❶ 石油一直被開采,那麼留下的空洞該如何處理地球結構會不會受到影響
自打科技革命至今,每日人們都耗費很多的不可再生資源,在其中最關鍵的便是石油和煤碳,對全部人類發展史的快速發展和人們生活水平的提升作出了十分關鍵的「奉獻」。接踵而來的,全世界平均溫度持續上升,水平面慢慢上升,兩極冰河消溶,是自然環境的持續惡變。
石油採掘後留下來的間隙要怎麼處理?怎麼會危害地球構造?
在採掘油氣田的情況下,一般的作業員都是會打2個孔,分別是注深水井和抽油氣井,那樣可以根據氣體壓強差將石油抽上來。因為砂岩層十分牢固,因此即使把儲油罐層抽時間,也基本上不容易危害到底端的砂岩層。就算把石油抽離出來一個「大窟窿眼」,在砂岩層平穩的支撐下,地球的結果依然不容易發生大的轉變,因此大夥兒無須擔憂。
❷ 什麼是石油壓裂
摘 要
深層低滲油氣藏具有深埋,低滲,物性差的特點。同時,它們具有復雜的結構,小的斷塊,許多含油層和各種類型的油藏。因此,這種儲層的開發是相對困難的,並且必須通過增加產量或使用其他特殊技術來實現有效的產量。在原始井眼中橫向鑽探或運行4in套管是非常重要的技術手段。使用側鑽或運行4in的套管可以充分挖掘剩餘的石油潛力,改善注入和生產井的格局,並恢復生產能力。通過對該技術的壓裂方案,壓裂液和支撐劑的研究和分析,採用支撐劑段塞技術和變排量施工技術可以有效消除多條裂縫的影響。增加砂的比例,最好的階段砂以形成裂紋的支撐形狀可以達到較高的電導率;使用位移和液壓噴射技術控制組件,避免失去對組件的控制;酸預處理技術可以有效減少潛在的裂縫和裂縫,提高施工成功率。通過實證評估,形成了一套適合中原油田的深層低滲透4in套管壓裂技術和配套技術,對大量受損的套管井和老井進行了重復利用和改良。剩餘油的潛力和儲存。地層水平加快了中原油田油氣田的開發,提高了油氣田開發的總體效益。
關鍵詞:壓裂工藝;4in 套管;配套技術;效果評價
第一章 前言
在油氣田的勘探開發中,井深大於3000m,滲透率小於50毫達西的油氣藏稱為深層低滲透油藏。這種油氣藏是非常規油氣藏,具有埋藏油層深,滲透率低,物性差,結構復雜,斷層小,含油層多,儲層類型多的特點。因此,這種儲層的開發是相對困難的,並且必須通過增加產量或使用其他特殊技術來實現有效的產量。中原油田是典型的復雜斷塊油氣田,油氣藏較深,最深為4700米[1,2]。套管損壞的油井數量驚人,嚴重影響了油田的生存和發展。大量的套管損壞導致對注采井模式的損害以及不均衡的注采關系。水力壓裂不僅是增加深層低滲透油氣藏產量的主要方法,而且是生產必須採取的技術措施。由於中原油田已開采了30年,由於特殊的地質條件以及油田開發過程中實施的增產注水措施,套管的大面積破壞不僅破壞了注采井網,而且破壞了注采井網。也失去了控制和可恢復性。儲量還限制了增加產量和注入量的措施的實施,並增加了穩定油田產量的難度。為了改善井網的改組,增加剩餘油的採收率並降低成本,採用4in套管和側鑽技術來增加註水控制儲量和可采儲量[3]。據統計,截至2010年12月,井下有230口4in套管井,有456口4in套管井被弔死,鑽了300多條側鑽。四個套管井控制著相當一部分的地質儲量。在大多數這些井中,它在開發井模型中起著重要作用,並且大多數井的生產水平低,剩餘油含量豐富且潛力巨大。壓裂改革具有非常重要的意義。根據實際情況,在老油田的技術改造中,原始井筒的側向位移或在4in套管中的作業是極為重要的技術手段。使用側鑽或在4in的套管中運行可以充分挖掘剩餘的油,並改善注采井的井眼。因此,深層低滲透四套管壓裂技術需要更廣泛,更深入的研究[4,5]。研究中原油田深低滲油氣藏各類四套管井單層,次層壓裂技術,對實現中原油田穩定增產和支持具有重要意義。
第二章 壓裂方案設計
2.1選井選層及數據採集
在完善施工計劃之前,必須對施工地剩餘油儲備的分布進行了解;岩石力學參數和垂直應力分布滿足裂紋擴展的要求,地層能量保留和井況均滿足施工要求。需要包括以下關鍵測算數據:
1.油氣井參數:井的類型,井眼密度,固井質量,射孔條件,井下工具等;
2.油氣層參數:滲透率,流體性質,岩石力學性質,垂直應力分布等;
3.壓裂參數:壓裂液性能,支撐劑性能,支撐劑填充層的電導率,抽水能力等;
4.經濟參數:壓裂規模(流體消耗,支持劑量),成本,油氣價格,投資回收期等。完成礦區數據,油管和套管數據,熱力學數據,壓裂液流變數據和其他數據,編輯這些數據,然後需要對壓縮軟體進行排序。
