铺路以及铺设电线等。

钻井设备

钻井时通常需要钻机、钻井管柱、钻机、钻井液和泥浆过滤装置等设备。

  • 钻头:今天使用的钻头大多数为牙轮钻头,它由三个相互之间成120度角的、带齿的可以独立旋转牙轮组成。在钻坚硬岩石时,也可以使用刮刀钻头或着配有金刚石的PDC钻头。
  • 钻井管柱:为了建立钻井液的循环通道,钻柱和钻头是中空的。在钻井时使用的钻柱很长,钻柱可以使用螺纹连接在一起,在一次钻井中通常需要多次连接钻柱。钻柱的下端是钻铤,钻铤的下方连接着钻头。钻铤以及钻铤以上的钻柱可以向钻头施加一个压力,这个压力被称为钻压,可以使钻头紧密的与地层接触,增加破岩能力。
  • 钻机:一般钻头和钻柱由地上的驱动机构来旋转,钻头的直径比钻柱要大,这样钻柱周围形成一个空洞,在钻头的后面使用套管来防止钻孔的壁塌落。
  • 钻井液:钻井液起到了冷却、润滑钻头,携带岩屑以及平衡地层压力的作用。通常使用膨润土、重晶石等原料配置也被称为泥浆。一些特殊的情况下钻井液也可以是柴油或气体。钻井液由中空的钻柱被高压送到钻头,通过钻柱与井壁的环形空间被送回地面。钻井液通常要具有高密度和高粘度以满足性能要求。
  • 泥浆过滤装置:包括旋流分离器、泥浆池、振动筛等,这一套设备是为了保障钻井液泥浆的性能,确保钻井工作顺利进行。

有些钻头使用钻井液来驱动钻头,其优点是只有钻头而不是整个钻柱都需要被旋转。

完井

钻井工作完成以后,需要向井中下入多层套管以建立稳定、流畅的原油流动通道,同时还要向井中注入特殊配置的水泥以稳固套管和地层,防止井壁坍塌

风险

地壳深处的石油受到上面地层以及可能伴随出现的水或天然气的压挤,它又比周围的水和岩石轻,因此在钻头触及含油层时它往往会被压力挤压喷射出来,这就是溢流现象,当溢流无法抑制时,原油和钻井液会一起从井口喷出,这就是井喷。为了防止发生井喷,现代的钻机在钻柱的上端都有一个特殊的装置来防止井喷,被称为井口防喷器。部分刚刚开采初期的油田的油压足够高可以自己喷射到地面。随着石油被开采,其油压不断降低,后来就需要使用一个从地面通过马达驱动的泵来抽油,这也是最常见的石油生产方式。 一般开采油田时需要打多口井形成井网以实现产量要求,达到盈利的目的。

钻井技术

定向钻井技术

在必要的情况下,今天工程师也可以使用定向钻井的技术绕弯钻井。这样可以绕过被居住的、地质上复杂的、受保护的或者被军事使用的地面来从侧面开采一个油田。

水平井钻井技术

连续油管钻井技术

石油开采

地表附近的石油可以使用露天开采的方式开采。不过今天除少数非常偏远地区的矿藏外这样的石油储藏已经几乎全部耗尽了。所有埋藏在地下的油田都需要打井才能开采。

开采方式

  • 自喷开采:适用于地层能量高的油井,原油会自发的喷出井口。
  • 人工举升:适用于地层能量不足的油井,需要在井中下入抽油泵将原油举升到地面。

增产方式

通过采取人为的技术手段可以增加油井的产量,通常采取的思路为改变地层的性质或改变原油的性质。常用的技术手段有:

  • 注水:通过在生产井四周打注水井并向地层中注水以驱替石油向生产井流动,是石油开采中最常用的增产措施。
  • 压裂:通过以高于地层破裂压力的压力向地层中注入压裂液以压开地层,在地层中产生大量裂缝的方式提高地层的渗流能力。
  • 酸化:压入酸来溶解部分岩石(比如碳酸盐)可以提高含油层岩石的渗透性,通常和压裂配套使用。
  • 热采:通过压入沸水或高温水蒸汽以提高地层温度,降低原油粘度。
  • 火烧油层:燃烧部分地下的原油,利用原油燃烧的热量提高地层温度,降低原油粘度。
  • 二氧化碳驱: 注入二氧化碳来降低石油的黏度。
  • 注入轻汽油来降低石油的黏度。
  • 聚合物驱:注入通过提高驱替液黏度,改变流度比的聚合物水溶液将原油从岩石孔隙释放出来。
  • 表面活性剂驱:注入改善油与水之间的界/表面张力的物质(表面活性剂)的水溶液来使油从岩石孔隙中分解出来。
  • 微生物驱:注入微生物利用微生物分解原油或利用微生物的代谢产物驱油。

随着开采时间的延长,油井产出液体中水的占比越来越大,开发后期产水量将大于产油量,有些油井中水的产水量可以占90%以上。各个油田的情况不同,但依然有相当大量的原油无法被完全从地下开采出来。

油气集输

原油处理工艺

把分散的油井所生产的石油、伴生天然气和其他产品集中起来,经过必要的处理、初加工,合格的油和天然气分别外输到炼油厂和天然气用户的工艺全过程称为油气集输。主要包括油气分离、油气计量、原油脱水、天然气净化、原油稳定、轻烃回收等工艺。 油田生产中的“三脱”和“三回收”:“三脱”是指油气收集和输送过程中的原油脱水、原油脱天然气和天然气脱轻质油;“三回收”是指污水回收、天然气回收和轻质油回收。

