1. 石油是怎麼形成的
一、1763年,俄國科學家羅蒙諾索夫首先表明觀點:石油起源於植物。
二、1876年,俄國化學家門捷列夫提出了「碳化說」。他認為,地球上有豐富的鐵和碳,在地球形成初期,它們可能化合成大量碳化鐵,以後又與過熱的地下水作用,就生成碳氫化合物。
碳氫化合物沿著地殼裂縫上升到適當的部位儲存凝結,最終形成石油。但這一假說的不足之處是:地球深處的碳化鐵含量極其微小,並且地球內部的高溫也使地下水無法到達地球深處。
三、1866年,勒斯奎勞第一個提出了石油的「有機成因說」,認為石油可能是由古代海生的纖維狀植物沉積到地層以後慢慢轉化而成的。
四、1888年,傑菲爾指出石油是海生動物的脂肪經過一系列變化而形成的。二十世紀三十年代,前蘇聯的古勃金又提出了石油的「動植物混合成因說」;四、五十年代,有人還提出石油的「分子生油說」,就是油烴類是沉積岩中的分散有機質在成岩作用早期轉變而成的。
五、十九世紀末,俄國另一位科學家索科洛夫提出了「宇宙成因」假說。他認為,在地球還處在溶融的火球狀態時,吸收了大量原始大氣中的碳氫化合物。隨著原始地球不斷冷卻,這些碳氫化合物逐漸凝結埋藏,並在地殼中形成石油。
六、1951年,前蘇聯地質學家創立了「岩漿說」。他們認為,石油是在地球深部的岩漿作用中形成的。地球深處的岩漿裡面,不僅有碳和氫,而且有氧、碳、氮等元素。
在岩漿從高溫到低溫的變化過程中,這些元素進行了一系列的化學反應,從而形成甲烷、碳氫化合物等一系列石油中的化合物。伴隨著岩漿的侵入和噴發,這些石油化合物在地殼內部遷移、聚集、最終形成石油礦藏。
(1)石油鑽井挖到什麼地方擴展閱讀:
石油,地質勘探的主要對象之一,是一種粘稠的、深褐色液體,被稱為「工業的血液」。地殼上層部分地區有石油儲存。主要成分是各種烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。
石油的成油機理有生物沉積變油和石化油兩種學說,前者較廣為接受,認為石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成,屬於生物沉積變油,不可再生。
後者認為石油是由地殼內本身的碳生成,與生物無關,可再生。石油主要被用來作為燃油和汽油,也是許多化學工業產品,如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。
石油的成分主要有:油質(這是其主要成分)、膠質(一種粘性的半固體物質)、瀝青質(暗褐色或黑色脆性固體物質)、碳質。石油是由碳氫化合物為主混合而成的,具有特殊氣味的、有色的可燃性油質液體。
嚴格地說,石油以氫與碳構成的烴類為主要成分。構成石油的化學物質用蒸餾能分解。原油作為加工的產品,有煤油、苯、汽油、石蠟、瀝青等。嚴格地說,石油以氫與碳構成的烴類為主要成分。分子量最小的4種烴,全都是煤氣 。
原油的顏色非常豐富,有甚紅、金黃、墨綠、黑、褐紅、至透明;原油的顏色是它本身所含膠質、瀝青質的含量決定的,含的越高顏色越深。我國重慶黃瓜山和華北大港油田有的井產無色石油,克拉瑪依石油呈褐至黑色,大慶、勝利、玉門石油均為黑色。
