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石油鑽探為什麼是尖端

發布時間: 2023-08-20 14:53:34

Ⅰ 石油的鑽井通常都有上千米深,大概的工作原理是怎樣的

通俗簡單的說吧:

能源是電力,

機械傳動,通過方鑽桿,轉動的力在地面傳給方鑽桿,方鑽桿下面是鑽桿,鑽桿下面是鑽頭,跟我們在地面上用電鑽鑽一個孔原理差不多

不同的是鑽桿之間用螺紋連接,鑽到一定深度,就得擰開中間再加一節鑽桿,這樣一節一節鑽下去,就可以達到幾千米深了。

每鑽一定深度,還得測量,有專門的測井公司,如發生偏差及時修正,

現在的鑽井水平,十分厲害,可以在直著鑽上千米深後再拐彎90度,鑽孔能拐彎這種情況,在其它行業,是完全不可能的,

Ⅱ 打開通道有訣竅是

石油鑽井雖然原理上和打普通水井沒什麼區別,但因為要鑽穿的是油氣層,又常在幾千米的地下,就會遇到許多困難和風險。例如,在鑽達目的層之前可能鑽遇鹽層、流砂層、高壓水層等不穩定地臘豎層,使井壁坍塌,為此要採取保護、加固措施,下套管固井才能繼續鑽進;到達油氣層後,井筒液柱會浸染低壓油氣層使其不出油,而高壓油氣層又會因井筒液柱壓不住而造成井噴,噴出的砂粒與井架碰撞產生火花使油井凱耐發生火災,造成巨大資源損失、環境污染甚至人員傷亡。所以,必須有一整套「訣竅」來克服這些困難與風險,才能順利地打開並形成一個理想的通往地下油氣寶藏的通道。

常規井正常鑽進時,一根鑽桿鑽入地層後,要卸開方鑽桿與井下鑽柱的接頭,再接上一根鑽桿繼續鑽進,稱為「接單根」;當一個鑽頭磨損後,則需要把整個鑽柱一根一根地提起,卸開接頭,存放在井架立根盒內,換上新的鑽頭,再把鑽桿一根一根接好下入井中,繼續鑽進,這個作業過程稱「起下鑽」。為了提高鑽進效率,就必須選用與地層最匹配的鑽頭,減少更換鑽頭和起下鑽的次數。
常規鑽井驅動鑽頭旋轉的動力是地面動力通過轉盤、方鑽桿,帶動鑽柱和鑽頭旋轉。而在鑽斜井和水平井時,鑽柱不轉動,鑽頭是依靠井下電動機或由高壓鑽井液驅動井底的渦輪鑽具或螺桿鑽具帶動鑽頭旋轉。

針對油層埋藏淺,100~600米深盯局春的稠油注蒸汽熱采井,由於地層松軟,井壁不穩定,原油粘度高不易流動,所以要求快速完井,並擴大井筒和油層接觸的面積,減小油流的阻力。這時可採用噴射鑽井技術,用帶高壓噴嘴的牙輪鑽頭和優質聚合物鑽井液,高泵壓、高鑽速,一個鑽頭鑽完一口井,提高鑽井速度和經濟效益;或者用特種鑽機鑽斜井,在油層頂部下套管固井後,用造斜器定向傾斜地鑽穿油層,下入篩管或繞絲篩管完井。
對於低壓油藏可採用降低鑽井液密度後使井筒液柱壓力接近油層壓力的近平衡鑽井或井筒液柱壓力低於油層壓力的欠平衡鑽井。在井口裝有防噴器,既防止井噴,又防止鑽井液浸入油層,造成污染堵塞。
對埋藏較深、地層較硬的低滲透裂縫性油藏,則用常規鑽機和造斜器,連續造斜,使井眼定向地接近水平地貫穿油層,增加了泄油麵積,提高了單井產量。這就是為什麼要使用定向井和水平井鑽井技術的原因。

Ⅲ 石油是通過什麼手段發現的地質勘探的原理是什麼 怎麼勘探

石油勘探主要有:
1、地質法:通過露頭、岩石、岩心攜拆逗觀察,來研究成礦辯賣的地質條件、地質環境和地質作用實現找礦的一種方法;
2、地化法(Geochemistry):取樣、分析化驗;
3、物探方法:根據地下岩石或礦體的物理性質差異所引起的某些異常物理現象的變化去判斷地質構造、沉積等地質現象發現礦體的一種方法,常用的有:重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探等;
4、鑽探法:為勘探地下含油氣情況所鑽的油氣探井,有4大類(1)參數井;(2)預探井;(3)評價井;(4)資料井;
地震勘探:它的原理是由人工製造強烈的震動(一般是在地下不深處的爆炸)所引起的彈性波在岩石中傳播時,御基當遇著岩層的分界面,便產生反射波或折射波,在它返回地面時用高度靈敏的儀器記錄下來,根據波的傳播路線和時間,確定發生反射波或折射波的岩層界面的埋藏深度和形狀,認識地下地質構造,以尋找油氣圈閉。

