油氣開發(fā)與鉆探 PreparedbyTomSheeran 什么是石油 什么是天然氣 石油和天然氣是儲存在地層中的物質(zhì)它們是從分解的動植物殘骸演變而來科學(xué)家們認(rèn)為石油是這樣形成的 很久很久以前死亡的動植物被厚厚的沉積物緩慢掩埋 經(jīng)過很長的時間 在一定的壓力和溫度下 這些有機物轉(zhuǎn)變成為今天人們發(fā)現(xiàn)的石油 例如 現(xiàn)在人們能夠用某些廢棄物生成沼氣 PreparedbyTomSheeran 自然狀態(tài)下的石油有的粘稠 有的稀薄 顏色有黑的 也有淺顏色的 很多其他材料也來自于石油產(chǎn)品 塑料織布的材料 例如 聚酯纖維 日用化學(xué)品染料 關(guān)于油氣我們還需要知道些什么 PreparedbyTomSheeran 通過提煉 石油可以制成很多產(chǎn)品 發(fā)電廠用的燃料輕型車用的汽油卡車和火車用的柴油飛機用的航空汽油房屋取暖用的燃料油 你知道石油中含有天然氣嗎 天然氣在石油里處于溶解狀態(tài) 就像汽水中溶解的發(fā)出嘶嘶響聲的二氧化碳一樣 當(dāng)石油被開采出來的時候 一些天然氣也隨著石油被采出來 一桶石油可能含有1 10 000立方英尺的天然氣 含量的多少取決于油藏的類型 一桶油中的氣體可以裝滿你的整個房子 PreparedbyTomSheeran 哪里可以找到石油和天然氣 PreparedbyTomSheeran 有的人認(rèn)為石油在一個地下的大池子里 實際上 大多數(shù)油是嵌在巖石顆粒和沙子之間很小的孔隙里 大多數(shù)這樣的孔隙肉眼是看不到的 PreparedbyTomSheeran 那么我們?nèi)绾握业接杏偷膸r層呢 油氣是在地層中天然的圈閉構(gòu)造中發(fā)現(xiàn)的 這些油氣圈閉構(gòu)造由穹頂或斷層組成 非滲透性的巖石覆蓋在構(gòu)造頂部防止油氣逃逸到地表 非滲透性的巖石是指流體不能穿越的巖石 沒有這樣的油氣圈閉構(gòu)造 油氣就會向地表移動 最終揮發(fā)掉 PreparedbyTomSheeran 油 這是一個穹頂型油藏的例子 這是阻止油氣向上流動的非滲透性巖石層 注意下面的水層 它防止了油向下逃逸 你知道為什么嗎 PreparedbyTomSheeran 氣 這是一個氣藏的例子 和前面的例子一樣 非滲透性的巖層阻止了氣體的逃逸 水 PreparedbyTomSheeran 氣 這是一個有氣頂?shù)挠筒氐睦?油 為什么我們要假設(shè)氣體在頂部 水 PreparedbyTomSheeran 我們?nèi)绾握业竭@些油藏呢 地球物理學(xué)家通過油藏反射的聲波找到它們 計錄聲波反射回來的時間計算機處理這些數(shù)據(jù) 構(gòu)造出地下巖層系統(tǒng)的圖像 聲源 接收器 t 1sec t 1 2sec t 1 42sec PreparedbyTomSheeran 發(fā)現(xiàn)了油藏之后我們該干什么 PreparedbyTomSheeran 我們鉆一口井進去 PreparedbyTomSheeran 我們用什么鉆井 PreparedbyTomSheeran 鉆井設(shè)備 以下是一些不同種類的鉆井設(shè)備 鉆井船和半潛式鉆井平臺用于水深100ft到5000 ft情況的鉆井 自升式鉆井平臺 用于水深15ft到 350ft情況的鉆井 內(nèi)陸駁船鉆井架 用于水深8ft到30ft情況的鉆井 PreparedbyTomSheeran 鉆井設(shè)備是什么 PreparedbyTomSheeran 鉆井設(shè)備 一套可以使我們鉆入地層的特殊設(shè)備 一套鉆井設(shè)備由很多不同的部分組成 井架 地基 起重設(shè)備 發(fā)電機 鉆桿 鋼罐 泵 巖石碎屑處理設(shè)備 還有很多其他部件 你知道有的鉆井設(shè)備可以鉆探到地下6英里 9 7公里 深的地方嗎 那比珠穆朗瑪峰的高度還要大 PreparedbyTomSheeran 鉆柱鉆頭 起重設(shè)備由以下部分組成 天車 游動滑車 游動鋼絲繩 和一個用來起降游動鋼絲繩的絞車 井架底座 這幅圖畫的是鉆井設(shè)備上的起重設(shè)備 這個設(shè)備被用來提升和放下鉆柱的 鉆柱是一根根10米 30ft 長的鉆桿連接起來組成的 待用鉆桿 在這里 30ft長的鉆桿被一根根加到鉆柱上 這樣鉆柱不停的被加長 可以不停的朝地下鉆進 PreparedbyTomSheeran 這是一幅鉆頭在巖層中鉆進的示意圖 鉆柱在地表被驅(qū)動旋轉(zhuǎn) 帶動井眼底部的鉆頭旋轉(zhuǎn) 鉆頭上的 牙齒 把巖石磨成碎屑 鉆井泥漿被泵入鉆桿內(nèi)部 從鉆頭的噴嘴流入環(huán)形空間 環(huán)形空間是鉆桿和井壁之間的空間 泥漿將巖屑循環(huán)帶到地表 在那里這些巖屑被移除 PreparedbyTomSheeran 