2.2 壓裂技術優化
1、設計優化
壓裂設計是壓裂施工過程中的執行文件。其設計的合理性和科學性直接影響建築物的質量和經濟效益。常規壓裂設計方法是在選擇一定的壓裂模型後,根據地層條件和設計能力確定壓裂液體系和支撐劑類型,並定量計算所需的壓裂液量,排量和支撐劑的順利進行[6]。壓裂增產措施有一系列考慮因素:儲層流體供應能力,油井生產系統,壓裂機理,壓裂流體性質,支撐劑承載能力,施工控制和經濟效果。然後全面找到最經濟的設計方案,以最大限度地提高油井增產措施的效益[7]。壓裂優化設計的基礎是水力壓裂的油藏工程研究,目的是獲得最大的凈現值。根據預壓裂地層評價和壓裂材料優化的結果,通過油藏數值模擬,水力壓裂模擬和經濟模型進行了單井壓裂優化設計研究,包括:
(1)使用油藏模擬模塊來預測在給定油藏條件下不同裂縫長度和電導率的累計產量。通常,接縫的長度與累積輸出不線性相關。隨著接縫長度的增加,累計產量的增長率將降低,並且所產生的斜率將相對平坦。
(2)使用水力壓裂模擬軟體確定不同接縫長度和電導率所需的施工規模和施工成本。隨著接頭長度的增加,建造成本也增加。
(3)將以上兩個方面結合起來得出凈現值曲線。曲線上有一個最佳點,對應於最佳點的接縫長度就是最佳接縫長度。在各種情況下,接縫的長度可以獲得最大的凈現值收益。與最佳接縫長度值相對應的是這種最佳設計的估計最大產量,最大凈收入,最佳建築規模和最經濟的建築成本[8]。
2、管柱組合
中原油田的4in套管井相對較深,管柱內徑較小,摩擦較大,會給地面設備帶來高壓,造成設備損失大,並且受最大採油量的影響。 壓力極限。 管道。 因此,根據4in套管井結構的特殊性,在4in套管壓裂作業中,主要壓裂管柱組合[9]為:
(1)將4in套管或4in套管從原來的井眼懸掛在側井的側井上的井,通常在管下方使用φ89mm的油管和φ73mm的油管作為襯管和油管注入。
(2)整個井的4in套管壓裂井使用N80×φ73mm的加厚管注入空井眼。
(3)根據實際情況,使用φ89mm的帶套管的油管,將尾管懸掛起來進行施工。2.3 施工技術
1、施工前置准備
套管井中的深層和低滲透率4的側移是近年來開發的油水井大修技術。在壓裂過程中,它受到多次斷裂和彎曲摩擦的影響。過去,預流體體積大且砂比大。對於這種類型的井,斜軸用於消除多個裂縫。通過對多處裂縫的分析,為了降低早期篩查的風險,過去的主要方法是增加壓裂液的粘度,增加預液量和控制射孔層的厚度。通過研究裂紋萌生,擴展規律和彎曲摩擦,確定了降低彎曲摩擦的方法,形成了支撐劑段塞技術,變排量施工技術,交聯凝膠段塞技術,射孔優化技術等綜合壓裂技術。確定了井眼附近的摩擦阻力以及地層的失水特徵和滲透率,從而確定了合理的壓裂設計[10]。
通過綜合的技術措施和減少濾料的方法,以及對水力壓裂進行優化的模擬計算,壓裂施工中的預液量減少到35%-45%。分析了井區附近的彎曲摩擦,並優化了預液消耗。拋光後的氧化皮可以有效地支撐裂紋並改善效果。為了獲得具有高導電性的支撐裂紋,採用了高砂比施工技術。在優化泵注入程序時,根據地層滲透率和設計的單翼間隙長度,可以在設計計算期間根據對數分布或其他分布來分布裂縫中的電導率。支撐劑砂堤呈線性分布,並按6至8級添加砂,最高級砂比達到50%以上[11]。由於原始井段的生產或壓裂,地層壓力下降且流體損失增加。實施全面的過濾技術,例如過濾劑技術和粉末陶瓷過濾器過濾技術,有效地減少了地層的流體損失,增加了壓裂液。效力。有效減少地層的流體損失是確保壓裂成功的重要因素。減少濾失量的常用方法主要是使用濾失劑。當前,使用粉末陶瓷過濾器。粉末陶瓷的粒度為0.15-0.225mm或0.225-0.45mm。
2.裂縫高度控制
在水力壓裂中,油氣層的上,下阻隔層有時很小,壓縮的裂縫有時會延伸到生產層之外並進入阻隔層。裂紋的垂直延伸不僅會導致裂紋高度過大,減小裂紋的長度,影響壓裂效果,而且一旦進入附近的生產區域,很容易引起「竄」,造成水泡或管柱堵塞。為了有效地控制裂紋高度,近年來,國內外對裂紋高度增長的機理進行了大量研究。人們對影響裂紋高度的因素有了更廣泛,更深入的了解,並且已經開發了各種控制裂紋高度的技術。對於壓裂夾層較小的井,為了避免裂縫的擴展和竄出,需要採取措施來控制接縫高度:使用施工位移來控制接縫高度,優化施工位移並控制高度裂縫的擴展[12 ]和壓力。壓裂液的粘度越大,壓裂高度越高。第三是使用浮動或下沉的導向劑來控制裂縫的向上或向下。
