石油工业流程

（二○○九年，北京，中国）

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1、石油与天然气

石油与天然气都是碳、氢元素为主要成分的烃类混合物。天然气是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等组成的混合物，由的天然气还中含有硫化氢、一氧化碳、二氧化碳等气体。石油是烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物，其密度一般低于水，其中烃分子含碳原子少的石油为轻质油，烃分子含碳原子多的为重质油。

汽油烃分子中的碳原子数为6～10个，柴油烃分子中的碳原子数为13～20个，润滑油烃分子中的碳原子数为21～40个，沥青烃分子中的碳原子数为40个以上。

2、地层水

在多数油藏中均含有水，在油气开采过程中常常随同油气一起被踩到地面上来，这些水一般不是纯净水，而是有一定矿化度的水，若地面排放掉，必然也会对环境产生影响。

地层水中一般含有钠离子、钙离子、镁离子、铁离子、氯离子、硫酸根离子和碳酸根离子等离子，根据其所含离子不同，可把地层水分为氯化钙型、氯化镁型、硫酸盐型和碳酸盐型等不同类型的地层水。地层水的pH值一般在4～8之间，矿化度差别较大，高矿化度地层水具有较强的腐蚀性和污染能力。

1、有机说石油和天然气是在地质历史中由分散在沉积岩中的动、植物有机质转化而来的。

2、无机说石油和天然气是地下深处高温、高压条件下由无机物转化而来的。

3、生成油气的原始物质沉积岩中的有机质，主要指生活在地球上的生物遗体。

4、生成油气的基本条件

1）有利的古地理环境（生物大量繁殖及堆积环境）

2）地壳长期稳定下沉形成还原环境（缺氧环境）

3）有利于有机质向油气转化的物理化学条件（高压高温）

具备生油条件，且能生成一定数量石油的地层。主要有粘土岩类生油层和碳酸盐岩生油层。

粘土岩类生油层，以泥岩、页岩为主，其次是粉砂质泥岩。这类岩石是母岩风化过程中形成的高岭石、蒙脱石、水云母等粘土矿物在浅海、三角洲、湖泊等环境中沉积形成。如胜利油田多为湖相泥岩生油层。

碳酸盐岩生油层，以含有大量有机质的生物灰岩、泥灰岩、白云岩为主，这类岩石是母岩风化过程中被水溶解的一些成分，如钙粒子、镁离子、碳酸根离子、以及铝和铁的胶体物质，在浅海和深水湖环境中沉积形成。

如中东的油田多为海相碳酸盐岩生油层。

生油层中生成的石油在地层中运移时，如果遇到遮挡物就会停下来。这些能够阻止油气继续运移，适合于油气聚集的场所就是圈闭。根据圈闭的成因，圈闭可分为三大类：构造圈闭、地层圈闭和岩性圈闭。

任何一个圈闭都由储集层、盖层和遮挡物三个基本要素组成。

油气藏是指聚集了油气，具有同一压力系统，同一油水界面的圈闭。在圈闭中仅聚集石油，称为油藏；仅聚集天然气，称为气藏；同时聚集天然气称为油气藏。

不同类型的圈闭决定了油气藏的差别，依据圈闭类型可把油气藏分为三大类。

1、构造油气藏

2、地层油气藏

3、岩性油气藏

油气藏不是孤立的存在的，必然与生油层、储油层、盖层三者之间相互联系，常常有油气生成和油气聚集条件相同或相似的数个油气藏共存。为有效地寻找油气藏，石油地质学必须综合研究生、储和盖组合，故引入了油气田的概念。

油气田是指受局部构造单元（或地层、岩性）控制的同一面积范围内的油气藏总和。

一个油气田由数个油气藏，也有的油气田只有一个油气藏。

一般情况，油气田是以其所在的地名进行命名。如胜坨油田，因为位于胜利村和坨庄一带的地下，所以命名为胜坨油田。

1、区域勘探阶段

区域勘探以整个含油气盆地为勘探对象，了解区域地质概况，研究地层剖面，查明生油和储油条件，找出油气聚集有利地带，评价含油气远景，估算远景地质储量。主要勘探方法为地面地质普查、物探和参数井法。

2、工业勘探阶段

工业勘探以寻找油气田为勘探对象，探明油气田的位置，油气藏的类型、形态、边界范围，以及储层厚度、孔隙度、渗透率等参数，含油面积，计算地质储量。主要勘探方法为地震和钻井。

1、地面地质法

在野外直接观察天然露头和人工露头，了解勘探区域的地层、构造、油气显示、有利于油气生成和聚集的条件。

2、地球物理法

利用仪器测定地下岩石及其所含油、气、水的的电性、放射性、声速、密度和磁性等，分析地层、构造和含油气情况。包括地球物理勘探和地球物理测井两种方法。

常见的物探有重力勘探（含油气的地层密度低，重力负异常）、地磁勘探（含无磁油气地层磁弱，地磁负异常）、地震勘探（两种不同地层的界面会产生地震波反射）。常用的测井有电位、密度、声波等测井方法。

3、钻井勘探法

在钻井过程中，通过地质录井查明地层及含油气情况。地质录井包括岩芯、岩屑、钻井液、气测、钻时、测井等方法。

4、地球化学法

通过对岩石、土壤、气体、水中的成分进行分析，测定地下油气向地面扩散的烃、相关物质、及其所引起的周围物质的变化情况。主要包括气测法、细菌法、土壤盐法。

高压喷射直井定向井水平井大位移井侧钻井分支井小井眼钻井国内领先钻井技术

1、概念阶段（1901--1920）开始把钻井和洗井两个过程联系在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥封固套管的工艺。

2、发展阶段（1920--1948）这个时期的钻井工艺、固井工艺、牙轮钻头、钻井液等得到进一步发展，同时出现了大功率钻井设备。

3、科学化钻井阶段（1948--1968）这个阶段开展了大量的科学研究，使钻井技术得以迅速发展。突出的技术成就有：

高压喷射钻井、高效牙轮钻头（镶齿、滑动密封轴承钻头）、优质钻井液（低固相、无固相不分散体系钻井液）、优选参数钻井（优选钻压、转速和水力参数）、地层压力检测技术、油气井压力控制技术、钻井液固相控制技术、平衡压力钻井技术。

以上技术使钻井速度产生了大的飞跃。

4、自动化钻井阶段（1968至今）这个时期主要体现电子仪表、自动测量和计算机在钻井工程中的应用。例如：钻井参数的自动测量、综合录井仪、随钻测量技术等。

至20世纪末，水平井、大位移井、侧钻井、小井眼井、欠平衡井、分支井、超深井等钻井技术日臻成熟，地质导向、自动化钻井技术已得到成功应用，钻井液技术也随着钻井工艺技术的发展得到了迅猛发展。

由于以上技术的应用，才得以实现最优化钻井、自动化钻井。