Ⅰ 每年挖掉1200萬噸石油,地下都采空了,不會破壞地球結構嗎
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?
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。
Ⅱ 石油鑽探
【石油鑽探揭秘】
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石油的形成
石油是由1,000萬至6億年前古代海洋里死亡的微小動植物(浮游生物)殘體形成的。這些生物死後,便會沉入海底的沙里或泥里。
隨著歲月流逝,生物有機體在沉積層內腐爛了。這些地層內的氧氣很少或根本就沒有氧氣,因此殘體被微生物分解為富碳化合物,最終形成有機層。這些有機物質與沉積物混和,形成了細密的頁岩或源岩。隨著新的沉積層不斷沉積,源岩被施加了巨大的壓力和熱量,這些熱量和壓力使得有機物質成為了原油和天然氣。石油從源岩內流出,積聚在厚度更高、孔隙更多的石灰岩或沙岩(稱為貯油岩)中。地殼運動使得石油和天然氣被截留在不滲透岩層或蓋岩(例如花崗石或大理石)之間的貯油岩內。
這些地殼運動包括:
褶皺——向內擠壓的水平運動,使得岩層向上移動形成褶皺或背斜。
斷層——岩層斷裂,並發生上下相對位移。
尖滅——不滲透岩層被向上壓入貯油岩中。
尋找石油
尋找石油是地質學家的任務,地質學家或被石油公司直接僱傭,或被私人公司通過合同僱傭。他們的任務是找到正確的石油開采區——正確的源岩、貯油岩和圈閉。多年以前,地質學家的主要工作是解釋地貌、地表岩石和土壤類型,或許還會通過淺層鑽井採集一些少量的岩芯樣品。現代的石油地質學家還藉助衛星圖像來研究地表岩石和地形。然而,他們還利用各種其他的方法來尋找石油。比如,可以利用高靈敏度的重力儀來測量地球引力場中的微小變化,這些變化可以尋找到地下流動的石油;還可以利用高靈敏度的磁力計來測量由於石油流動造成的地球磁場內的細微變化;利用被稱為嗅探器的高靈敏度電子鼻,他們可以探測到烴類物質的氣味。最後(也是最常見的),他們利用地震學的知識,製造出沖擊波穿過隱藏岩層,然後對反射回地面的地震波進行分析。
在地震勘測中,製造沖擊波的方法包括:
壓縮氣槍——向水中發射空氣脈沖(用於水面勘探)
重擊卡車——向地下擊入厚金屬板(用於陸地勘探)
炸葯——在地上鑽孔放入炸葯(用於陸地勘探)或從船上向外扔炸葯(用於水面勘探),然後引爆。
沖擊波在地下傳播,並被不同的岩層反射回來。反射波的傳播速度取決於它們所穿過岩層的類型或密度。人們利用高靈敏度的擴音器或振動探測器來探測沖擊波的反射波——水上勘探利用水聽器,陸上勘探利用地震檢波器。地震學家將對探測結果進行分析,來尋找油汽圈閉區的信號。
雖然現代石油勘探技術要比過去先進很多,但是在尋找新油田時仍然只有10%的成功率。一旦發現一個富油區,其位置在陸地上將用全球定位系統坐標進行標記,水中則用標志浮標進行定位。
確定好地點之後,必須對選定地區進行勘測以確定其邊界,此外可能還需要進行環境影響研究。石油鑽探必須獲取租賃協議、土地使用資格和權利,還要進行法律評估。對於近海地區,還需要確定法律管轄權。
法律問題解決之後,工作隊開始著手陸地准備工作:
將陸地打掃干凈並鋪平,修建交通道路。
因為鑽探過程需要水,所以附近必須有水源。如果不存在天然水源,工作隊會打一口水井。
工作隊會挖掘一個儲備池,用來處理鑽探過程中產生的岩屑和鑽探泥漿。儲備池底部會鋪設塑料襯層,以保護環境。如果該地區是一個生態易受破壞地區(如濕地或荒野),那麼岩屑和泥漿必須在其他地方進行處理——用卡車運走,而不是填入坑內。