第三章 壓裂液體系
3.1 理論基礎
壓裂液是水力壓裂的關鍵組成部分。根據抽水順序和功能不同,分為准備液,准備液,載砂液和驅替液。壓裂液在壓裂施工中的基本功能是:利用水力壓裂形成裂縫並擴展裂縫;沿裂縫運輸和散布支撐劑;壓裂後,流體會最大程度地破壞膠水和迴流,從而降低了沖擊裂紋的影響。對油層的破壞使其在儲層中形成一定長度的高電導率,從而支撐裂縫。壓裂液的基本要求是與儲層兼容,不會造成二次破壞,在施工過程中具有低摩擦力,並保持必要的粘彈性和低滲漏,並且易於在施工後快速迴流以去除殘留物,結構簡單,工具容易,成本低等[13]。當前,廣泛使用的水基壓裂液技術已經相對成熟。針對中原油田高溫,高深度,低滲透的油氣藏特徵,開發了低殘留膠凝劑,高溫延遲交聯劑,新型降濾失劑和高活性。諸如表面活性劑和復合粘土穩定劑等壓裂材料已經形成了一系列適用於不同儲層和溫度要求的含水膠凍壓裂液系統。根據4in套管壓裂井的實際情況,對系統中的幾種主要助劑和添加劑進行了優化,評價了其性能,篩選出適合4in套管壓裂井的高性能壓裂液。
3.2 壓裂液添加劑優選
1、增稠劑的篩選
水溶性聚合物可用作增稠劑,例如植物膠及其衍生物,纖維素衍生物(例如羧甲基纖維素,羥乙基纖維素等),生物聚合物和合成聚合物。為了滿足套管井壓裂中低滲透率的要求,有必要對壓裂液交聯體系進行改進和優化。 研究表明,目前常用的改性瓜爾膠具有低摩擦性能,並且是良好的減阻劑。 通過延遲交聯,它可以形成低摩擦的壓裂液[14]。
圖1 原粉性能評價表
從圖4中各種原粉的性能看水不溶物偏高則會使壓裂液破膠殘渣含量大,對支撐裂縫導流能力和儲層造成傷害。綜合考慮決定採用低殘渣羥丙基胍膠作為稠化劑。
圖2 低殘渣羥丙基胍膠與常規胍膠性能對比表
2 、交聯劑的優選
交聯劑通過交聯離子通過化學鍵將膠體分子鏈上的活性基團連接起來,形成具有粘彈性的三維網路膠凍。不同的交聯劑具有不同的延遲交聯性能,耐溫性,抗剪切性和凝膠破壞性能。通過分析,選擇了一種有機硼交聯劑,克服了無機硼交聯壓裂液的瞬時交聯,施工摩擦大,耐溫性差的缺點。它也解決了有機金屬交聯劑的壓力。很難破壞壓裂液的膠水,嚴重破壞支撐裂縫的導電性,對機械剪切敏感,並且難以恢復粘彈性。 ZY-86有機硼交聯劑是在硼酸鹽和有機多羥基配體的復合溶液中誘導催化劑和助催化劑而形成的新型產品。根據油層溫度的不同,ZY-86可用於處理80-130°C的油藏,交聯速度可延長至3分鍾以上,可以滿足高溫地層的壓裂施工要求[ 15]。
圖3不同濃度下的凍膠粘度
ZY-86 有機硼交聯劑使用濃度為 0.1%-0.4%,隨著使用濃度增加,粘度大幅度上升,但在高於 0.4%時發生脫水現象。
圖4不同 pH 值下的交聯時間
ZY-86 有機硼交聯劑的交聯速度取決於溶液的酸鹼度,當 pH 值升高時,交聯時間可達到 4min,因此在壓裂液體系中還要加入一定的 PH 值調節劑。
圖5 ZY-86 有機硼與同類產品的耐溫性
ZY-86 有機硼交聯劑可與胍膠等多種天然植物膠及其改性產品進行交聯,在最佳的交聯環境下,可滿足 120℃地層的壓裂施工要求。
3、高活性表面活性劑研究
研發的HY-605和HF605產品基於非離子表面活性劑和其他活性劑作為輔助劑。通過表面活性促進劑和多組分溶劑的協同作用,形成了新的高活性化學組成體系。HY-605和HF-605復合活性劑具有很強的表面活性。當在水中的劑量非常低時,它可以大大降低溶液的表面張力和界面張力(見圖6)。
圖6 液體表面活性劑數據
4、降濾失劑的優選
壓裂施工過程中的損失不僅降低了壓裂液的效率並影響了裂縫的幾何尺寸,而且還因為濾液沿著裂縫壁縱向滲透到地層中,導致了乳化,阻水,溶脹和遷移。 粘土等。經過測試篩選後提出的新型油溶性降濾液劑,有30%以上的效果,可以有效控制液體的流失,對地層有一定的保護作用,因此可以適應壓力的施工要求[16]。
圖7不同降濾失劑的使用效果
5、復合型粘土穩定劑研究
試驗評價了復合粘土穩定劑的使用效果,對地層水滲透性的傷害率為 38.46%;含有 3.0%的復合粘土穩定劑水溶液在相同條件下的傷害率僅為 1.35%。
