① 煤、石油、天然氣在開采運輸加工和應用諸方面有哪些不同
先說開采方面:煤儲存於地下幾十米至幾百米不等,靠機械或者人工在地下煤層作業面開采;石油和天然氣都是可以流動的液體或者氣體,埋藏在地下幾百米直至六七千米的地下,一般都是先打油氣井,建立流動井筒,依靠地層壓力或者人工舉升等方式將油氣開采出來;
再說運輸方面:煤主要是依靠鐵路、公路以及大型貨輪運輸;石油、天然氣主要依靠管道運輸,短程的也用油罐車運輸;
加工和應用方面:三者都是能源,應用都非常廣泛;煤主要用於發電,此外煤制油工業也日趨成熟;石油和天然氣相對而言屬於清潔能源,尤其是天然氣,主要用途還是作為燃料,畢竟是能源嘛。同時,煤、石油、天然氣他們的衍生品都很多,應用也非常廣泛,比如塑料、衣服、各種用油(食用油除外)、化肥等等,都離不開他們,可以說他們與我們的生活息息相關。
② 簡單的說下石油開採的工藝過程。
石油開採的工藝過程:
1. 抽油機帶動井下深井泵將原油由地下輸送到地面。
2. 原油通過地面管網輸送到採油中轉站。
3. 採油中轉站通常配備沉降罐對來液進行初步處理,再由中轉站加熱爐加溫後,通過離心泵通過長輸管線輸送到聯合站進行進一步處理。
石油是深埋在地下的流體礦物。1982年,世界石油產量為26.44億噸,天然氣為15829億立方米。油氣從儲層流入井底,又從井底上升到井口的驅動方式主要有:
1. 水驅油藏,利用周圍水體的靜水壓頭驅動。
2. 彈性水驅,周圍封閉性水體和儲層岩石的彈性膨脹作用驅動。
3. 溶解氣驅,壓力降低使溶解在油中的氣體逸出驅動。
4. 氣頂驅,存在氣頂時,氣頂氣隨壓力降低驅動。
5. 重力驅,重力排油作用驅動。
當以上天然能量充足時,油氣可以噴出井口;能量不足時,則需採取人工舉升措施,把油流驅出地面。
石油在國民經濟中的作用:
石油是重要能源,與煤相比,具有能量密度大、運輸儲存方便、燃燒後對大氣的污染程度較小等優點。從石油中提煉的燃料油是運輸工具、電站鍋爐、冶金工業和建築材料工業各種窯爐的主要燃料。以石油為原料的液化氣和管道煤氣是城市居民生活應用的優質燃料。飛機、坦克、艦艇、火箭以及其他航天器,也消耗大量石油燃料。因此,許多國家都把石油列為戰略物資。
20世紀70年代以來,在世界能源消費的構成中,石油已超過煤而躍居首位。1979年佔45%,預計到21世紀初,這種情況不會有大的改變。石油製品還廣泛地用作各種機械的潤滑劑。瀝青是公路和建築的重要材料。石油化工產品廣泛地用於農業、輕工業、紡織工業以及醫葯衛生等部門,如合成纖維、塑料、合成橡膠製品,已成為人們的生活必需品。
1982年世界石油產備握吵量為26.44億噸,天然氣為15829億立方米。1973年以來,三次石油漲價和1982年的石油落價,都引起世界經濟較大的波動。
油氣聚集和驅動方式:
油氣在地殼中生成後,呈分散狀態存在於生油氣層中,經過運移進入儲集層,在具有良好保存條件的地質圈閉內聚集,形成油氣藏。在一個地質構造內可以有若干個油氣藏,組合成油氣田。
儲層是貯存油氣並能允許油氣流在其中通過的有儲集空間的岩層。儲層中的空間包括岩石碎屑間的孔隙、岩石裂縫中的裂隙,溶蝕作用形成的洞隙。孔隙一般與沉積作用有關,裂隙多半與構造形變有關,洞隙往往與古岩溶有關。空隙的大小、分布和連通情況,影響油氣的流動,決定著油氣開採的特徵。
油氣驅動方式主要有:水驅油藏、彈性水驅、溶解氣驅、氣頂驅和重力驅。當以上天然能量充足時,油氣可以噴出井口;能量不足時,則需採取人工舉升措施,把油流驅出地面。
石油開採的特點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,油藏情仿侍況不斷地變化,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。
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。要鑽一定數量的評價井來了解油氣層的性質,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。
