① 海上石油鑽井是什麼
海上石油鑽井是在大陸架海區,為普查勘探海底石油和天然氣而進行的鑽探工程。鑽探深度一般為幾千米。目前,最深的海上石油鑽井可達6000多米。
海洋石油鑽井與陸地相比,主要有四點不同:一是如何在水面之上平穩地立起井架,並要經受得住風浪的襲擊;二是在轉盤至海底之間,如何建立一個特殊的井口裝置,把海水與井筒隔絕開來;三是海洋鑽井直井少斜井多,在海上鑽井,必須有保證鑽機等鑽井設備正常工作的海洋鑽井平台;四是海洋鑽井費用高,要比陸上鑽井高3~10倍。
海上鑽井裝置按其結構特點可分為固定式和移動式兩類。前者包括樁基式平台和重力式平台兩種(圖6.5);後者又分為座底式平台和浮動式平台。座底式平台包括自升式平台和沉浮式平台;浮動式平台包括浮式鑽井船和半潛式鑽井平台兩種。在使用浮動式鑽井平台鑽井時,平台井口和海底井口是固定不動的。這種井口裝置類似於陸上鑽井導管的加長,用以隔絕海水,連接海底井口和平台井口,造成鑽井液返回的通路。這種固定不動的井口導管,可以用打樁的辦法打入海底一定深度,或者在海底鑽出一定深度的井眼,然後下入導管,並與平台基礎構架緊固在一起,從而達到能夠正常鑽井的要求。
在使用浮動式平台鑽井時,井口裝置就比較復雜。由於海水的運動,整個鑽井裝置就會發生升降、平移、搖擺活動。這樣,平台井口與海底井口之間,即產生相對運動。因此,這種井口裝置必須裝有能夠伸縮和彎曲的部件,也能隨著水面和水下兩個井口的相對運動而活動著,否則就不能適應正常鑽井的需要。
圖6.5海上鑽井平台
這種井口裝置,主要由三個系統組成。
(1)導引系統。包括井口盤、導引架以及導引繩張緊機構等。導引系統的作用是引導井口裝置和其他部件對正,以便安裝和拆卸;引導鑽具和其他下井工具進入海底井口。
(2)防噴器系統。海上鑽井的安全防火是非常重要的。為了安全鑽井,一般要求裝有三個防噴器:一個鑽桿防噴器,一個全閉式防噴器,一個萬能防噴器;或者用兩個鑽桿防噴器,一個全閉式防噴器。防噴器開關閘門安裝在近海海底的水域中,不在平台上,所以必須遙控。在鑽井過程中,因為每次固井要換井口,或因改變鑽具尺寸需要換防噴器芯子等。為了拆裝方便迅速,而且當水深超過潛水員的潛深能力時,仍能准確拆裝,所以需要有遙控連接器或快速接卸器等部件。
(3)隔水管系統。隔水管系統裝在防噴器的上部,由隔水管、伸縮隔管、變曲接頭和隔水管張緊器等組成。其作用是隔絕海水,導引鑽具入井,形成鑽井液迴路,並且承受浮動平台的升降、平移運動。其中伸縮隔管和彎曲接頭就是分別解決升降、平移運動的裝置。隔水管張緊器是防止隔水管在海浪、潮流的作用下產生彎曲,以免影響它的壽命和工作。因此,要有較大的張緊力來維持隔水管正常的工作狀態。
以上三個系統的完整裝置,就構成了海洋鑽井特殊的水下井口裝置。
② 海洋石油勘探技術特點是什麼
海洋油氣勘探與陸地油氣勘探盡管有一些共同之處,但相比之下,其不同處則更為關鍵。在勘探方法上,陸地上的油氣勘探方法與技術在海洋油氣勘探中都是適用的。但是,受惡劣的海洋自然地理環境和海水物理化學性質的影響。因此,海上油氣勘探的投資大幅增加,一般是陸地油氣勘探投資的3~5倍。勘探投資主要體現在海上鑽井設備的設計與製造、海上鑽井設備的搬遷拖航、海上油氣的集輸、海上鑽井施工過程中的後勤補給、海上鑽井工程技術人員的工資與保險等方面。這些勘探投資都要比陸地大得多。但是,海洋石油勘探也具有一些優勢,由於交通便利和使用特殊的儀器設備,海洋油氣勘探具有極高的工作效率。在海洋地震勘探中,地震船沿測線邊前進邊進行測量施工作業,施工作業效率比陸地地震工作效率高。
一、海洋石油勘探與陸地油氣勘探技術差異
1.自然地理環境的差異
從海洋的自然地理環境可以看出與陸地油氣勘探相比較,海洋油氣田勘探人員必須要克服澎湃洶涌的怒濤、狂風掀起的海浪的影響。海上的台風所形成的巨浪常常威脅到各國石油勘探開發公司的人員安全和財產安全。勘探人員的活動空間僅僅限於勘探船或鑽井船上,而不能像在陸地上那樣具有較大的活動空間。