Ⅳ 鑽木頭的鑽頭和鑽鐵的鑽頭有什麼不同

鑽木頭鑽頭和鑽鐵鑽頭的區別:

1、材質不同:

(1)鑽金屬的一般為黑色鑽頭,鑽頭材質一般是高速鋼,在一般金屬材料(合金鋼、非合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、有色金屬)上鑽孔,配合使用金工鑽頭。

(2)在木質材料上鑽孔,配合使用木工鑽頭,木工鑽頭切銷量大,對刀具硬度要求不高,刀具材料一般為一般高速鋼。鑽頭尖端中心有一個小尖尖,兩邊對等角度也比較大,甚至於沒有角度。

2、鑽頭設計結構不同:

(1)鑽鐵的一般為中間尖頭(力大,耐磨,利於進給);

(2)鑽木一般為三尖刃,中間高兩邊低。因為木頭軟,這樣鑽起來更快,兩邊的刃口還可以讓鑽口平齊美觀,也稱薄板鑽。

3、加工方法工藝不同:

(1)鑽鐵的是直接由鑽頭的刀刃鏟削。

(2)鑽木頭的鑽頭是邊沿有2個刀刃,是先切斷在由中間的平刃鏟掉。

(4)石油鑽探為什麼是尖端擴展閱讀

鑽頭的分類及選擇:

目前石油行業使用的鑽頭有很多種類,以不同的鑽進方式為根據對鑽頭進行分類,可以將其分為金剛石鑽頭、牙輪鑽頭與刮刀鑽頭,這三種鑽頭是最基本的鑽頭形式。

在這三種鑽頭中,在石油鑽探工作中應用最為普遍、最為廣泛的一種是牙輪鑽頭,其應用程度也比較深。將這三種鑽頭進行對比,使用范圍最小的一種鑽頭是刮刀鑽頭。本文主要介紹的是金剛石鑽頭與牙輪鑽頭。

參考資料來源:網路-鑽頭

Ⅳ 鑽井常識200問

1.鑽井工程有什麼小知識
鑽井機在使用的過程中會因為各種原因出現故障,有的可能是天氣原因,有的可能是操作人員使用不當,鑽井機出現故障到底是什麼原因呢?下面武漢鑽井公司清源泉岩土工程跟大家介紹一下鑽井機出現故障的原因和處理方法。

第一,鑽進中釺頭掉柱,鑽桿出現有節奏的跳動,可能是掉合金柱,如果證實是就要用強力吹風法吹出,吹不動時即可取出。 如果孔內出現斷層,不可取出合金柱,如果出現破碎帶時也不可以取出合金柱,只能換上新釺頭繼續鑽進。

第二,風馬達在使用之前必須進行潤滑,風馬達與膠管連接時一定要注意鏈接牢固,鏈接之前先把膠管清理干凈,然後連接之前把管路氣伐打開幾秒用壓縮空氣吹凈。如果風馬達不正常雲狀,需要及時暫停工作,及時進行檢修,檢修時注意不能大拆大卸在工作面。

第三,沖擊器不響的原因是,岩粉堵住了排氣孔,或者伐片被打碎,釺頭打壞之後碎渣入缸體,碎渣卡住錘體。再或者鑽進時孔內積水較多,氣排不出去,導致沖擊器啟動慢。

這時需要把沖擊器提升,讓氣排出去,然後慢慢鑽進。
2.石油鑽井常識
鑽頭主要分為:刮刀鑽頭;牙輪鑽頭;金剛石鑽頭;硬質合金鑽頭;特種鑽頭等。

衡量鑽頭的主要指標是:鑽頭進尺和機械鑽速。 鑽機八大件 鑽機八大件是指:井架、天車、游動滑車、大鉤、水龍頭、絞車、轉盤、泥漿泵。

鑽柱組成及其作用 鑽柱通常的組成部分有:鑽頭、鑽鋌、鑽桿、穩定器、專用接頭及方鑽桿。鑽柱的基本作用是:(1)起下鑽頭;(2)施加鑽壓;(3)傳遞動力;(4)輸送鑽井液;(5)進行特殊作業:擠水泥、處理井下事故等。

