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1、1.石油、天然气简介石油、天然气简介石油以碳氢化合物为主要成分、有色可燃性油质液体矿物。是远古海洋或湖泊中动植物尸体在地下经过漫长的复杂变化而形成的油状液体混合物 自然状态下的石油有的粘稠，有的稀薄，成膏状，在较低温度下成为半固体甚至固体。颜色通常是暗褐色的，也有黄色、淡黄色、淡红色、淡褐色等。成分主要是由各种主要是由各种烷烃烷烃、环烷烃环烷烃和和芳香烃芳香烃所组成的所组成的混合物混合物。石油的大。石油的大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。部分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。石油主要含有石油主要含有碳碳和和氢氢两种元素，同时还含有少量的两种元素，同时还含有
2、少量的硫硫、氧氧、氮氮等等元素。元素。第1页/共54页1.石油、天然气简介石油、天然气简介天然气是古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具有可燃性是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以下为液体。多在油田开采原油时伴随而出或纯天然气气田。天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，比重约0.65，比空气轻，无色、无味、无毒。Prepared by Tom Sheeran 第2页/共54页石油l用作
3、燃料发电厂用的燃料发电厂用的燃料轻型车用的汽油轻型车用的汽油卡车和火车用的柴油卡车和火车用的柴油飞机用的航空汽油飞机用的航空汽油房屋取暖用的燃料油房屋取暖用的燃料油l润滑油和润滑脂l蜡、沥青和石油焦l溶剂和石油化工产品l有机合成工业的重要的原料和中间体有机合成工业的重要的原料和中间体1.石油、天然气简介石油、天然气简介Prepared by Tom Sheeran 用途第3页/共54页1.石油、天然气简介石油、天然气简介Prepared by Tom Sheeran 天然气1、天然气发电具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径
4、，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力争力2、天然气化工工业天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右左右 3、城市燃气事业，特别是居民生活用燃气随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然
5、气作为民用燃料的经济效对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。益也大于工业燃料。4、压缩天然气汽车，以天然气代替汽车用油具有价格低、污染少、安全等优点具有价格低、污染少、安全等优点用途第4页/共54页1.石油、天然气简介天然气在石油里处于溶解状态当石油被开采出来的时候，一些天然气也随着石油被采出来。单纯的气田少共性元素组成、结构形式以及生成的原始材料和时序，开采方式等第5页/共54页石油、天然气开采1.石油天然气简介2.资源分布状况3.勘探开采过程4.开采方法第6页/共54页2.资源分布状况原油的分布从总体上来看极端不平衡：从东西半球来看约约3/4的石油资源集中于东
6、半球，西半球占的石油资源集中于东半球，西半球占1/4；从南北半球看石油资源主要集中于北半球；石油资源主要集中于北半球；从纬度分布看，主要集中在北纬20-40和50-70两个纬度带内。波斯湾及墨西哥湾两大油区和北非油田均处于北纬波斯湾及墨西哥湾两大油区和北非油田均处于北纬20-40内，该带集中了内，该带集中了51.3%的世界石油储量；的世界石油储量；50-70纬度带内有著名的北海油田、俄罗斯伏尔加及西纬度带内有著名的北海油田、俄罗斯伏尔加及西伯利亚油田和阿拉斯加湾油区。伯利亚油田和阿拉斯加湾油区。第7页/共54页2.资源分布状况第8页/共54页石油天然气分布第9页/共54页第10页/共54页第1
7、1页/共54页石油、天然气开采1.石油天然气简介2.资源分布状况3.勘探开采过程4.开采方法第12页/共54页3.3.勘探开采过程勘探开采过程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”“石油炼制”。第13页/共54页嵌在岩石颗粒和沙子之间很小的孔隙里。大多数这样的孔隙肉眼是看不到的。石油天然气地下存在方式石油天然气地下存在方式第14页/共54页石油天然气地下存在方式石油天然气地下存在方式第15页/共54页3.3.勘探开采过程勘探开采过程油气存在于地层中天然的圈闭构造中。油气圈闭构造由穹顶或断层组成。非渗透
8、性的岩石（指流体不能穿越的岩石）覆盖在构造顶部防止油气逃逸到地表。如果没有油气圈闭构造，油气就会向地表移动，最终挥发掉，也就不能形成油气田。第16页/共54页油油田示例非渗透性岩石层阻止油气向上流动水层防止了油向下逃逸。水第17页/共54页气水气田示例第18页/共54页气油水油气田示例第19页/共54页声波探测通过油藏反射的声波找到它们，计录声波反射回来的时间计算机处理这些数据，构造出地下岩层系统的图像Gas油声源接收器t=1 sect=1.2 sect=1.42 sec油田勘探第20页/共54页钻井设备一些不同种类的钻井设备陆上钻井架用于陆上钻井钻井船钻井船和半潜式钻井平台用于水深100 f