陸地准備工作完成之後,還需要挖掘幾個鑽探孔,為搭建鑽塔和鑽探主孔做准備。在真正的鑽井孔周圍挖一個被稱為圓井的矩形深坑,圓井在鑽孔周圍為工作人員和鑽井設備提供了一個工作平台。之後,工作人員開始挖掘主孔,通常是利用一個小型鑽車,而不是大型鑽塔。鑽孔的第一部分要比主體部分大一些,也更淺一些,並會鋪設大直徑的導管。在一旁挖掘一些額外的鑽探孔,用來暫時儲存設備——這些鑽探孔完成之後,就可以運入並架起鑽探設備了。
搭建鑽塔
根據鑽探區與其交通道路之間的距離遠近,來決定是利用卡車、直升機還是駁船將設備運到現場。一些在內陸水域工作的鑽塔被建在海船或駁船上,因為那裡沒有可以支撐鑽塔的地基(例如濕地或湖泊)。設備到位之後,便開始搭建鑽塔。下面是陸地石油鑽塔的主要組成系統:
動力系統
大型柴油發動機——燃燒柴油以提供主要的動力來源
發電機——以柴油發動機為動力來提供電力
機械繫統——由電機驅動
提升系統—— 用來提升重物;由一個帶有大型鋼纜軸盤的機械絞盤(絞車)、一個滑輪組和一個電纜接收存儲滾筒組成
轉盤——鑽探設備的一個組成部分
旋轉設備——用於旋轉鑽探
轉環——一個大手柄,用來支撐鑽柱的重量,使鑽柱可以旋轉,並對孔口進行耐壓密封
轉管——四面或六面的導管,將旋轉運動傳輸到轉盤或轉柱上
轉盤或輪盤——利用電機提供的動力來推動旋轉運動
鑽柱——由鑽桿(連接部分,大約10米長)和鑽環(直徑更大、更重的導管,安裝在鑽桿周圍,由鑽頭承載其重力)組成
鑽頭——鑽孔機的末端,用來實際切割岩石;會針對不同的鑽探任務和岩石構成,在眾多形狀和材質(碳化鎢鋼或金剛石)的鑽頭中選用最適合的一種
套管——安放在鑽孔內的大直徑混凝土管道,用於防止鑽孔塌陷並允許鑽探泥漿進行循環
石油學會供圖
泥漿在鑽孔內循環
循環系統——在壓力作用下用泵抽取鑽探泥漿(水、粘土、加重材料和化學物質的混合物,用來把鑽頭上的岩屑帶到地表),使之通過轉管、輪盤、鑽桿和鑽環
泵——從泥漿坑中抽取泥漿,並把它抽吸到鑽探設備中
導管和軟管——連接泵和鑽探設備
泥漿迴流管道——使泥漿從鑽孔中迴流
泥漿振動篩——通過振動或者過濾將岩屑從泥漿中分離出來
滑道——將岩屑傳送到儲備池
儲備池——收集從泥漿中分離出來的岩屑
泥漿坑——鑽探泥漿進行混合和循環利用的場所
泥漿混合槽——新的泥漿在這里進行混合,隨後送入泥漿坑
鐵架塔——安放鑽探設備的支撐框架;鐵架塔必須足夠高,以保證在鑽探過程中可以向鑽探設備上添加新的鑽桿部件
防噴裝置——高壓閥(安裝在陸地鑽塔下或海床上)用來密封高壓鑽井管道,並在必要時降低壓力以防止發生井噴(即氣體或石油不受控制地噴出地表,經常會引起火災)
工作隊搭建起鑽塔開始鑽探工作。首先,他們在最初的鑽孔位置上鑽一個表孔,該孔的深度是預定的,要高於人們所認為的石油圈閉區的位置。鑽探表孔有五個基本步驟:
把鑽頭、鑽環和鑽桿放入孔內。
安裝轉管和轉盤,開始鑽孔。
鑽孔過程中,循環泥漿不斷通過鑽桿,並從鑽頭排出,使得岩屑可以浮出孔口。
隨著孔越鑽越深,要在鑽桿上增加新部件(接頭)。
到達預定深度(從幾十米到幾百米)後,移走(取出)鑽桿、鑽環和鑽頭。
到達預定深度之後,必須插入套管並進行固定 ——將套管部分置入鑽孔內,以防止鑽孔發生塌陷。套管外圍設有定位裝置,以保證它位於鑽孔中央。
負責套管的工作人員將套管放入鑽孔中。固井隊工作人員利用底塞、水泥漿、頂塞和鑽探泥漿通過套管向下灌注水泥。來自鑽探泥漿的壓力使得水泥漿流經套管,並充滿套管外部與鑽孔之間的空隙。最後,等待水泥凝固,然後對硬度、位置和完全密封等性能進行測試。