鑽井液的性能及作用 鑽井液的性能主要有:(1)密度;(2)粘度;(3)屈服值;(4)靜切力;(5)失水量;(6)泥餅厚度;(7)含砂量;(8)酸鹼度;(9)固相、油水含量。鑽井液是鑽井的血液,其主作用是:1)攜帶、懸浮岩屑;2)冷卻、潤滑鑽頭和鑽具;3)清洗、沖刷井底,利於鑽井;4)利用鑽井液液柱壓力,防止井噴;5)保護井壁,防止井壁垮塌;6)為井下動力鑽具傳遞動力。

常用的鑽井液凈化設備 常用的鑽井液凈化設備:(1)振動篩,作用是清除大於篩孔尺寸的砂粒;(2)旋流分離器,作用是清除小於振動篩篩孔尺寸的顆粒;(3)螺桿式離心分離機,作用是回收重晶石,分離粘土顆粒;(4)篩筒式離心分離機,作用是回收重晶石。 鑽井中鑽井液的循環程序 鑽井 液罐 經泵→地面 管匯→立管→水龍帶、水龍頭→鑽柱內→鑽頭→鑽柱外環形空間→井口、泥漿(鑽井液)槽→鑽井液凈化設備→鑽井液罐。

鑽開油氣層過程中,鑽井液對油氣層的損害 主要有以下幾種損害:(1)固相顆粒及泥餅堵塞油氣通道;(2)濾失液使地層中粘土膨脹而堵塞地層孔隙;(3)鑽井液濾液中離子與地層離子作用產生沉澱堵塞通道;(4)產生水鎖效應,增加油氣流動阻力。 預測和監測地層壓力的方法 (1)鑽井前,採用地震法;(2)鑽井中,採用機械鑽速法,d、dc指數法,頁岩密度法;(3)完井後,採用密度測井,聲波時差測井,試油測試等方法。

鑽井液靜液壓力和鑽井中變化 靜液壓力,是由鑽井液本身重量引起的壓力。鑽井中變化,岩屑的進入會增加液柱壓力,油、氣水侵會降低靜液壓力,井內鑽井液液面下降會降低靜液壓力。

防止鑽井液靜液壓力變化的方法有:有效地凈化鑽井液;起鑽及時灌滿鑽井液。 噴射鑽井 噴射鑽井是利用鑽井液通過噴射式鑽頭噴嘴時,所產生的高速射流的水力作用,提高機械鑽速的一種鑽井方法。

影響機械鑽速的因素 (1)鑽壓、轉速和鑽井液排量;(2)鑽井液性質;(3)鑽頭水力功率的大小;(4)岩石可鑽性與鑽頭類型。 鑽井取心工具組成 (1)取心鑽頭:用於鑽取岩心;(2)外岩心筒:承受鑽壓、傳遞扭矩;(3)內岩心筒:儲存、保護岩心;(4)岩心爪:割斷、承托、取出岩心;(5)還有懸掛軸承、分水流頭、回壓凡爾、扶正器等。

取岩心 取岩心是在鑽井過程中使用特殊的取心工具把地下岩石成塊地取到地面上來,這種成塊的岩石叫做岩心,通過它可以測定岩石的各種性質,直觀地研究地下構造和岩石沉積環境,了解其中的流體性質等。 平衡壓力鑽井 在鑽井過程中,始終保護井眼壓力等於地層壓力的一種鑽井方法叫平衡壓力鑽井。

井噴 是地層中流體噴出地面或流入井內其他地層的現象。引起井噴的原因有:(1)地層壓力掌握不準;(2)泥漿密度偏低;(3)井內泥漿液柱高度降低;(4)起鑽抽吸;(5)其他措施不當等。

軟關井 就是在發現溢流關井時,先打開節流閥,後關防噴器,再試關緊節流閥的一種關井方法。因為這樣可以保證關井井口套壓值不超過允許的井口套壓值,保證井控安全,一旦井內壓力過大,可節流放噴。

鑽井過程中溢流顯示 (1)鑽井液儲存罐液面升高;(2)鑽井液出口流速加快;(3)鑽速加快或放空;(4)鑽井液循環壓力下降;(5)井下油、氣、水顯示;(6)鑽井液在出口性能發生變化。 溢流關井程序 (1)停泵;(2)上提方鑽桿;(3)適當打開節流閥;(4)關防噴器;(5)試關緊節流閥;(6)發出信號,迅速報告隊長、技術員;(7)准確記錄立柱和套管壓力及泥漿增量。

