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1、精选优质文档-倾情为你奉上职业技能鉴定培训教程及题库初级综合录井工编审委员会名单主 任:刘 磊 孙祖岭 孙金瑜副主任:张建华 向守源 朱长根委 员:职丽枫 李维明 解树森 申若霞 纪安德 王 福 丛冠新 张 杰 史殿华 宫宝柱 王志国 郭学柱 刘绍胜 李孟洲 丁传峰 丁文海 范积田 庞宝森 刘淑萍 金淑华 崔万幸 王远佳 王奎一 陈风华 苟兴超 周官火 王阳福 许召瑞 张建国 潘永疆 刘晓华 丁守仁 郑兴华 张富贵 郭俊武 冯朝富 巩朝勋 林 立 马文英 何明虎 张贵祥 张 伟 曹国瑞 赵忠文 潘殿军 申 泽 袁连军 赵志明 刘洪光 王存德 前言为提高石油工人队伍素质,满足职工培训、鉴定的需要
2、,中国石油天然气集团公司人事劳资部、中油股份公司人事部共同组织编写了这套石油天然气特有工种职业技能鉴定培训教材。这套教材依据国家职业标准,参考石油工人技术等级培训教材编写,每工种一本分初级、中级、高级、技师、高级技师五个级别。在教材编写过程中坚持以职业活动为导向,以职业技能为核心的原则,注重知识与技能相结合。本教程是工人学习专业技术、提高技能水平,参加职业技能鉴定的主要学习材料。本书由大港油田集团公司组织编写,宋庆彬主编,王松、张绍明、陈中普、王成喜、王丽娟、陈玉新、甄建、王建社、李培良、赵毅等参加编写,最后经集团公司职业技能鉴定中心组织专家进行了终审,参加审定的人员有XXX单位XXX、XXX
3、、XXX、XXX等。 编者 2003年6月国家职业标准(综合录井工)1基本要求1.1 职业道德1.1.1 遵守法律、法规和有关规定;1.1.2 爱岗敬业、忠于职守、自觉认真履行各项职责;1.1.3 工作认真负责、严于律己、兢兢业业、能吃苦耐劳;1.1.4 努力学习专业知识、刻苦钻研业务技术;1.1.5 谦虚谨慎,团结协作;1.1.6 严格执行质量、安全健康环保管理制度;1.1.7 服务意识强,坚持文明生产。1.2 基础知识1.2.1 石油地质基础知识(1) 钻井地质基础知识;(2) 石油地质基础知识。1.2.2 电工学基础知识(1) 直流电基本知识;(2) 欧姆定律;(3) 交流电基本知识;(
4、4) 电路基础知识;(5) 磁场。1.2.3 电字学基础知识;(1) 半导体基础知识;(2) 二极管的结构、特性;(3) 三极管的结构、特性;(4) 放大电路基础知识;(5) 逻辑电路基础知识。1.2.4 法定计量单位转换1.2.5 计算机基础知识(1) 计算机基本组成及工作原理;(2) WINDOWS操作系统基础知识;(3) 文字处理操作基础知识。1.2.6 管理体系基础知识(1)质量管理体系基础知识;(2)健康安全环境体系基础知识。2工作要求初级职业功能工作内容技能要求相关知识一、综合录井(一)安装拆卸录井设备1. 安装拆卸传感器1. 能识别各类传感器2. 能安装拆卸钻井液温度、密度、电导
5、率、池体积传感器1. 各类传感器组成结构2. 相应传感器安装方法2. 安装拆卸钻井液脱气器1. 能安装拆卸钻井液脱气器主体及净化干燥装置2. 能架设气路管线钻井液脱气器结构、安装原则和方法3. 连接计算机系统1. 能连接计算机主机、输入设备2. 能连接计算机输出设备计算机系统连接方法4. 连接设置地线1. 能连接所有设备接地线2. 能选择适当位置设置系统地线地线设置、连接方法(二)调试录井设备1. 能调整钻井液脱气器位置及吃水高度2. 能调节循环系统上的各类传感器位置3. 能配制不同浓度气样及注样4. 能使用万用表测量常用电子器件1. 钻井液脱气器安装原则和方法2. 循环系统传感器安装方法3.