圖8 復合粘土穩定劑使用效果
6壓裂液配方組成
壓裂液配方研究包括配方的基本成分以及可以有效改善壓裂液的其他添加劑的類型和最佳劑量。 例如交聯劑,pH調節劑,破膠劑等,除了基本的化學作用外,在基本壓裂液配方中,最佳使用范圍還應與化學方法結合使用[17]。
圖9 壓裂液配方組成
一、支撐劑設計
在傾斜井的壓裂操作中,由於產生許多平行的和相互競爭的裂縫,每個裂縫的寬度非常窄,並且由於平行裂縫之間的競爭,彼此之間的原始應力條件發生了變化,使得每個裂縫的原地應力增加,地層裂縫壓力增加,並且狹窄的裂縫導致液體進入並產生高的入口流動摩擦。為了保持裂紋的存在,與單個裂紋相比,它需要更高的液壓差。因此,在正式壓裂之前或期間使用少量的砂子混合物。泵送的目的是在多個裂縫中篩分次生裂縫,以防止流體進入和擴散,增加主要裂縫的膨脹,並使裂縫變寬。足夠大以提供所需的壓裂砂混合物[18]。
支撐劑塊的有效性在於其腐蝕作用。由於段塞很小,因此不會造成橋塞,因此流體可以繼續以較高的位移進入裂縫並沖走某些通道。即使在段塞之前的裂縫開始處,也可以泵入低濃度的支撐劑,以沖洗掉從井眼到裂縫的障礙物。該技術的成功可以通過降低摩擦壓力來衡量。支撐劑的量應基於摩擦壓力是否降低來確定[19]。
圖10 支撐劑段塞應用規律
支撐劑段塞技術段塞技術的關鍵點是:段塞的范圍,使用量,支撐段塞的濃度和所用支撐劑的粒徑。目前,在大口徑井的現場處理中,預流體主要用於添加適量的淤泥。在每個平行裂縫中,含泥沙的液體將進入不同長度和寬度的裂縫,因為小的粉塵顆粒會迅速聚集在狹窄的裂縫中。阻礙液體流動的砂團的形成將防止裂縫進入和擴展。在較寬的裂縫中,它們會填滿造成流體損失的間隙,從而提高液體利用率,並使裂縫更寬。最終結果是較小的裂紋停止發展,較大的裂紋變寬,因此較大的支撐劑顆粒可以順利進入。基於此原理,目前在預流體中添加適量的淤泥是處理多處裂縫的最有效方法[20]。將低砂比的0.45〜0.90mm支撐劑添加到緩沖液中。另一個重要的用途是,含砂液體可在不完善的射孔和井附近復雜的裂縫結構中引起強烈的水力切割。這種高速含砂流體形成的水力切割效果可以幫助液體對各種因素形成的節流,彎曲結構和粗糙表面進行水力切割和拋光,從而使循環路徑更加完美並減少摩擦。實驗室測試結果和理論分析表明,節流效果越大,曲折度越高,表面越粗糙,效果越強,實施效果越明顯。現場的建設經驗也充分證明了這一點。因此,將低砂比支撐劑添加到緩沖液中的過程可以同時減少彎曲摩擦並減少多個裂縫的影響[21,22]。
根據井段長度模擬裂縫數量,分析摩擦力,綜合考慮施工規模,確定支撐劑段塞的數量和粒徑,並根據實際施工泵注入程序確定泵注入濃度。隨著井段的增長,支撐劑段塞的體積應繼續增加,但增加量將緩慢減少。對於短井,可能不使用此技術。
第四章 壓裂效果評價
該井上部套管為原井套管,需卡封保護;自 2203m 以下為懸掛 4in 套管,採用 N80-φ89mm+N80-φ73mm 油管注入,因上下隔層厚度較小(上隔層 1.8m,下隔層 3.1m),本次壓裂井段將 30#31#37# 包括進去,同時考慮地層濾失、多裂縫、彎曲摩阻等影響因素,決定前置凍膠中加入降濾失劑及粉陶,採用分段破膠、高效表面活性劑返排技術,盡可能減小地層傷害[22,23]。
圖11 目的層數據表
該井 2008.5.8 完鑽,是濮城油田的一口開窗側鑽井,完鑽井深 2820m,詳細小層數據如圖11。
施工管柱:N80-φ89mm(2190m)+封隔器+N80-φ89mm(10m)+N80-φ73mm(10m)外加厚油管,管腳:2210m;該井施工基本按設計執行,破裂壓力 58.9MPa,加砂壓力 41.5MPa,停泵壓力28.7MPa,前置液 60m3,攜砂液 61m3,加砂 0.9+15.2m3,平均砂比 24.9%,平均排量4.0m3/min,加入降濾失劑 600kg,套管打平衡壓力 10.0MPa,施工非常順利。該井壓後產狀為日產液 16.2m3,日產油 6.4t,含水 60%;截止 2011.02 已累計增油 1920.2t,有效期 300 天。
第四章 結論
經過項目研究,形成了一套適合中原油田的深層低滲透4in套管壓裂
❸ 每天產那麼多石油,抽空的空隙怎麼辦會影響整個地球結構嗎
每天產那麼多石油,抽空的空隙怎麼辦?會影響整個地球結構嗎?