鑽井中井下復雜情況 鑽進中由鑽井液的類型與性能選擇不當、井身質量較差等原因,造成井下遇阻、遇卡、以及鑽進時嚴重蹩跳、井漏、井噴等,不能維持正常鑽井和其他作業的正常進行的現象。 鑽井事故 是指由於檢查不周、違章操作、處理井下復雜情況的措施不當或疏忽大意,而造成的鑽具折斷、頓鑽、卡鑽及井噴失火等惡果。

井漏 井漏主要由下列現象發現,(1)泵入井內鑽井液量>返出量,嚴重時有進無出;(2)鑽井液罐液面下降,鑽井液量減少;(3)泵壓明顯下降。漏失越嚴重,泵壓下降越明顯。

卡鑽及造成原因 卡鑽就是在鑽井過程中因地質因素、鑽井液性能不好、技術措施不當等原因,使鑽具在井內長時間不能自由活動,這種現象叫卡鑽。主要有黏附卡鑽、沉砂卡鑽、砂橋卡鑽、井塌卡鑽、縮徑卡鑽、泥包卡鑽、落物卡鑽及鑽具脫落下頓卡鑽等。

處理卡鑽事故的方法 (1)泡油解卡;(2)使用震擊器震擊解卡;(3)倒扣套銑;(4)爆炸松扣;(5)爆炸鑽具側鑽新眼等。 固井 固井就是向井內下。
3.石油鑽井常識
在實踐鑽井過程中,鑽井工作者需要根據地質條件及地層特點,確定沖洗液的類型和性能要求,即選擇合適的鑽井液,這是成功完成一個鑽進項目的關鍵因素。

經過多年的科研開發和生產實踐,鑽井液已從僅滿足鑽頭鑽進發展到適應各方面需求的鑽井液體系。例如為快速鑽井服務的低粘度、低摩擦、低固相的聚合物鑽井液,防卡鑽井液,針對岩石特點的防塌鑽井液,鑽鹽岩層的飽和鹽水鑽井液,保護油氣層的低密度水包油鑽井液,防堵塞油氣通道的油基鑽井液和開發低壓油氣田的泡沫鑽井液等。

形成了較為完整的鑽井液體系。
4.鑽井技術有什麼小知識
回轉式鑽機最早出現在瑞士,那還是19世紀後期,到現在高速金剛石鑽機和深孔鑽探機的出現,為鑽井的科學提供了條件。

下面武漢鑽井公司清源泉岩土工程有限公司跟大家說說鑽井機的控制系統有哪些標准。首先,鑽井機的控制系統控制多個設備,包括絞車運轉設備和絞車運轉系統,還有小型鑽井機轉盤。

轉盤旋轉是通過轉盤拖動還有控制系統實現,通過對電動機的調速,然後經過鑽桿和主動鑽桿,來驅動鑽頭旋轉,從而打破岩層鑽井。其次,在鑽井機鑽進的時候還需要對轉盤轉速進行改變,改變的依據就是在鑽井時泥漿沖洗效果怎樣和泥漿護壁以及井的直徑大小等等。

如果鑽井出現卡鑽的情況,控制系統就會為了保護鑽井機降低轉速,這樣機械就不容易損壞。最後,絞車拖動鑽井鑽具提升或者下降是通過控制系統對電動機調速,然後驅動懸吊系統實現的,如果絞車速度超過正常值,控制系統為了鑽井機的安全停車。
5.鑽井知識啊
海洋鑽井平台(drilling platform)是主要用於鑽探井的海上結構物。

平台上裝鑽井、動力、通訊、導航等設備,以及安全救生和人員生活設施,是海上油氣勘探開發不可缺少的手段。主要分為移動式平台和固定式平台兩大類。

其中按結構又可分為: (1)移動式平台: 坐底式平台、自升式平台、鑽井船、半潛式平台、張力腿式平台、牽索塔式平台 (2)固定式平台:導管架式平台、混凝土重力式平台、深水順應塔式平台固定式鑽井平台大都建在淺水中,它是藉助導管架固定在海底而高出海面不再移動的裝置,平台上面鋪設甲板用於放置鑽井設備。支撐固定平台的樁腿是直接打入海底的,所以,鑽井平台的穩定性好,但因平台不能移動,故鑽井的成本較高。

為解決平台的移動性和深海鑽井問題,又出現了多種移動式鑽井平台,主要包括:坐底式鑽井平台、自升式鑽井平台、鑽井浮船和半潛式鑽井平台。
6.深圳鑽井有什麼小知識
鑽井所遇到的地址結構都不一樣,所以在鑽井的過程中會遇到一些麻煩,有的地層是石膏層,還有流沙層等等,如果我們在鑽井的時候遇到這些情況應該如何處理呢?下面武漢鑽井公司清源泉岩土工程有限公司跟大家詳細的介紹一下。