6、 气样配制方法及注样原则4. 万用表使用方法(三)操作维护录井系统设备1. 维护保养传感器1. 能清洁保养各类传感器2. 能检查信号线连接是否良好3. 能检查压力传感器是否漏油1. 传感器保养方法2. 信号通断性检查方法3. 压力传感器连接方法2. 维护保养钻井液脱气器1. 能清洁保养钻井液脱气器2. 能判断钻井液脱气器是否正常工作钻井液脱气器结构和保养原则及工作原理3. 操作仪器及采集数据信息1. 能操作烃组分检测仪2. 能操作全烃检测仪3. 能操作非烃检测仪4. 能操作其它检测仪及信号面板5. 能对记录原图进行标注6. 能收集相关资料7. 能采集各类分析化验样品8. 能计算和测量迟到时间9
7、. 能丈量钻具并计算井深1. 各检测仪及信号面板操作方法2. 相关资料收集原则3. 样品采集方法4. 迟到时间理论计算和实测方法5. 记录原图标注方法6 . 钻具丈量方法4. 操作计算机处理系统1. 能操作实时采集处理系统2. 能发现录井参数异常变化3. 能编制简单文档文件并能打印处理1. 实时采集系统操作方法2. 录井参数异常变化判断标准5. 维护使用辅助设备1. 能使用氢气发生器2. 能操作和清洁保养空气压缩机3. 能使用消防器材1. 氢气发生器操作方法2. 空气压缩机操作和保养方法3. 灭火器使用方法及火灾扑灭原则目 录第一部分 基础知识 第一章 石油地质基础知识 第一节 石油、天然气的
8、组成 第二节 石油、天然气的性质第二章 电工学基础知识 第一节 直流电基础知识 第二节 欧姆定律第三节 交流电基础知识第四节 电路基础知识第五节 磁场第三章 电子学基础知识第一节 半导体基础知识第二节 二极管的结构、特征第三节 三极管的结构、特征 第四章 法定计量单位转换 第五章 计算机基础知识第一节 计算机基本组成及工作原理第二节 WINDOWS操作系统基础知识第三节 文字处理操作基础知识第六章 管理体系基础知识 第一节 质量体系管理基础知识 第二节 健康安全环境体系基础知识 第二部分 操作技能与相关知识 第一单元 拆卸安装录井设备 第二单元 调试录井设备 第三单元 操作维护录井系统设备 第
9、三部分 理论考试试题 第四部分 技能考试试题专心-专注-专业第一部分基础知识 第一章 地质基础知识第一节 钻井地质知识地质录井的主要任务是随钻采集各项地质资料,实时发现、保护、评价油气层,为油田勘探开发提供依据。而录井工作的质量不但关系到能否迅速查明井区地下地层、构造及含油气情况,而且对油气田的提前和推后发现、对开发方案的合理制订和科学实施起着非常重要的作用。一、钻前准备(一)熟悉地质设计地质设计是地质录井的任务书,任务不同,设计的井别也不同。为了完成地质设计中所规定的各项录井任务,录井人员在接到地质设计后,必须认真学习领会其精神实质,做好各项准备工作。学习地质设计必须达到以下要求:1必须掌握
10、该钻探井井位、井别、设计井深、钻探目的、钻达层位和完钻原则等。2必须明确录取资料要求、下套管原则等。3必须准确、实时预告地层分层、油气水层位置、故障提示及其它要求。(二)场地和器材准备 1井场:值班房、钻井液高架槽坡度、岩屑晒样台、振动筛、水管线、防爆灯、电铃等。2钻具、表层套管:钻具、表层套管按有关规定丈量、编号,数据必须齐全准确。 3录井器材:按地质设计录取资料要求准备,一般情况下应准备下列物品1)足够的岩心、岩屑盒和砂样袋;2)各种原始记录、表格和文具;3)荧光灯、各种化学试剂、色度卡、粒度卡;4)钢卷尺、时钟、秒表、电炉、酒精灯、熔蜡锅、分选筛;5)记钻时装置;6)烤箱、烤砂盘、小瓷碟
