❶ 我国海洋油气勘探技术有哪些
一、海洋油气勘探技术形成阶段(1991—1995年)
1.含油气盆地资源评价和勘探目标评价技术
在引进和总结国内外油气资源评价方法的基础上,经过科技攻关掌握了一套具有国际先进水平的油气资源评价新方法和盆地模拟技术。首次在国内建立了一套以地震资料解释为基础、结合少量钻井资料的早期油气资源评价流程;研制了国内第一套在NOVA机上实现定位、构造、速度、数据自动分析的流程,初步实现了资料整理自动化;采用了先进的区域地震地层学分析方法和流程,研究各层岩相古地理演化过程;对生烃、排烃等资源定量评价方法有所创新;提出了TTIQ法及计算机程序,采用了圈闭体积模糊数学法、圈闭供油面积及随机运算概率统计等先进的评价方法,充分体现了国内油气资源评价的新水平。
在一维盆地模拟系统基础上,开发多功能的综合盆地模拟系统。系统耦合了断层生长作用、沉积作用、压实作用、流体流动、烃类生成运移,以及地壳均衡作用、岩石圈减薄和热对流等因素,能从动态的发展角度在二维空间上再现盆地构造演化史、沉降史、沉积史、热演化史、油气生排运聚史。主要特点是:正反演结合、与专家系统结合、与平衡剖面结合,来模拟多相运移、运距模拟三维化及三维可视化等。
此外,在国内首度研制成功了PRES油气资源评价专家系统。该系统从功能上由两部分组成:一是凹陷评价,包括地质类比评价、生油条件评价、储层条件评价和油气运聚评价;二是局部圈闭评价,包括油源评价、封闭条件评价、储集条件评价、保存条件评价及综合评价。系统的第二版本实现了运聚评价子系统与盆地模拟系统的挂接,可在三维状态下进行运聚模拟评价。其研制成功开创了专辑系统技术在石油勘探领域的应用,促进了石油地质专家系统技术的发展。
2.海上地震勘探的资料采集、处理、解释技术
海上地震技术是海上油气勘探开发的主要技术,是涉足研究深度、广度最大、最省钱、最适合海上油气勘探的技术。
在地震资料采集方面通过引进技术和装备,实现了双缆双震源地震采集,研究成功了高分辨率地震采集系统,掌握了先进的海上二维、三维数字地震资料采集及极浅海遥测地震资料采集技术,装备了包括一次采集能力可达240道的数字地震记录系统;电缆中的数字罗盘能准确指示电缆的实时位置;三维采集质量控制的计算机系统,可做5条相邻侧线的面元覆盖,并实时显示和不同偏移距的面元显示,装有可进行实时处理和预处理的解编系统;配备了卫星导航接收机和组合导航系统。
在资料处理解释方面,已掌握运用电子计算机进行常规处理和三维资料处理以及特殊处理技术,广泛应用了地震地层学、波阻抗剖面,尤其检测、垂直地震剖面和数据分析等技术;推广应用计算机绘图系统和解释工作站;掌握了地震模式识别和完善的地震储层预测软件;研制开发了面元均化、多次拟合去噪、道内插等配套处理技术。
一些成功的应用技术具体有:QHDK-48道浅水湖泊地震勘探接收系统,已用于我国浅海和湖泊的地震勘探中;三维P-R分裂偏移技术及其在油气勘探开发中的运用,获国家科技进步二等奖,是一项进行三维地震勘探资料叠后偏移处理,提高了三维波场归位精度和断层分辨能力;海洋物探微导航定位资料处理程序系统,有较强的人机对话功能,在VAX机上可读ARGO、GMS、NOR三种格式的野外带,可对高斯、VTM和兰伯特三种不同投影系统数据进行处理;DZRG处理系统实现了国产阵列机MCIAP2801与引进的VAX-11/780机的连接,从而提高了原主机的使用效率,从30%提高到68%,地震资料处理速度提高了60%~70%,为VAX类计算机配接国产AP机开创了一条新路。
这些技术在海上勘探中,得到过广泛的应用,取得了良好的成绩。在南海大气区勘探中,首次使用高分辨率地震采集技术,为东方1-1气田评价提供了可靠有力的资料依据。
3.数控测井与资料分析处理技术
数控测井是当代测井的高新技术,该系统包括地面测量仪器和相应配套井下仪器适用于裸眼井、生产井以及特殊作业井的测井作业,是一套设备齐全、技术先进、适应性广泛的测井系统。