無色石油在美國加利福尼亞、原蘇聯巴庫、羅馬尼亞和印尼的蘇門答臘均有產出。無色石油的形成,可能同運移過程中,帶色的膠質和瀝青質被岩石吸附有關。但是不同程度的深色石油占絕對多數,幾乎遍布於世界各大含油氣盆地 。
2. 石油鑽井方法有哪些
目前,世界上廣泛採用鑽井方法來取得地下的石油和天然氣。隨著石油工業的不斷發展,鑽井深度不斷增加,油氣井的建設速度也隨之加快,促使鑽井方法、技術和工藝得到很大改進。從已鑽成的千百萬口油氣井的資科中可以看到變化過程:頓鑽逐漸被旋轉鑽代替,井身結構從復雜到簡單,井眼直徑日趨縮小等等。
一、鑽井工藝發展概況和趨勢石油鑽井是油田勘探和開發的重要手段。一個國家石油工業的發展速度,常與它的鑽井工作量及科學技術水平緊密相關。近20年來,世界石油產量和儲量劇增,鑽井工作量相應地大幅度增加,鑽井科學技術水平也得到了飛速發展。在此期間鑽井技術發展的特點是從經驗鑽井進展到科學化鑽井。鑽井深度、斜度、區域和地區也有長足的發展。從鑽淺井、中深井發展到鑽深井和超深井;從鑽直井和一般斜井發展到鑽大斜度井和叢式井;從陸上鑽井發展到近海和深海鑽井;從地面條件好的地區鑽井發展到條件惡劣的地區(如沙漠、沼澤和寒冷地區)鑽井。在鑽井技術發展的同時,設備、工具和測量儀表也得到了相應的發展。
美國鑽井工作者曾將旋轉鑽井技術的發展進程分為四個時期:
(1)概念時期(1900—1920年)。這個時期開始把鑽井和洗井兩個過程結合在一起,開始使用牙輪鑽頭並用水泥封固套管。
(2)發展時期(1920—1948年)。這個時期牙輪鑽頭有所改進,提高了進尺和使用壽命。固井工藝和鑽井液有了進一步的發展,同時出現了大功率的鑽機。
(3)科學化鑽井時期(1948—1968年)。這個時期大力開展鑽井科學研究工作,鑽井技術飛速發展。該時期的主要技術成就有:發展和推廣了噴射鑽井技術;發展了鑲齒、滑動、密封軸承鑽頭;應用低固相、無固相不分散體系鑽井液;發展了地層壓力檢測技術、井控技術和固控技術,提出了平衡鑽井的理論及方法。
(4)自動化鑽井時期(1968年至今)。這個時期發展了自動化鑽機和井口自動化工具。鑽井參數自動測量和計算機在鑽井工程中得到廣泛應用,最優化鑽井和全盤計劃鑽井也初具規模。
目前,鑽井人員一般把鑽井技術發展的前兩個時期稱為經驗鑽井階段,把後兩個時期稱為科學化鑽井階段。時期的劃分直觀地描述了鑽井技術發展的過程,揭示了其發展規律。
任何一門科學和技術都有其自身的發展規律和要達到的主要目標。鑽井工作是為油田勘探和開發服務的重要手段。鑽井技術的發展首先要保證鑽井質量,即所鑽油氣井要滿足油氣田勘探和開發的要求,要在此基礎上來提高鑽井速度、縮短鑽井周期、降低鑽井成本。
近20年來的實踐證明,現代鑽井工藝技術將圍繞以下三個方面發展:
(1)提高鑽井速度,降低生產成本;(2)保護生產層,減少油氣層的污染和損害;(3)改善固井、完井技術,適應採油要求,延長油氣井壽命。
新中國成立以來,我國鑽井技術發展較快。特別是1978年推廣噴射鑽井、低固相優質鑽井液、四合一牙輪鑽頭等新技術後,我國的鑽井技術水平又有顯著提高,進入了科學化的鑽井階段,但與國外先進水平相比,還存在一定的差距。為了使我國的鑽井水平能滿足勘探開發的需要,努力趕上世界先進水平,必須要向鑽井技術進步要速度、要質量、要經濟效益,為加速勘探開發步伐、不斷增加油氣產量作出貢獻。