11、。二、钻时录井钻时是指钻进单位进尺地层所用的时间,用min/m表示。钻时录井就是随钻记录钻时随深度变化的数据。钻时的变化能定性判断地下岩层的可钻性,即可根据钻时变化判断岩性、对比地层。钻时录井的方法有手工记录方法、简易记钻时方法、钻时录井仪三大类。下面简要介绍简易记钻时的方法。(一)井深和方入的计算1井深的计算井深=钻具总长+方入钻具总长=钻头长度+接头长度+钻铤长度+钻杆长度2方入的计算包括到底方入和整米方入到底方入=井深-钻具总长整米方入=新接单根的到底方入+前一单根钻完时的井深与其紧邻整米井深之差值 或:整米方入=整米井深-钻具总长(二)记录方法把井深、到底方入、整米方入计算正确后,只要
12、按间距记录整米方入由浅到深的钻达时刻,两者之差即为单位进尺所需的时间-钻时。(三)简易记钻时装置简易记钻时装置常用的有链条片、滚筒式和记录盘装置三种。下面以链条片式为例进行简单介绍。这种装置简单易行,只需要一个定滑轮、两根钢丝绳。一根为死绳,上端固定在天车附近,下端固定在记录台旁。另一根是活绳,上端固定在水龙头上,另一端通过天车附近的定滑轮与死绳并行,将链条片的一端按一米一个间距固定在活绳上,另一端用弯钩挂在死绳上,链条片的个数随方钻杆长度而定,一般采用1214个,活绳下端不需固定。链条片自上而下按0,1,2,3.14的顺序分别标注。顺钢丝绳倾斜方向固定木制米尺。要求活绳链条片可随钻具拉升、下
13、放而上下活动,链条片的0,1,2,分别处于下端0位时,方入正好为0m,1m,2m,这样在记录台上就可了解方入的变化。(四)地质参数仪1工作原理利用绞车、悬重和泵冲等传感器采集的信号,通过数模转换输送到计算机系统并进行数据处理,从而完成现场的钻井状态判断、深度跟踪、资料解释和处理等现场地质录井服务任务。2硬件组成1) 传感器及信号电缆:绞车传感器、5MPa压力传感器、2个泵冲传感器;2) 采集处理单元:采集模块、数模转换;3) 电源供电装置;4) 计算机系统:PC计算机、打印机。3 软件组成1) 实时采集处理系统;2) 数据库管理系统;3) 录井图绘制系统;4) 地质录井资料处理系统。三、岩屑录
14、井岩屑是地下岩石在钻头作用下破碎后,随钻井液带到地面上的岩石碎块(通常称砂样)。钻进过程中,录井人员按地质设计要求的间距和相应的返出时间,系统采集岩屑,进行观察、描述,绘制成岩屑录井草图,再综合运用各项录井资料、测井资料、恢复地下地层剖面的全过程就叫岩屑录井。岩屑录井在石油勘探过程中具有相当重要的地位。它具有成本低、速度快、了解地下情况及时、资料系统性强等优点。通过它可获得大量的地层、构造、生储盖组合关系、储油物性、含油气情况等信息,是我国目前广泛采用的一种录井方法。(一)取全取准岩屑取全取准岩屑是岩屑录井的关键。要做到这一点必须要做好下面两件事:1井深准确井深准确是取全取准各项地质录井资料的
15、基础。井深不准,所取的一切资料都是假的,岩屑录井也就失去了意义。而要保证井深准确,就必须丈量、管理好钻具。2返出时间准确返出时间是岩屑从井底返到井口的时间。返出时间不准,即使井深跟踪测量准确,按设计间距捞取的岩屑也会受到影响和歪曲,从而使岩屑失去代表性和真实性。因此返出时间的准确也是岩屑录井工作的关键。常用的返出时间测定方法有:1)理论计算法计算公式为:T返=V/Q=(D2-d2)H/4Q (1-1-1)式中:T返-钻井液返出时间(min);Q-钻井液排量(m3/min);D-井眼直径(m);d-钻杆外径(m);H-井深(m);V-井筒环形空间容积(m3)。2)实测法实测法是现场常用的方法,也
16、是较为准确的方法。其操作过程是用玻璃纸和染色岩屑、红砖块、白瓷碗块作指示剂,在接单根时从井口将指示剂投入钻杆内,记下开泵时间;指示剂从井口随钻井液经钻杆内到达井底的时间叫下行时间,从井底随钻井液沿环形空间上返至井口振动筛被发现的时间叫上行时间。开泵到发现指示剂的时间叫循环周时间。所求返出时间是指示剂从井底到井口的上行时间。所以:T返=T循环-T0 (1-1-2)下行时间To可以通过下式算出:To=(C1+C2)/Q (1-1-3)式中:C1-钻杆内容积(m3);C2-钻铤内容积(m3);Q-泵排量(m3/min)。C1、C2可根据相应尺寸和长度在钻井手册中查表得出,泵排量可在循环槽安置梯形水门