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:油、氣從油層中流入井底;從井底上升到井口;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。
石油開采技術:
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。
鑽井工程在油氣田開發中佔有十分重要的地位,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。
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。
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。
石油開采中各學科和工程技術之間的關系見圖。石油開采技術的發展與數學、力學、地質學、物理學、機械工程、電子學等學科發展有密切聯系。大致可分三個階段:
初期階段從19世紀末到20世紀30年代。隨著內燃機的出現,對油料提出了迫切的要求。這個階段技術上的主要標志是以利用天然能量開采為主。石油的採收率平均只有15%~20%,鑽井深度不大,觀察油藏的手段只有簡單的溫度計、壓力計等。
第二階段從30年代末到50年代末,以建立油田開發的理論體系為標志。主要內容是:①形成了作為鑽井工程理論基礎的岩石力學;②基本確立了油藏物理和滲流力學體系,普遍採用人工增補油藏能量的注水開采技術。在蘇聯廣泛採用了早期注水保持地層壓力的技術,使石油的最終採收率從30年代的15%~20%提高到30%以上,發展了以電測方法為中心的測井技術和鑽4500米以上的超深井的鑽井技術。在礦場集輸工藝中廣泛地應用了以油氣相平衡理論為基礎的石油穩定技術。基本建立了與油氣田開發和開采有關的應用科學和工程技術體系。
第三階段從60年代開始,以電子計算機和現代科學技術廣泛用於油、氣田開發為標志,開發技術迅速發展。主要方面有:①建立的各種油層的沉積相模型,提高了預測儲油砂體的非均質性及其連續性的能力,從而能更經濟有效地布置井位和開發工作;②把現代物理中的核技術應用到測井中,形成放射性測井技術,與原有的電測技術,加上新的生產測井系列,可以用來直接測定油藏中油、氣、水的分布情況,在不同開發階段能採取更為有效的措施;③對油氣藏內部在採油氣過程中起作用的表面現象及在多孔介質中的多相滲流的規律等,有了更深刻的理解,並根據物理模型和數學模型對這些現象由定性進入定量解釋(見油藏數值模擬),試驗和開發了除注水以外提高石油採收率的新技術;④以噴射鑽井和平衡鑽井為基礎的優化鑽井技術迅速發展。鑽井速度有很大的提高。可以打各種特殊類型的井,包括叢式井,定向井,甚至水平井,加上優質泥漿,使
③ 石油開采過程步驟
石油開採的步驟:
1. 利用抽油機和深井泵將地下原油輸送到地面。
2. 通過地面管網將原油輸送到採油中轉站。
3. 中轉站通過加熱爐加溫後,利用離心泵通過長輸管線將原油輸送到聯合站進行進一步處理。
石油是一種深埋在地下的流體礦物。1982年,世界石油產量為2.644億噸,天然氣產量為1582.9億立方米。油氣從儲層流入井底,再從井底上升到井口。
石油和天然氣的開采與數學、力學、地質學、物理學、機械工程、電子學等學科的發展密切相關。石油開采技術的發展可以分為三個階段:
1. 初期階段(19世紀末至20世紀30年代):以利用天然能量開采為主,石油的採收率平均只有15-20%,鑽井深度不大,觀察油藏的手段只有簡單的溫度計、壓力計等。
2. 第二階段(30年代末至50年代末):以建立油田開發的理論體系為標志,包括岩石力學、油藏物理和滲流力學體系的確立,以及人工增補油藏能量的注水開采技術的廣泛應用。
3. 第三階段(60年代至今):以電子計算機和現代科學技術廣泛用於油、氣田開發為標志,開發技術迅速發展,包括油層沉積相模型、放射性測井技術、油氣藏內部多相滲流規律的深入理解、優化鑽井技術、大型酸化壓裂技術的應用等。
海上油氣開發與陸地上的油氣開發類似,但建造採油平台的工程耗資更大,需要進行風險分析,准確選定平台位置和建設規模。海上油田的採油量已達到世界總採油量的20%左右,形成了整套的海上開采和集輸的專用設備和技術。