石油被人們稱為「工業的血液」,是我們人類現階段的文明發展不可或缺的能量來源,每時每刻,都有石油被人類從地球的深處開采出來供我們使用。但石油終究是有限的,這不禁讓人擔心一個問題,人類每天都會從地下抽走大量石油,會影響整個地球結構嗎?
其實我們現在根本不必擔心這個問題,這是因為人類開採石油的行為對於地球本身的影響可以說是微不足道的,為什麼這么說呢?我們用一個簡單的數據對比就可以說明,地球的半徑足足有6371公里,而人類的石油鑽井都通常都只有幾公里,迄今為止人類在地球上打得最深的油井——位於庫頁島的「Odoptu OP-11」油井,也就只有12公里多一點。
如果把地球比作一顆雞蛋的話,人類連這個雞蛋的蛋殼都沒有鑽透,很顯然,以人類目前的能力,根本就不會影響整個地球結構。但地球沒事並不代表人類沒事,每天產那麼多石油,抽空的空隙怎麼辦?我們接著看。
在不少人的想像中,地下的石油應該是像地下水那樣聚集在一起的,當人們開採石油的時候,只需要挖一個洞,再把管子伸進去,最後用類似抽水機的設備往外抽就可以了。但實際上的情況並不是這樣,其實石油在地下的存在形式主要是散布在儲集層基質的空隙之中。
在開採石油的時候,最理想的情況就是鑽好井之後,石油就會在地球內部的壓力作用下自動滲出,這樣人們就只需要把石油抽上來,再通過回灌井往地下注入一定的水就可以了,但現實往往都是很骨感的,在很多時候,當人們鑽好井之後都會發現儲集層基質的滲透率根本就達不到要求。
在這種情況下,就需要人為地向地層里增加壓力,通常的做法就是進行「水裂」,所謂「水裂」是指用設備不斷地把加壓後的水(有時人們還會在水裡加上一些特殊的砂礫)打進富含石油的地層,地層基質的壓力增加了就會裂開很多的縫隙,這樣就可以使那些散布在地層基質的空隙之中的石油更輕易地滲出來了。
這些打進地層的水,大多數都會與石油混合在一起重新被抽上來,在經過處理之後,石油會從中分離出來送往石化工廠進行後續加工,而這些水又會通過回灌井再一次被打進地層,以彌補抽走石油給地層帶來的流體損失。值得一提的是,石油所在的地層本身通常也含有大量的地下水,這些地下水也會隨著石油一起抽上來,然後經分離以後再通過回灌井注入地下。
我們可以看到,利用上述的方式來開採石油,因為地層中的流體根本就沒有什麼損失(對地層而言,管它是石油還是水,只要是流體就行了),所以也不會對地層的結構產生什麼影響。
化石燃料對推動人類文明發展起著非常重要的作用,但不好的事情是,當人類在使用化石燃料時,會向大氣層里排放出大量的二氧化碳,這被認為是全球變暖的「罪魁禍首」。
每天產那麼多石油,抽空的空隙怎麼辦?會影響整個地球結構嗎?
到現在為止,石油仍然是現代工業不可或缺的「血液」,據媒體公開資料,2019年全球石油開采總量約為900億桶,按全球一桶石油平均137千克計算,大約為1200萬噸,看起來這個不是個小數字,那麼從地殼中抽出了那麼多石油,地球結構會被破壞嗎?
在大家的印象中都是石油鑽井鑽入油層,然後石油沖天而起,如果一直都是這樣的話,那就封上油井,裝個水龍頭就好了!要不然怎麼會有王進喜大冬天跳進泥漿池攪動泥漿壓住井噴的故事呢?