首先,在鑽井過程中如果遇到不同的岩層,就需要使用不同的方面來英規,流沙層和石膏層是比較常見的。如果鑽井的時候遇到石膏層,石膏就會侵入,這是需要往鑽井液中加入除鈣降粘劑或者純鹼,這樣就能把鈣離子清除掉,然後在加入防塌劑或者降濾失劑來保持鑽井液的穩定。

其次,如果鑽井的是遇到流沙層,這時需要把鑽井液粘度提高,把膨潤土含量提高,把工程上排量降低從而降低對流沙層的沖蝕。在起鑽前需要把該井段都封閉,最好使用粘度大的泥漿,這樣才能保證鑽井機後面的工作能夠順利進行。
7.打井中應該注意些什麼問題
打井需要注意一下幾個問題:1、選盡可能遠離下水道、排污管及河邊的地方。

2、打井時必須及時用磚襯砌,越深越要及時襯砌,防止塌方。3、用涵管作內膽時可以一次性挖到深度後開始放管。

但土質必須屬於不容易塌方的地質處使用。4、打井的深度必須要挖到下面的土有明顯的水跡才能停止。

5、封底必須用干凈的不易風化的石子或大石塊。6、所有過程必須注意安全,特別是下面挖土人員必須戴安全帽,達到一定深度必須有要備從上面向下壓空氣的設備。

發現有塌方現象人員立即撤離。一般地質不會出現塌方現象的。
8.鑽井知識啊
海洋鑽井平台(drilling platform)是主要用於鑽探井的海上結構物。

平台上裝鑽井、動力、通訊、導航等設備,以及安全救生和人員生活設施,是海上油氣勘探開發不可缺少的手段。主要分為移動式平台和固定式平台兩大類。

其中按結構又可分為: (1)移動式平台: 坐底式平台、自升式平台、鑽井船、半潛式平台、張力腿式平台、牽索塔式平台 (2)固定式平台:導管架式平台、混凝土重力式平台、深水順應塔式平台固定式鑽井平台大都建在淺水中,它是藉助導管架固定在海底而高出海面不再移動的裝置,平台上面鋪設甲板用於放置鑽井設備。支撐固定平台的樁腿是直接打入海底的,所以,鑽井平台的穩定性好,但因平台不能移動,故鑽井的成本較高。

為解決平台的移動性和深海鑽井問題,又出現了多種移動式鑽井平台,主要包括:坐底式鑽井平台、自升式鑽井平台、鑽井浮船和半潛式鑽井平台。

Ⅵ 目前石油行業海底勘探手段有哪些

根據勘探技術手段的不同,石油勘探主要分為物理勘探和化學勘探兩大類。其中以物理勘探為主要手段。目前各油氣田勘探經常使用的主要是物理勘探中的地震勘探。
(1)地震勘探:是根據地質學和物理學的原理,利用電子學和資訊理論等領域的新技術,採用人工方法引起地殼振動,如利用炸葯爆炸產生人工地震。再用精密儀器記錄下爆炸後地面上各點的震動情況,把記錄下來的資料經過處理、解釋。推斷地下地質構造的特點,尋找可能的儲油構造。目前,地震勘探是石油勘探中一種最常見和最重要的方法。
(2)重力勘探:各種岩石和礦物的密度是不同的,根據萬有引力定律,其引力也不同。椐此研究出重力測量儀器,測量地面上各個部位的重力,排除區域性重力場的影響,就可得出局部的重力差值,發現異常區,稱做重力勘探。它就是利用岩石和礦物的密度與重力場值之間,的內在聯系來研究地下的地質構造。 (3)磁力勘探:各種岩石和礦物的磁性是不同的,測定地面各部位的磁力強弱來研究地下岩石礦物的分布和地質構造,稱做磁力勘探。在油氣田區。由於烴類向地面滲漏而形成還原環境,可把岩石或土壤中的氧化鐵還原成磁鐵礦,用磁力儀可以測出這種異常,並與其它勘探手段配合,發現油氣田。 (4)電法勘探:它實質是利用岩石和礦物(包括其中的流體)的電阻率不同,在地面測量地下不同深度地層介質電性差異,以研究各層地質構造的方法,對高電阻率岩層如石灰岩等效果明顯。
(5)地球化學勘探:根據大多數油氣藏的上方都存在著烴類擴散的「蝕變暈」的特點,用化學的方法尋找這類異常區,就是油氣地球化學勘探。