二、沖擊鑽井方法沖擊鑽井是一種古老的鑽井方法,也是旋轉鑽井方法出現以前唯一的鑽油氣井的方法。它是將破碎岩石的工具(鋼質尖頭鑽頭)提至一定高度,借鑽頭本身的重力沖向井底,擊碎岩石。然後撈取被擊碎的岩屑,以便繼續鑽進。因此,沖擊鑽井方法又被稱為頓鑽。
由於沖擊鑽井時,破碎岩屑與清除岩屑必須間斷地進行,因此鑽井速度很慢,不能滿足石油生產發展的需要。沖擊鑽井現在已基本上被旋轉鑽井所代替,僅在一些埋藏淺、壓力低的油田還能見到。
三、旋轉鑽井方法提高鑽速的根本途徑是改變鑽井方法,這正是旋轉鑽井法產生的原因。旋轉鑽井法的實質是:鑽頭在壓力作用下吃入岩石,同時在轉動力矩的作用下連續不斷地破碎岩石;被破碎的岩屑由地面輸入的鑽井液(泥漿、水、空氣等)及時帶走,鑽井液可以連續不斷地清除岩屑。這樣,一隻鑽頭可以在井底連續鑽進十幾米、幾十米甚至數百米後才起至地面進行更換。由於使用了鑽井液,可長時間穩定井眼、控制復雜地層。旋轉鑽井的鑽井速度高,能適應多種復雜情況,目前世界上大多使用這種方法鑽油氣井。旋轉鑽井通常也稱為轉盤鑽。
利用鑽桿和鑽鋌(厚壁鋼管)的重力對鑽頭加壓,鑽壓要使鑽頭能夠吃入岩石。破碎岩石所需的能量是從地面通過沉重的鋼性鑽柱傳給鑽頭的。起、下鑽的過程比較繁瑣,必須將鑽柱拆卸成許多立柱,才能起出鑽頭;而下鑽時又必須逐根接上。為了連續洗井,鑽井液從轉動的空心鑽柱里流向井底,再帶著岩屑從鑽柱外部與井壁形成的環形空間返回地面。鑽頭鑽進、清洗井底以及起、下鑽所需的動力全部由安裝在地面上的相應設備提供,這些機器設備總稱為鑽機。
現代旋轉鑽井的工藝過程表現為四個環節,即鑽進、獲取地質資料、完井和安裝。
鑽進環節由一系列按嚴格的順序重復的工序組成:把鑽柱下入井裡;旋轉和送進鑽頭使其在井底破碎岩石,同時循環鑽井液;隨著井筒的加深而接長鑽柱;起、下鑽柱以更換被磨損的鑽頭;洗井,凈化或配製鑽井液,處理復雜情況和事故等輔助作業。
為了獲得全面准確的地質資料,鑽井過程中不僅需要進行岩屑、鑽時、鑽井液錄井工作,而且還要進行鑽取岩心、測井等工作。通過各種地球物理測井方法,可以獲得井徑、井斜、方位、岩性等基本數據,掌握和了解井眼質量以及地層和油氣層的某些特性。
在鑽穿油氣層以後,需要下入油層套管,並注入水泥以隔離油氣層與其他地層,使油氣順利地流到地面上來。根據油氣井生產的要求做好井底完成工作是很重要的一道工序。
從確定井位開始,就需要平整井場、挖基礎坑、泥漿池、圓井等土方工程;為運輸機器設備而修築公路;鋪設油、水、氣管線,架設電線,以輸送油、水、氣和電力;打好地基以安裝設備、井架等。基礎工作完成後,要進行大量的井架、設備等搬運和安裝工作,還需做好開鑽前的一切准備工作,如檢查機器設備、試車、固定導管、鑽鼠洞、調配鑽井液、接好鑽具等。
旋轉鑽井過程中,驅動鑽柱旋轉、克服鑽柱與井壁的摩擦消耗了部分能量。為了減少這些無益的能量損失,1940年前後出現了井下動力鑽井方法。井下動力鑽井所用設備與旋轉鑽井基本相同,只是鑽頭不再由轉盤帶動旋轉,而是由井下動力鑽具直接驅動。典型的井下動力鑽具是渦輪鑽具,因此井下動力鑽井又常稱為渦輪鑽井。目前,井下動力鑽井在定向鑽井技術中得到了廣泛的應用。