事實上鑽入油層的早期確實會有一個壓力釋放的過程,因為油田上方的岩層給它的壓力很大,噴出石油這種情況是可能的,但隨著油田開采,這個壓力會迅速下降,到平衡,此時就必須要抽油機,就是那個頭一抬一抬的設備,但繼續抽油最後會到負壓,也就是說你再開採的話,就會小於一個大氣壓,很可能就抽不出來了,必須要壓力平衡,通入大氣!
到最後油井中石油枯竭,再也抽不出石油來了,此時怎麼辦?在油井的很多縫隙里含了大量的石油,很簡單,注水,在油井中注入大量的水後,因為石油密度比水要低,因此石油將會浮在水面上,然後將這些油水混合物一起開采上來,比如現在的大慶油田幾乎就是到了注水開采、發揮余熱的階段了!
頁岩油的開采
除了常規的油井抽油機開采外,頁岩油確卻是另一種開采方式,因為頁岩油根本就不算一個油田,只是一些含油的石頭,所以油井裡面根本就沒有所謂的井,只是一大片含油的岩層,要從這些石頭中采出石油,必須要有高超的開采技術!
這個技術就是水力壓裂技術,它通過高壓水泵將含有沙子的水泵入地下,壓裂鑽口周圍的岩層,然後通過這些縫隙將石油慢慢富集,最後將這些油水混合物抽取上來,這就是頁岩油的開采過程,因為手續繁雜,設備要求很高,因此這個頁岩油開采成本極高!
這里有個有趣的小故事,大家看看就好,當前世界石油市場暴跌,美國的頁岩油開采陷入停滯,瀕臨破產,但在2018-2019年時形勢卻好得很,因為在美國的鼓動下,歐佩克石油減產,油價高企,此時美國卻加大了頁岩油的產量,迅速佔領了市場,俄羅斯在西伯利亞的高成本油田也獲利頗豐,等到2019年底歐佩克主要主導國沙特明白過來時,俄羅斯和美國已經賺得盆滿缽滿了!
Seven Generations能源公司在亞省Montney地區的頁岩油開采基地
所以從那會開始歐佩克表面上和俄羅斯扛上打擊油價,其實真正的目的卻是美國的頁岩油市場,當然沙特是不敢公開造次的,所以大家都說沙特和俄羅斯打架,真正受傷的卻是美國!
挖掘量那麼大,地球結構真不會有事嗎?從油田開采和頁岩油開采來看,石油的采出同時會有大量的水注入,另外油田也很難出現大面積采空區,它不像煤礦,除了煤層外還有工人和設備通過的坑道,油田都是區域性塊狀分布的多孔結構,即使真正采空問題也不大,但石油開採的後期都大量注水,甚至會注入靠聚合物收集石油,而且水的密度比石油還大一些,根本不會產生結構問題!
那麼煤礦采空了會有問題嗎?
我們經常聽到煤礦透水事故,這是煤層採掘時挖通了地下水系,當然這是非常可怕的事故,但這也告訴我們一個結果,也即是煤礦在正常開采時也需要水泵將滲入的地下水抽走,否則長期積累就會淹沒坑道,因此大部分煤礦在被放棄後,地下水就會逐漸滲入,淹沒整個煤礦!
不過我們也不得不面對另一種情況,就是大量開采地下水後造成地下水位下降,整個區域沉降,還有煤礦坑道也無水滲入,長期會導致采空區塌陷,甚至可能導致小型地震,從這個角度來看,采空區確實會對地面產生非常大的影響,首先是導致基建結構不穩,甚至坍塌,另一個是地下水位下降,不再適合農作物種植!最終的結果就是塌陷區居民遷移!