9、t到5000+ft情况的钻井半潜式钻井平台自升式钻井平台用于水深15ft 到+/-350ft情况的钻井内陆驳船钻井架用于水深8ft 到30ft情况的钻井30ft=10m第21页/共54页钻井设备:一套可以使我们钻入地层的特殊设备一套钻井设备由很多不同的部分组成井架，地基，起重设备，发电机，钻杆，钢罐，泵，固控设备，还有很多其他部件最深可钻到地下6英里（9.7公里）深的地方珠穆朗玛峰的高度第22页/共54页钻柱钻头起重设备由以下部分组成:天车游动滑车游动钢丝绳和一个用来起降游动钢丝绳的绞车。井架底座井架钻井设备上的起重设备提升和放下钻柱的待用钻杆动画演示第23页/共54页钻井示意图钻柱在地表被驱
10、动旋转，带动井眼底部的钻头旋转。钻井泥浆被泵入钻杆内部，从钻头的喷嘴流入环形空间。泥浆将岩屑循环带到地表第24页/共54页3)泥浆和岩屑混在一起从环形空间向上提升，带到地表。筛布 4)混合物通过在地表的滤网。1)干净的泥浆被泵从泥浆池中抽出，注入钻杆当中。2)泥浆从钻头的流出，进入到钻杆和套管之间的环形空间，把钻头切下的岩屑向上带出。6)干净的泥浆透过滤网，回到泥浆池。钻井泥浆循环泥浆泵5)岩屑被从泥浆中滤除，形成岩屑堆。第25页/共54页钻井的工序大钻头钻一小段井眼井中放入钢制的套管，并用水泥固定套管的外侧，防止井眼塌陷。0200第26页/共54页小一些的钻头在第一个套管内部开钻。从上一个套
11、管的底部钻出一个新的井眼。2000500在新的井眼中放下套管，并用水泥固定。钻井的工序第27页/共54页重复过程钻井的工序第28页/共54页油气检测第29页/共54页对目标区域进行测井。测井是用电缆将设备下到井下，记录岩石的物理属性。如电阻，孔隙度，密度，放射性，孔隙压力等等。油气检测第30页/共54页砂页岩粉砂岩页岩粉砂岩白云石页岩根据测井结果完井（地层有油）OR 把井封堵抛弃（地层没有油）伽马射线2005003000电阻抗孔隙度很好的砂岩高阻抗，可能是油气低阻抗，可能是水低孔隙度高孔隙度低阻抗，可能是水高孔隙度低孔隙度高孔隙度第31页/共54页测井成功 在生产层段下最后一次的套管 用水泥固
12、定。第32页/共54页井眼内用射孔枪进行射孔击穿生产层段部分的井壁套管第33页/共54页在井眼里放入生产油管用封隔器把生产层段和上部的套管空间分隔开油管封隔器第34页/共54页连接地面管线准备产油第35页/共54页地面的生产设备油、水、气分离分离器油水气第36页/共54页油气分离器石油水天然气提炼、存储、运输，输入市场炼油厂储油罐第37页/共54页消费燃料驱动房屋供暖第38页/共54页第39页/共54页石油、天然气开采1.石油天然气简介2.资源分布状况3.勘探开采过程4.开采方法第40页/共54页4.4.油气开采方法油气开采方法自喷采油法人工举升采油法注水注气化学试剂混相驱动第41页/共54页
13、4.4.油气开采方法油气开采方法实施手段：1 1、通过压入沸水或高温水蒸汽，甚至通过燃烧部分地下的石油 2 2、压入氮气 3 3、压入二氧化碳来降低石油的黏度 4 4、压入轻汽油来降低石油的黏度 5 5、压入能够将油从岩石中分解出来的有机物的水溶液 6 6、压入改善油与水之间的表面张力的物质（清洁剂）的水溶液来使油从岩石中分解出来第42页/共54页石油开采的三个阶段石油开采的三个阶段前期（一次采油）从从19世纪末到世纪末到20世纪世纪30年代年代自喷（自然上涌）自喷（自然上涌）天然能量充足天然能量充足这个阶段技术上的主要标志是以利用天然能量开采为主。石油的采收率平均只有这个阶段技术上的主要标志
14、是以利用天然能量开采为主。石油的采收率平均只有1520，钻井深度不大，观察油藏的手段只有简单的温度计、压力计等钻井深度不大，观察油藏的手段只有简单的温度计、压力计等 中期（二次采油）从从30年代末到年代末到50年代末，以建立油田开发的理论体系为标志。年代末，以建立油田开发的理论体系为标志。普遍采用人工增补油藏能量的普遍采用人工增补油藏能量的注水开采注水开采、注气技术注气技术，使石油的最终采收率提高到，使石油的最终采收率提高到30 后期（三次采油）EOR（Enhance Oil Recovery)新技术，如新技术，如热力驱法热力驱法、混相驱法混相驱法、化学驱法等化学驱法等。50%左右左右第43页
15、/共54页第44页/共54页COCO2 2驱油驱油机理：（超临界CO2）降低油水界面张力降低原油粘度膨胀作用改善流度比酸化解堵萃取和汽化原油中轻质烃混项效应第45页/共54页COCO2 2驱油方式混项驱混相效应是指两种流体能相互溶解而不存在界面，消除了界面张力是指两种流体能相互溶解而不存在界面，消除了界面张力。COCO2 2与原油混相后，不仅能萃取和汽化原油中轻质烃，而且还能形成COCO2 2和轻质烃混合的油带。油带移动是最有效的驱油过程，可使采收率达到9090以上水与气交替注入也叫混相驱，通过向储层中注入COCO2 2，使原油膨胀，增强其流动性，然后注水，将原油驱向井口。混合后的流体减小了COCO2 2单相的流动性，同时使原油的粘度下降。第46页/共54页COCO2 2-水混相驱水混相驱第47页/共54页COCO2 2驱油方式驱油方式非混相驱重力稳定CO2注入，也叫非混相驱。重力稳定CO2注入只能应用于整个油田。但是，重力稳定CO2注入可采出更多的原油，且可埋存更多的CO2，并且不会在驱油过程中出现CO2的指进现象。第48页/共54页非混相驱非混相驱第49页/共54页第50页/共54页煤层气煤层气为什么会有煤层气？第51页/共54页与CCS结合第52页/共54页回顾什么是石油、天然气资源分布勘探开采流程具体开采方法CO2驱油第53页/共54页感谢您的观看！第54页/共54页