近年來,一些工業發達國家還競相開展了熱力鑽井、高壓沖蝕鑽井、等離子射流鑽井和激光鑽井等新型鑽井方法的研究。隨著科學技術的進步,新的鑽井方法還將不斷涌現,鑽井工程也必將進入一個全新的科學化時期。
四、井身結構井身結構是油氣井全部基本數據的總稱。它包括以下數據:從開鑽到完鑽所用的鑽頭、鑽柱尺寸和鑽柱長度;套管的層次、直徑;各層套管的下入深度、鋼級和壁厚;各層套管注水泥的數據。由此可見,井身結構是全部鑽井過程計劃和施工的重要依據。圖5-1為井身結構的示意圖。
圖5-1井身結構
首先下入長度約4~6m的短套管,也稱導管,用於加固地表以免被鑽井液沖毀,保護井口完整。同時將循環的鑽井液導入泥漿凈化系統內。
第二次下入的套管叫表層套管,用於封隔地表不穩定的疏鬆地層或水層、安裝井口防噴器。一般深度為40~60m,有時可達500~600m。
當裸眼(未被套管隔離的井眼)長度超過2000~3000m或者地層剖面中存在高、低壓油層、氣層、水層和極不穩定的地層時,鑽進過程中為避免發生工程事故需要下入中間套管,又叫技術套管。目的是封隔復雜地層,防止噴、漏、卡、塌等惡性事故發生,保證安全鑽井。技術套管的層次和下入的深度根據地質和鑽井條件確定。
最後下入的套管叫油層套管,用於採油、采氣或者向生產層注水、注氣,封隔油層、氣層和水層,保證油氣井正常生產。油層套管的下入深度取決於井底的完成方法。油層套管一般從井口下到生產層底部或者只從生產層頂部下到底部。實際工作中對部分下入的油層套管,根據作用取不同的名稱,如尾管、篩管、濾管以及襯管等。
井身結構是由鑽井方法、鑽井目的、地質條件與鑽井技術水平決定的。周密考慮各種影響因素,制定合理的井身結構,是保證高速度鑽井與油氣井投產後正常產出的關鍵。
綜上所述,現代石油鑽井工程是一項復雜的系統工程。由多工序、多工種聯合作業,需要各種先進的科學技術和生產組織管理水平。
3. 鑽井的目的是什麼
鑽井的目的就是開采能源,為人類生存發展提供必要的能源支撐。像石油鑽井就是為了開採石油,石油是一個國家的戰略物資。天然氣鑽井就是為了開采天然氣;地熱鑽井就是採暖等。
4. 鑽井的作用是什麼
鑽井就是人們從地表向下挖掘一個筒形的通道。最初目的是為了汲取地下水,以後才擴展至找油找氣。
鑽井是勘探與開採石油及天然氣資源的一個重要環節,是勘探和開發石油的重要手段(圖6.1)。
圖6.1鑽井施工現場
在地質工作中,鑽井的主要功用為:(1)獲取地下實物資料,即從鑽井中獲取岩心、礦心、岩屑、液態樣、氣態樣等。(2)作為地球物理測井通道,獲取岩礦層各種地球物理資料。(3)作為人工通道觀測地下水層水文地質動態情況。(4)用作探、采結合,開發地下水、油氣、地熱等的鑽井。
在石油勘探和油田開發的各項任務中,鑽井的作用又是不可替代的。諸如尋找和證實含油氣構造、獲得工業油流、探明已證實的含油(氣)構造的含油氣面積和儲量,取得有關油田的地質資料和開發數據,最後將原油從地下取到地面上來等,無一不是通過鑽井來完成的。