新的鑽探技術
美國能源部和石油業都在努力尋找石油鑽探的新方法,其中包括水平鑽探技術、在生態易受破壞地區進行石油開采以及利用激光技術鑽油井。
繼續鑽探階段:工作人員進行鑽探,然後放置新套管並用水泥進行加固,之後再進行鑽探。當泥漿所含的岩屑中出現貯油岩內的油沙時,就達到了最終深度。此時,工作人員將鑽探設備從鑽孔中移出,然後進行以下幾項測試以驗證這一發現:
測井——在鑽孔內放置電子和氣體感測器來測定那裡岩石的組成
鑽桿測試——在鑽孔內放置測壓裝置,該裝置可以顯示是否已經到達貯油岩
岩芯取樣——採集岩石樣品,尋找貯油岩的特徵
井噴和火災
在電影里,會看到鑽孔機到達最終深度時發生的油噴(井噴),甚至是火災。這些都是非常危險的情況,利用防噴裝置和鑽探泥漿產生的壓力(有可能)可以避免這些狀況的發生。在大多數油井中,都必須對油井進行酸化或碎裂處理,才能使油流出。
達到最終深度後,工作人員會將油井加以完善以保證石油能夠以可控制的方式流入套管中。首先,將打孔器放入油井內的產油深度處。打孔器內裝填有炸葯,可以在套管上炸開洞孔,從而讓石油經此處流出。套管開孔後,向鑽孔內放入一根小直徑的導管(油管),作為油氣流出井外的管道。一種叫做封隔器的裝置被安裝在油管外部的底端,當封隔器設置為生產狀態時,它會發生膨脹,從而在油管外部形成一個密封圈。最後,在油管頂部連接一個被稱為採油樹的多閥結構,並將其與套管頂部結合在一起。採油樹使得工作人員可以控制井內流出石油的流速。
油井完成後,必須讓石油流入油井內。如果是石灰石貯油岩,那麼通過向油井內注入酸,可以使之通過孔洞流出。酸會使石灰石內溶解出一條可供石油流入油井的通道。如果是沙岩貯油岩,那麼可以向油井中注入一種含有支撐劑(沙子、胡桃殼、鋁粒)的特殊混合液體,然後使石油通過孔洞流出。來自此種液體的壓力使得沙岩內部產生微小的裂縫,因此石油可以流入井內,而支撐劑可以維持這些縫隙的存在。石油流出時,石油鑽塔就會從現場拆除,同時安裝生產裝置來從油井中抽取石油。
鑽塔被移走後,將在井口放置一台油泵。
加利福尼亞州資源保護部供圖
用泵在鑽井中抽油
在泵抽系統中,利用電機帶動齒輪箱來移動控制桿。控制桿不斷地推拉拋光桿,使之上下移動。拋光桿連在一個抽油桿上,抽油桿又連著泵。該系統推動泵上下移動,從而產生一個吸力將石油從井裡抽上來。
在有些情況下,石油可能會因過於粘稠而無法流動。這時工人們會再鑽一個孔到達貯油區內,然後在壓力作用下注入蒸汽。蒸汽散發的熱量會使貯油區內的石油變稀,進而利用壓力作用將石油壓出井外。該過程被稱為原油強化回收。
加利福尼亞州資源保護部供圖
石油強化回收
雖然目前正在應用的石油鑽探技術眾多,並且新的方法不斷出現,但是問題仍然存在:我們會有足夠的石油來滿足需求么?根據目前和未來的石油發現量以及當今的需求量來估計,我們的石油儲量只能滿足未來63到95年的消耗量。
鑽探
工作隊搭建起鑽塔開始鑽探工作。首先,他們在最初的鑽孔位置上鑽一個表孔,該孔的深度是預定的,要高於人們所認為的石油圈閉區的位置。鑽探表孔有五個基本步驟:
把鑽頭、鑽環和鑽桿放入孔內。
安裝轉管和轉盤,開始鑽孔。
鑽孔過程中,循環泥漿不斷通過鑽桿,並從鑽頭排出,使得岩屑可以浮出孔口。
隨著孔越鑽越深,要在鑽桿上增加新部件(接頭)。
到達預定深度(從幾十米到幾百米)後,移走(取出)鑽桿、鑽環和鑽頭。