1985年9月,中国海油与国家经济委员会签订了“数控测井系统”科技攻关项目专题合同。1986年5月提出数控测井系统开发可行性方案报告。1991年在胜利油田进行测井作业,该项目难度大、工艺复杂,各项技术指标接近并达到80年代国际先进水平,证明了HCS-87数控测井地面系统工作可靠、预测资料可信。1991年获得中国海油科技进步一等奖,获国家重大技术装备成果二等奖。
由于实行双兼容,在长达5~6年的科研过程中,可以及时把一些阶段成果用于生产,为测井仪器国产化开辟了一条新路。1991年7月,中国海油与西安石油勘探仪器总厂合作完成数控测井地面系统国产化的任务。为了满足南海大气区勘探高温高压测井的需要,中国海油研制成功了耐温230℃、耐压140兆帕的测井仪,其解释效果与斯伦贝谢公司的解释软件达到的效果相同。
4.复杂地质条件下寻找大中型构造油气田的能力
在早期主要盆地油气资源评价、“七五”富生油凹陷研究和“八五”区域地质勘探综合研究的基础上,我国具备了在复杂地质条件下寻找大中型构造油气田的能力。这些油气田的寻找主要依靠盆地地质条件类比、盆地演化史定量分析和多种地球物理资料处理、解释软件的支持,排除了各种地质因素干扰,还地下构造的真实本来面貌,提高了海上自营勘探能力和勘探成功率。
二、高速高效发展海洋石油(1996—2008年)
经过了20多年勘探开发工作,已经深谙我国自然海况条件,需要我们大力开发核心技术,才能高速高效地发展中国海洋石油业。进入“九五”期间我国海洋石油科技发展以实现公司“三个一千万吨”和降低油桶成本为具体目标,进入了高速、高效、跨越式发展的新阶段。
1.“九五”后三年科技工作的重点
1)解决三大难题
(1)海上天然气勘探。
(2)海上边际油田开发。
(3)提高海上油田采收率。
2)开展四项科技基础工作
(1)建立海上石油天然气行业与企业标准。
(2)建立中国海油信息网络上的科技信息子系统。
(3)开展海上油气田钻采工艺基本技术研究。
(4)开展海洋石油改革与高速发展战略软科学研究。
3)攻克八项高新技术
(1)海上天然气田目标勘探技术。
(2)海上地球物理高分辨率、多波技术。
(3)海洋地球物理测井成像技术等。
(其他技术与勘探无关,故此处不详细列出)
由于上述“三四八”科技规划的实施,在海上油气勘探开发生产建设的科技创新中,取得了一大批优异成绩,充分显示了科技进步产业化的巨大威力。
2.“863”海洋石油进入国家高新技术领域
在《海洋探查与资源开发技术主题》的6个课题研究工作中,中国海油技术达到了创新的纪录。分别是:(1)海上中深层高分辨率地震勘探技术;(2)海洋地球物理测井成像技术;(3)高性能优质钻井液及完井液的研制;(4)精确的地层压力预测和监测技术;(5)高温超压测试技术;(6)海底大位移井眼轨道控制技术。
特别的,在“863”计划“九五”期间27项重大项目中,海洋石油的《莺琼大气区勘探关键技术》更为显着。其中的海上中深层高分辨率地震勘探技术、海上高温超压地层钻井技术、海底大位移井钻井技术、海上成像测井技术等取得了举世瞩目的成就。
“863”计划执行16年间取得了一大批具有世界领先水平的研究成果,突破并掌握了一批关键技术,同时培育了一批高技术产业生长点,为传统产业的改造提供了高技术支撑,更为中国高技术发展形成顶天立地之势提供了巨大的动力。
3.“九五”技术创新硕果
海上中、深层高分辨率地震勘探技术跻身前列,研制了海上多波地震勘探设备,打破了国际技术垄断。研制出的框架式多枪相干组合震源、立足于不叠加或少叠加的处理技术、聚束滤波去多次波等技术,均已达到世界先进水平。
成像测井系列仪器达到了国际90年代中期水平,属于国内先进技术。认可的技术创新有:(1)八臂地层倾角测井仪的八臂液压独立推靠技术;(2)高温高压绝缘短节;(3)薄膜应变型井径与压力传感器;(4)多极子声波测井仪的高温高压单极、偶极,斯通利波换能器;(5)高温专用混合厚膜电路芯片;(6)电阻率扫描测井仪的24电扣极板技术;(7)内置电动扶正、八臂独立机械推靠器技术。
解决了高温超压钻井世界性难题的关键技术,包括高温超压钻完井液、精确的地层压力预测和监测技术、高温超压地层测试技术。
确认高温超压环境可以成藏,莺歌海中深层有良好的砂岩储层和封盖层,二号断裂带是断裂继承性发育带,既要重视古近系断裂批复结构的圈闭,又要注意新近系反转构造及砂岩体的勘探。