17、,通过测量梯形水门液面高度查表的方法得出。在现场录井工作中,为保证岩屑录井质量,规定每钻进一定录井井段,必须实测一次返出时间,以提高岩屑录取的准确性。3)特殊岩性法实际工作中还应用特殊岩性来校正返出时间。如大段泥岩中的砂岩、灰岩、白云岩夹层。因特殊岩性特征明显,与泥岩的钻时差别有明显不同,可用来校正返出时间。即将钻时忽然变快或变慢的时间记下,加上相应的返出时间提前到振动筛前观察,待岩性出现时记录时间,两者差值即为该井深的真实返出时间。用这个时间校正正在使用的返出时间,可保证取准岩屑资料。(二)岩屑采集和处理1岩屑的捞取1)取样时间=钻达时间+返出时间现场工作中常因机械或其它原因变泵、停泵,钻井
18、液排量亦随之变化,直接影响到返出时间的测算。因此变泵时需要对返出时间进行修正。修正方法有两种情况:a. 变泵时间早于钻达时间,新返出时间由反比法求出:T新=(Q原/Q新)T原 (1-1-4)式中:T新-新返出时间(min);T原-原返出时间(min);Q新-新排量(m3/min);Q原-原排量(m3/min)。b. 变泵时间晚于钻达时间,新返出时间仍可由反比法算出。计算新返出时间时,首先应算出变泵时间与捞砂时间间隔,然后用反比法求出修正时间:因为:修正时间/t=Q原/Q新 (1-1-5)所以:修正时间=(Q原/Q新)t (1-1-6)2)取样间距一般按地质设计执行。3)取样位置一般情况下,岩屑
19、是按取样时间在振动筛前连续捞取的,因此必须有捞岩屑的盆和放盆的地方。若振动筛捞不到岩屑,可在高架槽中加档板捞取,但取样后必须清除余砂,这种方法尽量少用或不用。4)取样方法a. 放盘时刻:下钻第一包岩屑应充分循环钻井液,清理高架槽和振动筛。从开始钻进该米的时刻起加返出时间即岩屑盆放置时刻。b. 四分法取样:捞取时间未到,岩屑己满盆,则要求垂直切取盆内岩屑的一半,将留下的一半拌匀,若岩屑再次接满或捞取时盆内岩屑过多,同样按上述方法取样。绝对禁止只取上部或下部岩屑。c. 清理振动筛:每捞完一包岩屑后应把振动筛清理干净。d. 岩屑捞取数量要求:有挑样任务的每包不少于1000g,无挑样要求的每包不少于5
20、00g。e. 非整米岩屑的处理:最后一包岩屑或大于0.2m井深间距的岩屑捞出后,方可起钻。不足一包的岩屑注明井深,待下次钻完整米后合并成一包。2岩屑的清洗取出的岩屑要缓缓放水清洗、搅拌,稍加静置后慢慢倾倒,防止悬浮细砂和较轻的物质(沥青块、油砂块、碳质页岩、油页岩等)被冲掉。清洗要露出岩屑本色,同时要注意观察盆面油气显示。3岩屑的晾晒严格按深度顺序在岩屑台上晾晒;雨季、冬季需要烘烤时,要控制烤箱温度;含油岩屑严禁火烤,最好用蒸汽烤箱。在晾晒岩屑时发现含油岩屑或特殊岩性,要挑出小包,注明井深、置于该包岩屑中。4岩屑的包装、整理晒干的岩屑连同写明井号、深度、编号的标签装入袋中,有挑样任务的分装两袋
21、,每袋样不少于500g。将装袋岩屑按井深顺序从左至右、从上到下依次排列于岩屑盒内,盒外标明井号、盒号、井段和包数。用来挑样的岩屑要分装,挑样完毕后不再保存。供描述用岩屑要妥善保管,作为原始资料入库。四、岩心录井(一)概述1岩心录井钻井过程中,用取心工具将地层岩性从井下取至地面(这种岩石就叫岩心),并对其进行分析、化验、综合研究而获取各项地质资料的过程叫岩心录井。(二)取心工具取心工具主要由取心钻头、岩心筒、岩心爪、回压凡尔、扶正器等组成。五、荧光录井(一)概述1原理石油是碳氢化合物,除含烃类外,还含有-电子结构的芳烃化合物及其衍生物。芳香烃化合物及其衍生物在紫外光的激发下,能够发射荧光。不同地