Ⅶ 南海有我國的鑽井平台為什麼我們不再南海開採石油在近海我們一年能產多少石油

設備水平達不到,中國現在缺少深水鑽探設備和深水生產設備,深水鑽井的專業服務隊伍和服務設施也比較少,另外就是政治因素了

Ⅷ 新中國油氣鑽井的發展歷程

新中國成立後,中國石油鑽井伴隨著石油工業的崛起不斷發展壯大。20世紀50年代後期,我國從蘇聯和羅馬尼亞相繼引進了中型石油鑽機。60年代,大慶油田、勝利油田、大港油田、華北等油田發現後,石油鑽井隊伍有了更大的發展。70年代初,全國各油田的鑽井隊已普遍使用了國產石油鑽機。80年代,又陸續從美國引進了二手深井電動鑽機、先進的定向井工具儀器和注水泥裝備等。90年代末期,除少量尖端技術的鑽井設備儀器外,我國已能自行生產深井電動鑽機和絕大部分的鑽井裝備。目前全國陸地石油鑽機總數已超過千台,每年的鑽井工作量在1800~2000萬米之間,年鑽井進尺已位居世界第三位,僅次於美國和蘇聯,是世界名副其實的石油鑽井大國。

建國初期,鑽井技術主要學習和應用前蘇聯的鑽井經驗。70年代末期,隨著國家的改革開放和對外學術交流的增加,科學鑽井被提到議事日程上來,鑽井工程設計技術、優質鑽井液技術和高壓噴射鑽井技術是這個時期鑽井科學實踐的主要內容。80年代末,形成了高壓噴射鑽井、優選參數鑽井、定向井、叢式井等配套的鑽井技術。特別是90年代,從國外相繼引進井下無線測量儀、頂部驅動裝置、欠平衡壓力鑽井裝置後,為我國水平井鑽井、大位移井鑽井、分支井、欠平衡壓力鑽井和油氣層保護技術的開展提供了可靠的裝備和技術基礎。

夜晚的井架群

總體上講,目前,我國的鑽井技術和裝備,已達到20世紀90年代初的國際水平。現除個別的尖端技術和裝備外基本與國外同步,已具備和國外鑽井承包商抗衡的實力。近年來,世界石油鑽井市場競爭十分激烈,它既是石油鑽井能力的競爭,更是國家綜合實力的競爭。從90年代末期,我國躋身國際鑽井市場後,至今已取得了很大的成績,截至2002年底,我國已有近百台石油鑽機在國際鑽井市場作業並取得了較好的經濟效益,我國石油鑽井進入國際市場的前景十分看好。