油气计量

油气计量是指对石油和天然气流量的测定。主要分为油井产量计量和外输流量计量两种。油井产量计量是指对单井所生产的油量和生产气量的测定,它是进行油井管理、掌握油层动态的关键资料数据。外输计量是对石油和天然气输送流量的测定,它是输出方和接收方进行油气交接经营管理的基本依据。

油气储运

石油和天然气的储存和运输简称油气储运。主要指合格的原油、天然气及其它产品,从油气田的油库、转运码头或外输首站,通过长距离油气输送管线、油罐列车或油轮等输送到炼油厂、石油化工厂等用户的过程。

集输流程

油气集输化学品包括以下14个类型:缓蚀剂、破乳剂、减阻剂、乳化剂、流动性改性剂、天然气净化剂、水合物抑制剂、海面浮油清净剂、防蜡剂、清蜡剂、管道清洗剂、降凝剂、降粘剂、抑泡剂 等。

油气井维修

井下作业,是油田勘探开发过程中保证油水井正常生产的技术手段。主要有油水井维修、油水井大修、油层改造和试油。 井下作业是油田勘探开发过程中保证油水井正常生产的技术手段。埋藏在地下千米或几千米的石油和天然气,是宝贵的地下资源,是国家现代化建设和人民物质文化生活与人类文明发展所不可缺少的重要资源。而油、水井在长期的生产过程中,不停顿地受到地下油、气、水的腐蚀,逐渐老化,出现各种不同类型的故障,导致油水井不能正常生产,甚至停产。因此,必须对出现问题与故障的油水井进行井下作业,使油水井恢复正常生产。 井下作业是在野外进行,流动性大,环境艰苦,并且是多工种协作施工;石油、天然气、硫化氢等又是易燃、易爆的有毒物质,生产过程中事故隐患较多,危险性较大,如果防护措施跟不上,不仅影响生产进度和降低施工质量,还可导致职工体质下降,生命受到威胁。因此“安全第一,预防为主”,抓好安全生产是各级生产管理者的重要管理内容之一,应引起高度重视,层层落实安全生产责任制,严格执行各项规章制度和井下作业技术操作规程,加大井下作业安全监督机制,把事故隐患消灭在萌芽状态。严守岗位,紧密配合,确保施工人员人身安全、设备安全和作业施工安全。 井下作业内容主要有油水井维修、油水井大修、油层改造和试油。

油水井维修

油水井在采油、注水的过程中,因地层出砂、出盐,造成地层掩埋、泵砂卡、盐卡,或因管柱结蜡、泵凡尔腐蚀、封隔器失效、油管、抽油杆断脱等种种原因,使油水井不能正常生产。油水井维修的目的,是通过作业施工,使油水井恢复正常生产。 油水井维修包括:水井试注、换封、测吸水剖面;油井检泵、清砂、防砂、套管刮蜡、堵水及简单的井下事故处理等修井作业。

油水井大修

在石油井的生产过程中,往往由于井下事故等原因,使油水井不能正常生产,特别是发生井下卡钻和井下落物后,将造成油水井的减产或停产,严重时使油水井报废。因此预防井下事故的发生,迅速处理井下事故,是保证油田正常生产的一项重要措施。油水井大修的主要内容包括:井下事故处理,复杂落物打捞,套管修理,侧钻等。 油水井大修作业施工复杂,难度大,操作技术要求高,再者,造成井下事故的原因很多,井下事故类型也很多。常发生的井下事故一般分为技术事故,井下卡钻事故和井下落物事故三大类。处理时,须查明事故的性质,弄清事故的原因,采取相应的技术措施加以妥善处理。凡属工艺技术事故,是在工艺过程中发生的,可在施工过程中,针对事故发生的原因预以处理,而井下卡钻事故和井下落物事故,是影响油、水井正常生产的主要井下事故。

油层改造

酸化 油层的酸化处理是有效的增产措施,特别是对碳酸盐油层,更有重要意义。 酸化是将要求配制的酸液注入到油层中,溶解掉井底附近地层中的堵塞物质,使地层恢复原有的渗透率,溶蚀地层岩石中的某些组分,增加地层孔隙,沟通和扩大裂缝延伸范围,增大油流通道,降低阻力,从而增产。 压裂 油层水力压裂简称为油层压裂或压裂。它是利用水力传压的方法把油层劈开形成一条或数条裂缝,加进支撑剂,使其不闭合,从而改造油层物性,达到油井增产,注水井增注的目的。

试油

试油的概念、目的和任务 试油工作就是利用一套专门的设备和方法,对通过钻井取芯,测井等间接手段初步确定的油、气、水层进行直接测试,并取得目的层的产能、压力、温度和油、气、水性质等资料的工艺过程。 试油的主要目的在于确定所试层位有无工业性油气流,并取得代表它原始面貌的数据,但在油田勘探的不同阶段,试油有着不同的目的和任务。

资产与负债

资产

固定资产

《中国石油天然气股份有限公司固定资产目录》

非固定资产

负债

库存

成本

金融成本

原材料成本

设备成本

研发成本

能耗成本

人工成本

设备折旧

市场与价格

国内市场

国际市场

期货

原油期货简称为OilFut,是最重要的石油期货,OilFut是“Oil Futures”的缩写,目前世界上重要的原油期货合约有4个: 纽约商业交易所(NYMEX)的轻质低硫原油即“西德克萨斯中质油”期货合约; 高硫原油期货合约; 伦敦国际石油交易所(IPE)的布伦特原油期货合约; 新加坡交易所(SGX)的迪拜酸性原油期货合约。 2018年3月26日,原油期货在上海期货交易所上海国际能源交易中心正式挂牌上市交易。

标准

文档

编辑成员
7 人

浩然, 白玉原, 心有萌琥,细嗅蔷薇, 吞没鲨鱼, 久世同志, leo, 法国就是培根

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