采空區塌陷
但對於地球整個地球來說,這些開采不過是九牛一毛而已,我們最深的開采也不過4000米(姆波尼格金礦),最深的油田是俄羅斯遠東薩哈林島,Z-44 Chayvo油井(12.345公里),只有地殼平均深度33千米的1/3,大陸上的地殼更是高達70千米,而地球半徑則高達6370千米,所以連雞蛋殼都還沒挖透,根本不會對地球有啥影響。
很多人以為,開採石油應該是下面這樣子的,如同吸取蟹黃湯包的汁液,眼看著湯包癟了下去:
不少人以為,石油藏在地下,如同包子裡面的湯汁,隨便用一根吸管下去,直接抽上來就可以了,實際並不是,它們是被頂上來的。
當然,我們不能排除這個世界上真的會有那麼一塊石油泡泡藏在地殼之中,不過似乎人類發現的幾率並不高,畢竟下面要有一個巨大的空間,儲藏幾億噸石油,遇到地質運動,早就從裂隙涌到地面了。
在古代,還真的有小部分石油從地下滲出來,古人把它們收集起來,當作照明材料,有時候用來作為火攻原材料。
這在宋代的《夢溪筆談》裡面就有介紹。
只不過,這樣的地區實在是太少了,絕大部分石油是一種粘稠度相當高的液體或者乾脆是油膏,被土壤顆粒、岩石顆粒死死包圍著。它們基本上不會因為開了一個口子,就自動流出來。個別例外也是存在的,鑽井的時候,會遇到突如其來的壓力釋放,導致井噴。
當然,如果走了狗屎運,挖到一口油井,可以汩汩地流出石油,直接用泵抽到油罐車裡面運走,那簡直就是彩票中獎,省下來多少壓注的費用啊!不過,這時候,倒是應該擔心地層塌陷的問題了。
通常開採石油的時候,鑽兩個深孔,一個是注入,一個是流出。利用機械的力量,將水壓入油層底部,由於水油不相溶,且水的密度較大,由下而上,藏在岩石顆粒間的油滴就被水給頂上來了,上面接一根管子,直接流到儲油槽。
這時候,石油的空隙被水填滿了,到時候將這兩個孔封起來,水跑不出來,這塊地層也就保持相對穩定了。
開採石油與挖煤不一樣,煤炭是固體,無法流動,需要在地下直接開采,挖出巷道,邊開采,邊回填泥土、沙石之類的東西,避免坍塌。
當然,題主的擔憂也是有一定道理的,畢竟注水與原來的石油顆粒是不同粘稠度的液體,對於地層有一定的影響,我們相信,像中東地區的地層肯定會在某一天的地殼運動中被擠壓,造成很厲害的地震,土壤液化,可能波及到其他地區。
屆時,中東地區的人民就會嘗到胡亂開採的惡果,這時自然平衡被打破的必然結果。
開釆煤礦,開採石油天然氣,對地質的影響那是絕對的。現在就有許多釆煤區發生了地陷事故,將來總有一天,因為我們無度的開采,地球會發生災難性的大型地質變化。
不過即使我們不開採石油天然氣,地球上的地質劇烈變化還是會發生的,所以也不要杞人憂天。
石油開采不像煤炭礦床,挖掘一個深坑大洞,留下若許真空地帶。
影視印象中的石油,似乎是一條流淌在地下的暗河,只要開了閘,可以噴涌而出,永不枯竭。
實質石油根本不是地下暗河的模樣儲存於地下。
作為一名石油人,且是常年在採油一線的老石油,我可以說說石油開採的若干常識。
石油其實是誕生於某些地質圈閉之中,是若乾地質年代沉積蘊育的產物,大都儲存於沉積岩的孔隙中,並非人們印象當中的地下暗河,而是通過孔隙星羅棋布在地下儲存匯集。
隨著地質年代的地質沉降、斷層、圈閉不斷變化形成,就形成了若干個石油圈閉型構造,儲藏了大量的石油和天然氣。
這種油氣形態通過地下鑽探得知其儲存的層位、深度、厚度等等,是地下鑽探和地上地質分析相結合的結果。
我們油田相繼開發了白堊紀、玄武紀等若乾地質年代中的杜家台、蓮花、古潛山、大凌河等油層,實施了作業開采。
油流是通過井段射孔來實現開採的。
早年間原始地層壓力足,基本都採用自噴形式,只是放個簡單的油嘴控制產出量,每天就有大量的石油噴出。
到了後期,各種開采手段層出不窮,卻采出量每況愈下,有的油井,甚至一天連100斤原油都采不到,含水率卻高達99%以上,只能忍痛割愛實行關閉,或者兼開式采出。
地下的石油只是液態存在於空隙中,是一種可滲透式存在,並不像人們意識中的河流形態。即使其滲透率不夠,也會採取地面壓裂等化學方式,擴充孔隙度,從而確保石油可以順利流到井筒里。
而隨著石油的大量采出,余出來的真空地帶早有遞補,人們其實從一開始開采時段,就採取了給油層邊際注水的方式,一是為了驅動油層向井口流動,便於采出,二是用注入的水迅速填補油流流走以後的空白,從而保證地下沒有虧空,保持原始平衡。
所以,那種擔心地下虧空甚至崩陷的情況是不可能發生的,完全沒有必要杞人憂天。
這樣問顯然是對石油工業缺乏基本了解,石油浮在水上,採油會帶出地下水,這些水經處理後會重新注入地下,因此採油後地下也不是空腔,至於影響地球結構,開玩笑呢?