Ⅸ 石油的石油鑽探

為了將鑽頭鑽下來的碎屑以及潤滑和冷卻液運輸出鑽孔,鑽柱和鑽頭是中空的。在鑽井時使用的鑽柱(專業術語也稱做鑽具)越來越長,鑽柱可以使用螺旋連接在一起。鑽柱的端頭是鑽頭。大多數今天使用的鑽頭由三個相互之間成直角的、帶齒的鑽盤組成。在鑽堅硬岩石時鑽頭上也可以配有金剛石。不過有些鑽頭也有其它的形狀。一般鑽頭和鑽柱由地上的驅動機構來旋轉,鑽頭的直徑比鑽柱要大,這樣鑽柱周圍形成一個空洞,在鑽頭的後面使用鋼管(專業術語也稱做套管)來防止鑽孔的壁塌落。
鑽井液由中空的鑽柱被高壓送到鑽頭。鑽井泥漿則被這個高壓通過鑽孔送回地面。鑽井液必須具有高密度和高粘度。有些鑽頭使用鑽井液來驅動鑽頭,其優點是只有鑽頭,而不必整個鑽柱被旋轉。為了操作非常長的鑽柱在鑽孔的上方一般建立一個鑽井架。在必要的情況下,今天工程師也可以使用定向鑽井的技術繞彎鑽井。這樣可以繞過被居住的、地質上復雜的、受保護的或者被軍事使用的地面來從側面開采一個油田。地殼深處的石油受到上面底層以及可能伴隨出現的天然氣的壓擠,它又比周圍的水和岩石輕,因此在鑽頭觸及含油層時它往往會被壓力擠壓噴射出來。為了防止這個噴射現代的鑽機在鑽柱的上端都有一個特殊的裝置來防止噴井。一般來說剛剛開採的油田的油壓足夠高可以自己噴射到地面。隨著石油被開采,其油壓不斷降低,後來就需要使用一個從地面通過鑽柱驅動的泵來抽油。通過向油井內壓水或天然氣可以提高可以開採的油量。通過壓入酸來溶解部分岩石(比如碳酸鹽)可以提高含油層岩石的滲透性。隨著開采時間的延長抽上來的液體中水的成分越來越大,後來水的成分大於油的成分,今天有些礦井中水的成分佔90%以上。通過上述手段、按照當地的情況不同今天一個油田中20%至50%的含油可以被開采。剩下的油今天無法從含油的岩石中分解出來。通過以下手段可以再提高能夠被開採的石油的量。 1.通過壓入沸水或高溫水蒸汽,甚至通過燃燒部分地下的石油;
2.壓入氮氣;
3.壓入二氧化碳來降低石油的黏度;
4.壓入輕汽油來降低石油的黏度 ;
5.壓入能夠將油從岩石中分解出來的有機物的水溶液;
6.壓入改善油與水之間的表面張力的物質(清潔劑)的水溶液來使油從岩石中分解出來;
7.這些手段可以結合使用。雖然如此依然有相當大量的油無法被開采。
水下的油田的開采最困難。要開采水下的油田要使用浮動的石油平台。在這里定向鑽井的技術使用得最多,使用這個技術可以擴大平台的開采面積。 與一般的固體礦藏相比,有三個顯著特點:①開採的對象在整個開採的過程中不斷地流動,油藏情況不斷地變化,一切措施必須針對這種情況來進行,因此,油氣田開採的整個過程是一個不斷了解、不斷改進的過程;②開采者在一般情況下不與礦體直接接觸。油氣的開采,對油氣藏中情況的了解以及對油氣藏施加影響進行各種措施,都要通過專門的測井來進行;③油氣藏的某些特點必須在生產過程中,甚至必須在井數較多後才能認識到,因此,在一段時間內勘探和開采階段常常互相交織在一起(見油氣田開發規劃和設計)。
要開發好油氣藏,必須對它進行全面了解,要鑽一定數量的探邊井,配合地球物理勘探資料來確定油氣藏的各種邊界(油水邊界、油氣邊界、分割斷層、尖滅線等);要鑽一定數量的評價井來了解油氣層的性質(一般都要取岩心),包括油氣層厚度變化,儲層物理性質,油藏流體及其性質,油藏的溫度、壓力的分布等特點,進行綜合研究,以得出對於油氣藏的比較全面的認識。在油氣藏研究中不能只研究油氣藏本身,而要同時研究與之相鄰的含水層及二者的連通關系(見油藏物理)。
在開采過程中還需要通過生產井、注入井和觀察井對油氣藏進行開采、觀察和控制。油、氣的流動有三個互相聯接的過程:①油、氣從油層中流入井底;②從井底上升到井口;③從井口流入集油站,經過分離脫水處理後,流入輸油氣總站,轉輸出礦區(見油藏工程)。 測井工程在井筒中應用地球物理方法,把鑽過的岩層和油氣藏中的原始狀況和發生變化的信息,特別是油、氣、水在油藏中分布情況及其變化的信息,通過電纜傳到地面,據以綜合判斷,確定應採取的技術措施(見工程測井,生產測井,飽和度測井)。
鑽井工程在油氣田開發中,有著十分重要的地位,在建設一個油氣田中,鑽井工程往往要佔總投資的50%以上。一個油氣田的開發,往往要打幾百口甚至幾千口或更多的井。對用於開采、觀察和控制等不同目的的井(如生產井、注入井、觀察井以及專為檢查水洗油效果的檢查井等)有不同的技術要求。應保證鑽出的井對油氣層的污染最少,固井質量高,能經受開采幾十年中的各種井下作業的影響。改進鑽井技術和管理,提高鑽井速度,是降低鑽井成本的關鍵(見鑽井方法,鑽井工藝,完井)。