2.勘探方法的差異
從理論上說,陸地上的油氣勘探方法和技術在海洋油氣勘探中都是適用的。但是,受惡劣的海洋自然地理環境和海水的物理化學性質的影響,許多勘探方法和技術都受到了限制,例如,陸地上的地面地質調查法在海洋中就很難大規模展開;陸地上的重力、磁、電勘探到海洋中就要轉到勘探船上進行,並且測量的結果在一定程度上受到海水深度及海水物理化學性質的影響。由於受海水深度及取樣難度大的影響,海洋油氣地球化學勘探近幾十年來發展緩慢。
3.鑽井工程的差異
與陸地上簡單的井架鑽井相比,海上鑽井工程設備的結構要復雜得多,主要包括坐底式平台,小型自升式平台,大型自生式平台,鑽井船和半潛式平台等。由於海洋自然地理環境的影響,海上鑽進工程設計時除了要考慮風浪、潮汐、海流、海冰、海嘯、風暴潮、海岸泥沙運動的影響外,還要考慮海洋的水深、海上搬遷拖航等因素的影響。海洋鑽井工程的結構設計更復雜,製造成本是陸地井架鑽井工程的幾倍甚至幾十倍。
4.投資及風險的差異
由於受到海洋特殊自然地理環境的影響,與陸地油氣勘探相比,海上油氣勘探的投資大幅度增加,一般是陸地油氣勘探投資的3~5倍。勘探投資主要體現在海上鑽井設備的設計和製造、海上鑽井設備的搬遷拖航、海上鑽井施工過程中的後期補給、海上鑽井工程技術人員的工資和報銷等方面,這些勘探投資都要比陸地上大得多。盡管目前的天氣預報可以提前為海洋油氣田勘探開發提供有價值的氣象資料,使海上工程技術人員能夠對風浪等惡劣的自然條件採取一些有效的措施,但是每年都有一定數量的海上鑽探事故,導致經濟和人員的損失。隨著海上油氣勘探快速的發展,這種油氣勘探的風險在潛移默化地增加。
5.海洋鑽探與內陸基底之間的聯系
海洋油氣開發的重要手段是鑽探工作,海上鑽井平台與陸地之間的聯系是海洋油氣勘探必須解決的問題。目前各國海上油氣勘探開發與內陸基底之間的聯系主要有船舶聯系、海上棧橋聯系、海底隧道聯系、直升機聯系。
6.導航定位技術差異
在茫茫無際的海上,毫無地形地物標志,如何進行導航定位,如何克服海浪所導致的勘探船體搖晃的影響,是海洋油氣勘探與陸地油氣勘探的又一差別。目前海洋油氣田勘探一般主要採用兩種導航與定位技術、無線電定位技術、衛星定位系統。
7.海洋比陸地油氣勘探的優勢
雖然海洋自然環境的特殊性使得海洋油氣勘探受到了巨大的限制,但是大陸架特殊的地質構造和沉積條件使得海洋油氣勘探具有一定的優勢。海洋油氣田多具有岩性單一、埋藏不深、油氣層厚度較大、分布范圍廣、連通性好、油氣藏類型多樣、油氣層壓力大、能量較高等特點,所以開采效率較高。同時,由於交通便利和使用特殊的儀器設備,海上的油氣勘探具有極高的工作效率。
二、海洋油氣勘探方法與技術
1.海洋油氣地質調查
(1)海岸、島嶼和淺灘的地質調查。
(2)潛水地質調查。
潛水地質觀察是指海洋油氣勘探人員身帶氧氣瓶、羅盤、地質錘和小鐵釺等簡單工具,潛入海底觀察海底露頭,採集岩石樣品,測量地層產狀要素等。1933年在裏海油氣勘探中首次使用此方法。此方法未得到廣泛應用,主要是基岩露頭被近代沉積覆蓋等原因。
(3)海洋航空地質觀測。
只能在岩性分異良好,基岩直接露於海底的淺海地區進行,海水的水深一般不超過10~12米。可以得到海底構造最真實、最細致的地質資料,並且成本比較低。
2.海洋地貌調查
(1)海洋地質制圖。
(2)海洋地球物理勘探。
海洋磁力測量:主要是精確地測定地下岩石中磁化強度不同所引起的局部地磁異常。
海洋重力測量:按工作方式的不同,可以將海洋重力儀分為兩大類,就是海底重力儀和走航式船舷重力儀。
3.海洋地震勘探
如同大陸地震勘探法一樣,海洋地震勘探法也是目前在海洋油氣勘探過程中運用最廣泛的方法,充分利用了海洋便利的交通條件。在海洋油氣勘探的初期,震源使用炸葯震源,現在普遍採用的是非炸葯震源,應用最廣的是氣槍震源和電火花震源。近年來,在海洋地震勘探中更多的是採用一種在船尾平行拖曳三條漂浮組合電纜的寬限剖面工作方法,這種新的工作方式可以提供主剖面附近地下地層三維空間概念和可改善的信噪比。