3 泥漿和巖屑混在一起從環(huán)形空間向上提升 帶到地表 濾網(wǎng) 5 巖屑被從泥漿中濾除 形成巖屑堆 這些巖屑將會被運走并處理 4 混合物通過在地表的濾網(wǎng) 1 干凈的泥漿被泵從泥漿池中抽出 注入鉆桿當(dāng)中 2 泥漿從鉆頭的流出 進入到鉆桿和套管之間的環(huán)形空間 把鉆頭切下的巖屑向上帶出 6 干凈的泥漿透過濾網(wǎng) 回到泥漿池 鉆井泥漿循環(huán) 泥漿泵 PreparedbyTomSheeran 鉆井的工序 首先用大鉆頭鉆一小段井眼 然后鋼制的套管被下入井中 并用水泥固定套管的外側(cè) 防止井眼塌陷 0 200 PreparedbyTomSheeran 下一步 一個小一些的鉆頭在第一個套管內(nèi)部開鉆 這個鉆頭從上一個套管的底部鉆出一個新的井眼 然后在這個新的井眼中也下套管 并用水泥固定 PreparedbyTomSheeran 如前 再鉆一個更小的井眼 再下相應(yīng)的套管 防止塌陷 PreparedbyTomSheeran 用這種方法 井眼分段鉆進 直到目標(biāo)儲層被鉆穿 這時候 地質(zhì)專家必須確定目標(biāo)儲層是否含有油氣 PreparedbyTomSheeran 他們通過對目標(biāo)區(qū)域進行測井知道是否有油氣 測井是用電纜將設(shè)備下到井下 記錄巖石的物理屬性 如電阻 孔隙度 密度 放射性 孔隙壓力等等 地質(zhì)學(xué)家如何辨別地層中是否含有油氣 PreparedbyTomSheeran 砂 頁巖 粉砂巖 頁巖 粉砂巖 白云石 頁巖 這是一個測井記錄圖的例子 地質(zhì)學(xué)家通過觀察測井記錄 來決定應(yīng)該繼續(xù)把井進行完井 如果地層有油的話 或者把井封堵拋棄 如果地層沒有油的話 PreparedbyTomSheeran 你能說出地質(zhì)專家應(yīng)該在哪一段進行完井嗎 這里 根據(jù)顯示 這里是很干凈的砂巖 具有很好的孔隙度和阻抗 好孔隙度 PreparedbyTomSheeran 好孔隙度 好孔隙度 如果測井結(jié)果很好 我們在生產(chǎn)層段下最后一次的套管 用水泥固定 PreparedbyTomSheeran 然后在井眼內(nèi)用射孔槍進行射孔 擊穿生產(chǎn)層段部分的井壁套管 PreparedbyTomSheeran 在井眼里放入生產(chǎn)油管 用封隔器把生產(chǎn)層段和上部的套管空間分隔開 油管 封隔器 PreparedbyTomSheeran 最后 這口井的流體被采到地面的管線 這些管線把井和地面的生產(chǎn)設(shè)備連接起來 PreparedbyTomSheeran 地面的生產(chǎn)設(shè)備將生產(chǎn)出的流體中的油 水 氣分離 PreparedbyTomSheeran 油氣分離器 石油 水 天然氣 從那里 石油和天然氣會被送到煉油廠進一步提煉 之后被賣到市場上 煉油廠 儲油罐 PreparedbyTomSheeran 最后 石油天然氣產(chǎn)品賣到市場 驅(qū)動汽車 為我們的房屋供暖 PreparedbyTomSheeran 石油和天然氣就是這樣來的 完 PreparedbyTomSheeran AbouttheAuthor TomSheeranhasbeenworkingintheoilandgasindustryforover18years HeworkedsummersonadrillingrigwhilegoingtoschooltoearnadegreeinPetroleumEngineering Aftergraduating hewenttoworkforChevronintheRockyMountains In1990hebeganworkingforChevronOverseasPetroleum andsincethenhasworkedallovertheworld inScotland Australia PapuaNewGuinea Venezuela AngolaandNigeria TomiscurrentlyemployedbyChevronNigeriaLtd andislivingandworkingasaresidentinLagos Nigeria TomandhiswifeShallinihave2children andhome schooledintheU S forseveralyearsbeforemovingoverseas Tomdevelopedthispresentationforkidssotheymaylearnmoreabouttheoilindustry YoumaycontactTomat TomA SheeranSr DrillingEngineerChevronNigeriaLtd SHTA TASOct 1998