22、区的原油,虽然配制溶液的浓度相同,但所含芳香烃化合物及其衍生物的数量不同,-电子共轭度和分子平面度也有差别,故在365nm附近紫外光的激发下,其荧光强度和波长是不同的,这种特性被称为石油的荧光性。根据石油的这种特性,将现场采集的岩屑浸泡后经荧光分析仪分析,便可直接测定砂样中的含油量。2荧光录井的优缺点优点:1) 灵敏度高,对肉眼难以鉴别的油气显示,尤其是轻质油能够及时发现。2) 可以区分油质的好坏和油气显示的程度,正确评价油气层。3) 在新区新层系以及特殊岩性段,可以配合其它录井手段准确解释油气显示层,弥补测井解释的不足。4) 测试成本低、方法简便易行,可系统照射,对落实全井油气显示极为重要。
23、缺点:1) 荧光录井是在岩屑录井的基础上进行的,受到岩屑录井准确程度的影响。2) 受油气浸、泡油等因素影响。(二)现场荧光录井方法现场常用荧光录井方法有:岩屑湿照、干照、点滴分析和系列对比。1岩屑湿照和干照这是现场使用最广泛的一种方法。它的优点是简单易行,对样品无特殊要求,且能系统照射,对发现油气显示是一种极为重要的手段。为了及时有效地发现油气显示,尤其对轻质油,各油田采取了湿照和干照相结合的方法,使油气层发现率有了很大提高。岩屑湿照是系统逐包普照,在荧光灯下观察是否有荧光显示。含油岩屑在紫外光下呈现浅紫、淡黄、黄、亮黄、棕、棕褐色等,发现发光岩屑后将其挑出,填写标签(井深、岩性等)装袋,待进
24、一步分析之用。在设计目的层段,采用湿照能及时发现油气显示,避免烘烤、晾晒造成的油气挥发。为提高荧光录井的可靠性,在现场还必须排除假显示、混入油和成品油的影响、矿物发光。判断原油和矿物发光的方法:将挑出的发光岩屑放在无荧光显示的空白滤纸上,滴上氯仿或四氯化碳等有机溶剂,放入紫外光下观察,滤纸上有荧光痕迹者为原油显示,无显示者为矿物发光。2点滴分析点滴分析可以发现岩石中极少量的石油沥青,是定性和半定量分析的一种方法。其操作过程为-在空白滤纸上放一些岩样碎块或岩屑,在岩样上滴12滴氯仿溶液,氯仿溶解样品中的沥青渗入滤纸,随着溶液逐渐蒸发,滤纸上沥青浓度逐渐增大,在荧光灯下观察即可发现不同形状和颜色的
25、荧光痕迹。3系列对比这是现场常用的定量分析方法。其操作方法是-取1g磨碎的岩样,放入带塞无色玻璃试管中,倒入56ml氯仿,盖塞摇匀,静置8h后,在荧光灯下与同油源标准系列进行对比,找出近似于样品发光强度的标准试管等级。用下列公式计算样品的沥青含量:Q=(AB/G)100% (1-1-7)式中:Q-被测岩样的石油沥青百分含量(%); A-被测岩样同级的1ml标准溶液中的沥青含量(g/ml) B-被测岩样用的氯仿溶液体积(ml) G-样品质量(g)。第二节 石油地质知识石油地质基础,其内容包括油气的组成、物化性质等,其它生油层、储油层及生储盖组合等内容将在后面的章节中讲述,但本节所阐述的内容是石油
26、地质基础知识的基础,它对综合录井工作和资料分析具有重要的指导作用。一、石油、天然气的组成(一)石油的组成从地质学角度来看,石油是天然形成的、液态的、以碳氢化合物为主的混合物,为可燃有机矿产之一。石油的性质主要由成分决定。为了便于了解石油性质变化的内在原因,先从石油的组成谈起。石油的组成包括石油的元素成分、族分和组分。1石油的元素组成石油是以碳氢化合物为主的混合物,所以其元素成分是以碳(C)、氢(H)两种元素为主,其中碳占80-88%,氢占10-14%,碳氢的比值(C/H)在5.9-8.5之间,这两种元素占石油成分的95-99%。另外,还有氧(O)、硫(S)、氮(N)等元素,这三种元素根据石油性