4.海洋鑽井
目前,海洋油氣鑽井主要有固定式鑽井平台和活動式鑽井平台。
③ 人們勘探海上石油資源主要是在海洋的什麼地方
一般在 大陸邊緣(大陸架)與小洋盆。在世界大洋中,深海洋盆與大陸邊緣、小洋盆的油氣遠景有明顯的不同。 深海洋盆區上覆沉積層一般較薄(平均為 0.5公里),有機質含量較低,地溫偏低,地層多呈水平產狀,沉積物粒度細等,缺乏良好的儲集條件。大洋中脊頂部雖然地溫高,但沉積層極薄或缺失。因此,90%的深海洋底缺乏油氣遠景。但在某些被動大陸邊緣的外側,巨厚的陸緣沉積物延伸至深洋區,可有一定油氣遠景,如北美東部、阿根廷、南極洲和非洲西部岸外的深洋區。一些由大陸邊緣延伸至洋盆區的海嶺(見圖中箭頭所示),如鯨魚海嶺、科科斯海嶺和納斯卡海嶺等,其附近可堵截形成較厚的沉積層,可望含有油氣。洋盆中的微型陸塊及其周緣海域,一些火山島和無震海嶺的周圍海域,也可能含有油氣。 大陸邊緣與小洋盆鄰近陸地,常有大河注入,通常覆有較厚的富含有機質的沉積物。在南、北美洲東緣、亞洲南緣、非洲和歐洲西緣、非洲東緣、歐亞和北美洲北緣以及南極洲周緣的一些海域,沉積厚度可達10公里以上。有的沉積層粒度較粗,三角洲沉積、生物礁和濁流沉積層可構成良好的儲層。一些小洋盆海域閉塞,海水循環受阻;在被動大陸邊緣發育的早期(大陸破裂階段),環境也比較閉塞,故有利於有機質的保存。可見,大陸邊緣和小洋盆地區蘊藏著豐富的油氣資源。目前,世界上已發現的海上油氣田,大都分布在淺海陸架區。 大陸架對石油的生成和聚集具有許多有利條件。陸架區生油有機物來源豐富。快速的沉積和沉降有利於有機物的保存。較高的地溫有利於有機質轉化成石油和天然氣。儲油層的多孔性和滲透性有利於生油岩中烴類的排出和運移。構造運動形成多種類型的圈閉。巨厚的沉積蓋層足以防止油氣的散失。加之水深較小,便於開發,因此海底石油資源的勘探和開發目前主要集中在大陸架區。然而,水深較大的大陸坡和大陸隆,也擁有良好的油氣遠景。 近20年來,世界各地共發現了1600多個海洋油氣田,其中70多個是大型油氣田。目前已開發的近海油氣田主要有中東波斯灣的背斜圈閉型油氣田,美國墨西哥灣和西非奈及利亞的三角洲相沉積滾動背斜型油氣田和鹽丘構造型油氣田,委內瑞拉馬拉開波湖的斷塊型油氣田,歐洲北海南部的二疊系斷裂背斜氣田、中部的第三系背斜油氣田和北部的侏羅系傾斜斷塊-潛山油氣田,東南亞在印尼、馬來西亞、汶萊和泰國灣亦已發現了一系列第三系背斜油氣田。
④ 在海上找石油主要有哪些方法什麼叫鑽井平台有哪些類型
在海上找石油不同於在尋找陸地油氣田,陸地找油,有時可以根據一些現象,來做出最初的判斷,而海洋石油埋藏在海水覆蓋的海底深處,埋深從幾百里至幾千里,地質勘探人員要通過地球物理勘探等方法,尋找含油氣的盆地和地質的構造,並經過海洋鑽探,才能發現油氣田.
主要用於鑽探井的海上結構物。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。海上油氣勘探開發不可缺少的手段。主要有自升式和半潛式鑽井平台。
①自升式鑽井平台。由平台、樁腿和升降機構組成,平台能沿樁腿升降,一般無自航能力。1953年美國建成第一座自升式平台,這種平台對水深適應性強,工作穩定性良好,發展較快,約占移動式鑽井裝置總數的1/2。工作時樁腿下放插入海底,平台被抬起到離開海面的安全工作高度,並對樁腿進行預壓,以保證平台遇到風暴時樁腿不致下陷。完井後平台降到海面,拔出樁腿並全部提起,整個平台浮於海面,由拖輪拖到新的井位。
②半潛式鑽井平台
。上部
為工作甲板,下部為兩個下船體,用支撐立柱連接。工作時下船體潛入水中,甲板處於水上安全高度,水線面積小,波浪影響小,穩定性好、自持力強、工作水深大,新發展的動力定位技術用於半潛式平台後,工作水深可達900~1200米
。半潛式與自升式鑽井平台相比,優點是工作水深大,移動靈活;缺點是投資大,維持費用高,需有一套復雜的水下器具,有效使用率低於自升式鑽井平台。