採油工程是把油、氣在油井中從井底舉升到井口的整個過程的工藝技術。油氣的上升可以依靠地層的能量自噴,也可以依靠抽油泵、氣舉等人工增補的能量舉出。各種有效的修井措施,能排除油井經常出現的結蠟、出水、出砂等故障,保證油井正常生產。水力壓裂或酸化等增產措施,能提高因油層滲透率太低,或因鑽井技術措施不當污染、損害油氣層而降低的產能。對注入井來說,則是提高注入能力(見採油方法,采氣工藝,分層開采技術,油氣井增產工藝)。
油氣集輸工程是在油田上建設完整的油氣收集、分離、處理、計量和儲存、輸送的工藝技術。使井中采出的油、氣、水等混合流體,在礦場進行分離和初步處理,獲得盡可能多的油、氣產品。水可回注或加以利用,以防止污染環境。減少無效損耗(見油田油氣集輸)。 隨著油價的飛漲,其它生產油的技術越來越重要。這些技術中最重要的是從焦油砂和油母頁岩提取石油。雖然地球上已知的有不少這些礦物,但是要廉價地和盡量不破壞環境地從這些礦物提取石油依然是一個艱巨的挑戰。另一個技術是將天然氣或者煤轉化為油(這里指的是石油中含有的不同的碳氫化合物)。
這些技術中研究得最透徹的是費·托工藝。這個技術是第二次世界大戰中納粹德國為了補償德國進口石油被切斷而研究出來的。當時德國使用國產的煤來製造代替石油。二戰中德國半數的用油是使用這個工藝產生的。但是這個工藝的成本比較高。在油價低的情況下它無法與石油競爭,只有在油價高的情況下它才有競爭力。
通過多重工藝過程這個技術可以將高煙煤轉換為合成油,在理想狀況下從一噸煤中可以提煉200升原油和眾多副產品。目前有兩個公司出售它們的費-托工藝技術。馬來西亞民都魯的殼牌公司使用天然氣作為原料生產低硫柴油燃料。南非的沙索公司使用煤作為原料來生產不同的合成油產品。今天南非的大多數柴油是使用這個技術生產的。當時南非發展了這個技術來克服它因為種族隔離受到制裁所導致的能源緊缺。
另一個將煤轉化為原油的技術是1930年代在美國發明的卡里克工藝。最新的類似的技術是熱解聚,理論上使用這個工藝可以將任何有機廢物轉化為原油。 現代石油歷史始於1846年,當時生活在加拿大大西洋省區的亞布拉罕·季斯納發明了從煤中提取煤油的方法。1852年波蘭人依格納茨·盧卡西維茨(Ignacy ?ukasiewicz)發明了使用更易獲得的石油提取煤油的方法。次年波蘭南部克洛斯諾附近開辟了第一座現代的油礦。這些發明很快就在全世界普及開來了。1861年在巴庫建立了世界上第一座煉油廠。當時巴庫出產世界上90%的石油。後來斯大林格勒戰役就是為奪取巴庫油田而展開的。
19世紀石油工業的發展緩慢,提煉的石油主要是用來作為油燈的燃料。20世紀初隨著內燃機的發明情況驟變,至今為止石油是最重要的內燃機燃料。尤其在美國在德克薩斯州、俄克拉何馬州和加利福尼亞州的油田發現導致「淘金熱」一般的形勢。
1910年在加拿大(尤其是在艾伯塔)、荷屬東印度、波斯、秘魯、委內瑞拉和墨西哥發現了新的油田。這些油田全部被工業化開發。
直到1950年代中為止,煤依然是世界上最重要的燃料,但石油的消耗量增長迅速。1973年能源危機和1979年能源危機爆發後媒介開始注重對石油提供程度進行報道。這也使人們意識到石油是一種有限的原料,最後會耗盡。不過至今為止所有預言石油即將用盡的試圖都沒有實現,所以也有人對這個討論表示不以為然。石油的未來至今還無定論。2004年一份《今日美國》的新聞報道說地下的石油還夠用40年。有些人認為,由於石油的總量是有限的,因此1970年代預言的耗盡今天雖然沒有發生,但是這不過是被遲緩而已。也有人認為隨著技術的發展人類總是能夠找到足夠的便宜的碳氫化合物的來源的。地球上還有大量焦油砂、瀝青和油母頁岩等石油儲藏,它們足以提供未來的石油來源。已經發現的加拿大的焦油砂和美國的油母頁岩就含有相當於所有已知的油田的石油。
今天90%的運輸能量是依靠石油獲得的。石油運輸方便、能量密度高,因此是最重要的運輸驅動能源。此外它是許多工業化學產品的原料,因此它是目前世界上最重要的商品之一。在許多軍事沖突(包括第二次世界大戰和海灣戰爭)中,占據石油資源是一個重要因素。
隨著國際原油的持續低迷,多家監測機構表示,截至外盤5月25日,作為我國成品油調價重要標桿的三地原油變化率跌破-4%已成定局,6月國內成品油下調也將成為板上釘釘。業內人士更表示,本輪計價期內國際原油價格大幅下滑,更將導致其他與成品油關聯性不是很強的市場,也將無法得到成本支撐,6月整個油品市場可能陷入全面疲軟。