27、质上的差别,其含量变化较大,但一般总量在1%左右,个别情况下,可达到5%,甚至更高。除了上述几种元素外,在石油中还有Si、Fe、Al、Mg、Ni、Cu、Pb等几十种元素。2石油的族组成在石油中,碳、氢和氧、硫、氮等元素,一般都是以不同结构形式构成的不同类型的化合物存在。按其化合物元素的成分可分为两大类:一类为碳和氢元素形成的化合物,叫碳氢化合物(也称烃),在石油中占80%以上,是石油的主要组成部分;另一类为氧、硫、氮组成的化合物,为非碳氢化合物(也称非烃),在石油中一般含量为10-20%,为石油的杂质部分。1)碳氢化合物石油中碳氢化合物主要有烷烃、环烷烃和芳香烃,烯烃极少见。目前能够从石油中分
28、离出来的烃类已达200多种。烷烃可分为正构烷烃和异构烷烃。石油中一般正构烷烃是主要的,异构烷烃在石油中含量较少,随着分子量增大略有增多的趋势。环烷烃在石油中以五碳和六碳环最多,环烷烃比较稳定,但在一定条件下可以发生取代、氧化等反应。芳香烃在石油中一般含量较少,较稳定,但在一定的温度、压力及催化作用下,发生取代、氧化等反应。石油中不同烃类的含量往往随着地层时代不同而发生有规律的变化,地层时代越老,烷烃含量越高,环烷烃减少,而芳香烃变化不明显。2)非烃化合物目前从石油中已能分离出氧、硫、氮的化合物达一百多种,主要是含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物等。非烃化合物,一般在石油中影响石油的质量,是石油
29、开采、炼制和加工的不利因素。3石油的组成为了了解石油的性质及其变化,根据石油中不同化合物对不同溶剂的溶解及介质吸附等表现出来的不同特点,利用不同的方法将石油的组成分成性质相近的“组”,这些“组”,称为石油的组分。每一组分内包含着性质相似的一部分化合物,一般分为下列几组: 1)油质 油质为石油的主要组成部分,多为碳氢化合物组成的淡色粘性液体(有时呈固体结晶)。油质含量的高低是石油质量好坏的重要标志,油质含量高,石油的质量相对较好。 2)胶质 一般为粘性或玻璃状的半固体物质,主要成分仍以碳氢化合物为主,但氧、硫、氮化合物增多,平均分子量变大;颜色不同,由淡黄、褐红到黑色均有。 3)沥青质 沥青质相
30、比之下含的碳氢化合物更少,氧、硫、氮化合物更多,平均分子量比胶质还大,为暗褐色或黑色固体物质,在石油中含量较少,一般在1%左右,个别可达3-5%。 4)碳质 以碳元素状态分散在石油内,含量较少,也有叫残碳,不溶于有机溶剂内。从石油的组成来看,其组成相当复杂,在元素、族分和组分之间既有成因上的联系,又有成分及性质上的区别,这些区别和联系往往反映了它们内在的规律性,研究和分析这些变化是认识石油成因、演化和分布的重要方面。石油组成上的差别,是影响石油性质不同的根本原因。二、石油、天然气的性质(一)石油的性质石油的颜色、比重、粘度等物性是人们对石油性质的最直观的感觉,而其物理性质则反映石油组成上的差别
31、。所以,了解石油的物理性质,不论对认识石油的组成,分析它的变化规律,还是对油气田的开发,都是非常重要的。下面简单介绍地面原油的一般物理性质。1颜色石油的颜色种类很多,从黑色到浅色均有。石油颜色的不同主要与石油内胶质和沥青质含量有关,胶质、沥青质含量高则石油颜色变深。所以石油的颜色深浅大致能反映石油中重组分含量的多少。2密度液态石油的密度在我国和俄罗斯是指一个标准大气压、20下石油单位体积的质量。在欧、美各国则常以API(美国石油工业标准)为度量单位。石油密度一般介于0.75-0.98g/cm3之间。通常密度大于0.9 g/cm3的称为重质石油,小于0.9 g/cm3的称轻质石油。石油的密度取决