到達預定深度之後,必須插入套管並進行固定 ——將套管部分置入鑽孔內,以防止鑽孔發生塌陷。套管外圍設有定位裝置,以保證它位於鑽孔中央。
負責套管的工作人員將套管放入鑽孔中。固井隊工作人員利用底塞、水泥漿、頂塞和鑽探泥漿通過套管向下灌注水泥。來自鑽探泥漿的壓力使得水泥漿流經套管,並充滿套管外部與鑽孔之間的空隙。最後,等待水泥凝固,然後對硬度、位置和完全密封等性能進行測試。
新的鑽探技術
美國能源部和石油業都在努力尋找石油鑽探的新方法,其中包括水平鑽探技術、在生態易受破壞地區進行石油開采以及利用激光技術鑽油井。
繼續鑽探階段:工作人員進行鑽探,然後放置新套管並用水泥進行加固,之後再進行鑽探。當泥漿所含的岩屑中出現貯油岩內的油沙時,就達到了最終深度。此時,工作人員將鑽探設備從鑽孔中移出,然後進行以下幾項測試以驗證這一發現:
測井——在鑽孔內放置電子和氣體感測器來測定那裡岩石的組成
鑽桿測試——在鑽孔內放置測壓裝置,該裝置可以顯示是否已經到達貯油岩
岩芯取樣——採集岩石樣品,尋找貯油岩的特徵
井噴和火災
在電影里,會看到鑽孔機到達最終深度時發生的油噴(井噴),甚至是火災。這些都是非常危險的情況,利用防噴裝置和鑽探泥漿產生的壓力(有可能)可以避免這些狀況的發生。在大多數油井中,都必須對油井進行酸化或碎裂處理,才能使油流出。
達到最終深度後,工作人員會將油井加以完善以保證石油能夠以可控制的方式流入套管中。首先,將打孔器放入油井內的產油深度處。打孔器內裝填有炸葯,可以在套管上炸開洞孔,從而讓石油經此處流出。套管開孔後,向鑽孔內放入一根小直徑的導管(油管),作為油氣流出井外的管道。一種叫做封隔器的裝置被安裝在油管外部的底端,當封隔器設置為生產狀態時,它會發生膨脹,從而在油管外部形成一個密封圈。最後,在油管頂部連接一個被稱為採油樹的多閥結構,並將其與套管頂部結合在一起。採油樹使得工作人員可以控制井內流出石油的流速。
油井完成後,必須讓石油流入油井內。如果是石灰石貯油岩,那麼通過向油井內注入酸,可以使之通過孔洞流出。酸會使石灰石內溶解出一條可供石油流入油井的通道。如果是沙岩貯油岩,那麼可以向油井中注入一種含有支撐劑(沙子、胡桃殼、鋁粒)的特殊混合液體,然後使石油通過孔洞流出。來自此種液體的壓力使得沙岩內部產生微小的裂縫,因此石油可以流入井內,而支撐劑可以維持這些縫隙的存在。石油流出時,石油鑽塔就會從現場拆除,同時安裝生產裝置來從油井中抽取石油。
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Ⅲ 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。
Ⅳ 每天生產那麼多石油,抽空的空隙怎麼辦會影響整個地球結構嗎
人類生活在地球上最不可少的就是資源,而石油在現代工業當中起著非常重要的作用,可以稱之為血液。有數據統計,在2019年全球石油開採的總量達到了900億桶,如果一桶石油是137千克,那麼總計就是1200萬噸,這是一個不小的數字,如果將這些石油從地殼當中抽出來,是否會對地球有著嚴重的影響?
三、這樣持續開采地球的結構是否會出問題?
石油在被開采出來以後,會注入大量的水,而且油田是不可能出現大面積的采空區,不像是煤礦煤層外面還有很多的工人和設備,要通過一個道路,而油田的所有區域都是多孔的結構,即使是采空了也不會出現太大的問題。另外就是石油在開采之後都會有大量的水注入,還會注入一些聚合物收集石油,而且水的密度是比石油要大很多的,結構的問題幾乎是不會產生的。所以也對於這方面,大家不用過多的去擔心。