人類對於地球只會有很微弱的影響,曾經西方有文章指出三峽大壩的修建導致地球自轉軸和重力中心的偏移,這其實就是屁股歪的說法,影響重力中心必然需要龐大的質量,而世界上現有的大型水壩,三峽的儲水量甚至排不進前十,三峽的最大在於它是水電站,發電量非常大;而且人類還進行了很多龐大的工程,一個超大規模的城市、鋼筋混凝土森林,也會造成重力中心的偏移。
然而這對於地球自身而言是可以忽略的影響,地球自身的重力本身就存在差異,因為地球的質量分布不是很均勻,地球內部還有很狂爆的岩漿運動帶動地殼的運動,地殼移動一毫米就需要人類努力多少代才能做到。石油多位於地表較為淺顯的地方,最深的油井也不過幾千米,多少年原油產量才能達到一個三峽的水儲量(接近400億噸)?所以說靠採油影響地球結構真的是想多了,更多的是對地表的影響,因為石油工程會占據一些土地,也可能污染地下水,進而影響到人類的居住環境,但這一點也沒有想像那麼嚴重。
石油和煤礦不同,煤礦開采後會留下很多采空區,盡管也會用礦渣、煤矸石等回填,但是仍不足以全部填上,有的礦業可能執行不到位,所以煤礦礦區內的居民會被疏散,采空區會自然的垮塌,垮塌區的治理比較艱難,一般都是 采-填-閑置-垮塌-恢復 這樣的過程。石油開采卻不大相同,原油是液體狀態,本身就是存在於地下的空腔中,靠水支撐地表也是不可能的,石油開採的時候會帶有天然氣、水,需要經過加熱靜置等方式排出天然廢氣和水分,估計多數油井采出的大多數是水,只有少數富礦采出的油更多,有的井(磕頭蟲)甚至磕一天頭也才能采幾十升的油,下部的集油罐十天半月也不見得能儲滿一罐,而大部分是水又需要處理才成為成品。
石油開采後,采出水會經過處理,消除污染物後再次注入地下,消除污染的目的是防止回注的時候污染地下水,而采出石油後,由於地下水位的下降以及整體壓力的降低,周圍的水會匯聚過來,不像煤礦采空區那樣不管的話就一直空著(煤礦可不能透水,一堆人在下邊幹活呢),地下水位最終會恢復,石油等也可能重新匯聚。所以,以往偶爾會聽到的煤礦區垮塌事故,卻很少聽到石油礦區的垮塌事故。在中東的石油大國中,也很少聽到這樣的事故。
石油的主要危害在於泄露,石油運輸主要可以分為兩類,其一是移動的運輸,主要靠輪船,其二就是管道運輸。然而前者偶有發生沉船事故的案例,大量的石油分布在海面上對一定區域內的海洋生物影響十分嚴重,糊住水面水鳥無法捕食、水下的生物也可能缺氧,因為光被遮住了浮游植物的活性會下降;管道運輸也常有泄露事故,會污染土壤、淡水水體,對周邊的居民也會有較多的影響。
油田第一期出純石油,二期往地下注水出油水混合液,所以邊開采邊注水,地下沒有空洞。
抽空的空隙有水的話,水泥沙來填充,無水的地方,等待慢慢的塌陷地震,還能怎麼辦?
當然有影響啊。但即使不抽取石油,地球的結構同樣也會不斷變化的。原因是地球不斷的公轉與自轉,不斷有漲潮退潮,也有台風龍卷風,這樣的沖擊,同樣會對地球的地質結構產生影響,因此地震也會不時發生,每震動一次,釋放一次因不平衡而積聚的能量,從而又達到新的平衡。
已經影響地球結構變化,人類都快走滅亡了你說有沒有影響?新冠疫情也是地球結構變化造成地熱氣候惡化才產生的病毒,能沒有影響嗎?
❹ 地球每天生產那麼多的石油,抽空的空隙應該怎麼辦
開採石油抽空的空隙一般是採用水來填補的,比如說,當開采隊伍打好鑽井後,由於地球內部的壓力,石油會緩慢的自動滲出,而後開采隊只需要抽出石油,並在開采完成後向鑽好的井中重新注入一定量的水用以填補縫隙即可。
至於為什麼會有水來填補石油空缺,當然是因為用水填補既方便又快捷,而且石油所在底層本身就含有大量地下水,重新注入水並不會產生太大的麻煩。
當然了,這是個錯誤認知,石油是存在於地下岩石縫隙中,整個地面並不是靠石油支撐,真正支撐地面的是地表下的岩石,石油只不過是岩石間的流體罷了,就算抽走再多的石油,只要適當的以水來進行填補就不會有事。
❺ 抽石油產生的縫隙怎麼辦這會導致地面塌嗎
石油被人們稱為「工業的血液」,是我們人類現階段的文明發展不可或缺的能量來源,每時每刻,都有石油被人類從地球的深處開采出來供我們使用。但石油終究是有限的,這不禁讓人擔心一個問題,人類每天都會從地下抽走大量石油,會影響整個地球結構嗎?
化石燃料對推動人類文明發展起著非常重要的作用,但不好的事情是,當人類在使用化石燃料時,會向大氣層里排放出大量的二氧化碳,這被認為是全球變暖的「罪魁禍首」。
❻ 石油的裂化是什麼變化
石油的裂化是物理變化,石油裂化(cracking)是在一定的條件下,將相對分子質量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較小、沸點較低的烴的過程。單靠熱的作用發生的裂化反應稱為熱裂化,在催化作用下進行的裂化,叫做催化裂化。
裂解是石油化工生產過程中,以比裂化更高的溫度(700℃~800℃,有時甚至高達1000℃以上),使石油分餾產物(包括石油氣)中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴的加工過程。