32、于化学组成。就烷烃而言,密度随碳数增加而变大;碳数相同的烃类,烷烃密度最小,环烷烃居中、芳香烃密度最大;与胶质、沥青质相比,烃类密度最小。地下石油的密度还与其中溶解气量、压力、温度等因素有关,溶解气量多则密度小。在其它条件不变时,密度随温度的增加而减小,随压力的增加而增大。3粘度粘度值代表石油流动时分子之间相对运动所引起的内磨擦力大小。粘度大则流动性差,反之,则流动性好。粘度大小主要取决于石油的组分。分子小的烷烃、环烷烃含量高,粘度就低;而分子量大的蜡、胶质、沥青质含量高,粘度就高。粘度随温度升高、溶解气量增加而降低。4溶解性 石油能溶解于多种有机溶剂,如:苯、氯仿、二硫化碳、四氯化碳、醚等。
33、石油在水中的溶解度很低,当水中饱和二氧化碳和烃气时,石油的溶解度将明显增加。5导电性石油及其产品具有极高的电阻率。石油的电阻率与高矿化度的油田水和沉积岩相比,可视为无限大。6荧光性石油在紫外光照射下可产生荧光,石油中不饱和烃及其衍生物具有荧光性。7凝固点凝固点是指石油在开始凝固时的温度。凝固点的大小与石油中高分子化合物含量的多少有关,尤其与石蜡含量关系更为密切。一般情况下当石蜡含量超过10%时,凝固点有明显的变化,含量越高,凝固点就越大。相反石油中轻质馏分含量较高时,凝固点就低。8旋光性当光线通过石油时,使偏光面发生旋转的特性,称为石油的旋光性。石油的旋光性分为左旋和右旋,一般为右旋。无机化合
34、物没有旋光性,所以旋光性是石油有机成因证据之一。石油的旋光性随着地质年代的增加而降低。(二)天然气的性质在常温、常压下,以气态存在的烃类有-甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷等。1密度天然气的密度是指在标准状态下,单位体积的天然气的质量,一般为0.65-0.75 g/cm3,个别可高达1.5 g/cm3,天然气的密度随重烃含量增加而变大。2粘度天然气的粘度和石油一样,是天然气流动时内部分子之间所产生的摩擦力,是以分子间相互碰撞的形式体现出来的。所以当温度升高时,分子的活动性增大,碰撞次数增多,粘度升高,如在0时天然气的粘度为0.厘泊、在20时为0.012厘泊。3临界温度和临界压力临界温度是指气相物
35、质能维持液相的最高温度。高于临界温度时,不论压力有多大,都不能使气态物质凝为液态。在临界温度时,气态物质液化所需的压力称临界压力。4溶解度在单位体积溶剂中溶解的天然气量称为溶解度。当增加一个大气压时,溶解在单位体积石油中的天然气量,称为天然气在石油中的溶解系数。天然气能不同程度地溶解于水和油中。天然气在石油中的溶解度比水中要大,并且随压力的增大而增加。5发热量在通常情况下,燃烧1m3天然气所放出来的热量为天然气的发热量,单位是千卡/ m3。天然气的发热量一般为8000千卡/ m3,其随着天然气中重烃含量的增加而发热量升高。第二章 电工学基础知识第一节 直流电基础知识一、电路、电流、电压和电动势
36、(一)电路电路是由电工、电子元件和设备组成的总体,它是电流或脉冲信号传输的途径,电路主要是由电源、负载和连接导线三部分组成。为电路中电工、电子元件或设备提供电能的设备叫供电电源,而消耗电能的用电设备叫负载。电路有两个作用:一个是可以实现将其他形式的能量转换成电能、也可以把电能转换成所需要的其他形式的能量;另一个是把施加的信号变换成其他所需要的输出的信号。(二)电流所谓电流,就是带电质点有规则的运动。导体的电流是带电质点在电场作用下作有规则运动;而电解液中所形成的电流则是带正电的离子顺着电场方向、带负电的离子逆着电场方向运动。用来衡量电流强弱的物理量是电流强度,它是单位时间内穿过导体某截面的电量
37、的代数和,其电流的实际方向为正电荷运动的方向。如果在极短时间(dt)内穿过导体某截面(S)的电量代数和为dq,那么电流强度 i =dq/dt (1-2-1) 电流强度的国际单位为安培(A),为了计量使用方便,它还可以用千安(kA)、毫安(mA)、微安(A)、纳安(nA)来表示。 1A=10-3 kA=103mA=106A=109nA 电流存在两种形式-一种被称之为交流,用小写字母i表示,它的大小和方向随时间而变化;另外一种为直流,用大写字母I表示,它的大小和方向不随时间变化而变化,有时也叫它为恒流电流。 (三)电压所谓电压,是指电场将单位正电荷从a点移到b点所做的功,其方向由a点指向b点。 U
38、ab=Aab/q (1-2-2)式中Uab为a、b两点间的电压,Aab为单位电场将单位正电荷从a点移到b点所做的功,q为电量。 随时间变化的电压称之为交流电压,用u表示;不随时间而变化的电压称之为直流电压或恒流电压,用U表示。 在恒定电场中,任何两点间的电压只和这两点的起始与终止位置有关,和电荷移动的路径无关。 在恒定电场中,如确定一点为参考点,那么任意一点与参考点间的电压被称之为该点的电位。参考点的电位为0。电场中a、b两点间的电压等于a、b两点电位差,即 Uab=a-b (1-2-3) 式中为电位的单位。 电压、电位的单位为伏特(V),为了计量使用方便,它还可以用千伏(kV)、毫伏(mV)
39、、微伏(V)来表示。 1V=10-3kV=103mV=106V(四)电动势 所谓电动势,是指在电源内部将单位正电荷从负极移到正极时外力所做功,用e表示,其方向由负极指向正极,即从电源的低电位处指向电源的高电位处,其单位同电压单位。二、电源、电阻、电感、电容(一)电源 为电路中电工、电子元件或设备提供电能的设备叫供电电源。电源通常分为直流电源和交流电源。在直流电源中又分为恒压源和恒流源。所谓恒压源是指两端电压可以按照某给定规律变化而与其电流无关的电源,也就是它的电压恒定、电流是任意的。 直流电压源符号见图1-2-1所示。 U U U EREE E=U E=U E=U (a) (b) (c)图1-
40、2-1 理想电压源符号表示 图1-2-1中(a)为常用实际电池符号,(b)为电源通用符号,(c)为具有电能消耗的电源符号。 所谓恒流源是指两端电压任意,但输出的电流按一定规律变化而不随外部电路而变,即输出电流恒定、两端电压是任意的。 直流电流源符号见图1-2-2所示。 is(t) Is (a) (b)图1-2-2 理想电流源符号表示 图1-2-2中(a)为交流恒流源符号,(b)为直流恒流源符号。(二)电阻电阻是消耗电能的理想电路元件中电流和其两端电压的比值,即R=U/I (1-2-4)电阻的单位为欧姆(),大电阻一般可用千欧姆(k)和兆欧姆(M)表示。当电阻与通过的电流无关,即为一常数,该电阻
41、被称为线性电阻,如电灯可以看成线性电阻;随电流和电压变化而阻值发生变化的电阻被称之为非线性电阻,二极管是非线性电阻元件。对于金属长导体而言,其电阻R=l/S (1-2-5)其中l为导体的长度。S为导体的横截面积,为导体的电阻率。电阻的倒数被称为电导,即G=1/R (1-2-6)其单位为西门子(S)。(三)电感电感就是通电线圈的磁通量与通过的电流之比,即L=/i (1-2-7)其中为总磁通量,i为电流。电感也分为线性电感和非线性电感。当线圈附近不存在铁磁材料,电感与电流的大小无关,此电感为线性电感;当线圈中存在铁磁材料时,由于电流i与总磁通量不成正比关系,使得其大小随电流的大小而变化,此电感为非线性电感。 电感的单位为亨利(H),有时也采用毫亨(mH)和微亨(H)。 电感的符号见图1-2-3所示。 i L u 图1-2-3 电感符号表示(四)电容 所谓电容就是存放电荷的容器,它是由两个金属板中间隔着不同的介质组成。电容器的容量(C)等于电容器两端的单位电压下电容所带的电荷量,即C=q/u (1-2-8)该公式中电荷量的单位为库仑、电压的单位为伏特、电容的单位为法拉(F)。通常还采用微法(F)和皮法(pF),其单位换算关系如下: 1F=106F=1012 pF 电容器按容量能否改变分为可变电容和固定电容;按结构材料分有纸介、云母、薄膜