三、勘探技术分析
1.海洋石油地质研究与评价
富生油凹陷的分析与评价技术说明了我国近海油气资源分布基本规律,也是油气选区的基本依据。中国近海51个主要生油凹陷,经多次评价共筛选出10个富生油凹陷作为勘探重点。富生油凹陷占总储量发现的84%,其中5个凹陷储量发现超过了1亿吨。
气成藏动力学研究系统,在油气勘探实践中形成的石油地质研究系统,它强调了在烃源体和流体输导体系的框架上,用模型研究和模拟研究正、反演油气生成—运移—聚集的全过程,使油气运移——这一石油地质研究中最薄弱的一环有了可操作研究方法和量化表现。该技术不但使中国海油地质研究跨入世界石油地质高新技术前沿,而且在珠江口盆地的实践中,发现了重要的石油勘探新领域。
三维智能盆地与油气成藏动力学模拟系统,中国自主开发的石油地质综合研究计算机工作平台,这套系统突破了许多高难度的技术课题,实现了三维数字化盆地的建立和油气运移、聚集的模拟。
精细层序地层学研究,引进国外先进技术实现成功应用的典范,大大提高了对地下沉积预测的能力,取得了丰富的应用成果。
勘探目标评价与风险分析方法,石油地质软件科学研究的突出成果,它反映了勘探家由“我为祖国献石油”到“股东要我现金流”的观念性的转化。通过规范勘探管理,将单纯追求探井成功率转变成储量替代率、资本化率、桶油发现成本等全面勘探资本运营管理,使探井建井周期缩短2/3,每米探井进尺费用降低40%。
2.海洋石油地震勘探技术
从1962年至今,我国海上地震勘探技术发展已走过40个春秋,从初期光点记录到24位模数转换多缆多源数字磁带记录;从炸药震源到高分辨率相干空气枪阵列震源;从光学6分定位、罗盘导航到DGPS、无线电声呐综合定位导航;从单次二维地震到非线性多次覆盖三维地震;从“一炮定终生”的无处理地震到运算速度达每秒70亿~80亿次的大规模并行数字处理;从二维模拟处理到全三维数字处理;从NMO速度分析和叠加到DMO速度分析和叠加;从二维叠后射线偏移到全三维叠前波动方程时间偏移至全三维叠前深度偏移;从人工解释绘图到人机交互三维可视化解释绘图;从单一的构造解释到构造、地震地层学和岩性地震学综合解释;从单一的纵波地震勘探到转换多波地震勘探;从常规二维地震作业到高分辨率二维至三维地震作业,我国海上地震勘探技术经历了脱胎换骨的变化,基本上达到了与国际先进技术接轨的水平。海洋石油人多年的耕耘,换来了丰硕的成果:查清我国海域区域地质和有利沉积盆地的分布,为勘探指明方向;查明了盆地主要构造带和局部构造的分布,为油气钻探提供了井位;发现了以蓬莱19-3油田为代表的多个亿吨级大油田和以崖城13-1气田为代表的多个大气田;直接使构造和探井成功率不断提高,分别达到53%和49%;为开发可行性研究、建立油气藏模型、编制OPD报告,提供各种主要参数和地质依据。
上述成果充分证明,海洋物探在海洋石油工业发展中起到了先锋作用,其技术发展是海上油气勘探与开发增储上产的重要手段。
3.海洋石油地球物理测井技术
我国海洋地球物理测井技术,是伴随海洋石油勘探开发成长发展起来的。改革开放以前,海上测井作业只能选用陆地上最先进、最可靠的测井仪器进行。到20世纪80年代,利用国家改革开放赋予海洋石油的优惠政策,有计划地引进国外先进技术与管理模式,1981年成立了中国海洋石油测井公司,并直接引进美国西方阿特拉斯CLS-3700多套技术装备。与此同时,在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上,充分利用信息技术的新成果,紧紧抓着技术与学科紧密结合的关键,积极开展数控测井技术研究与开发,逐步形成了研究、制造、作业、解释、培训“五位一体”的机制。先后研制成功HCS-87数控测井和ELIS-I成像测井地面以及部分下井仪器设备。同时,培养了人才、锻炼了队伍,为测井设备的国产化打下了坚实的基础。
4.勘探过程中的海洋环境保护
在开发海上资源的同时也不能忽视海洋环境保护,这是海上油气田勘探开发中不容忽视的一项技术。1996年,中国海洋石油以全新的“健康、安全、环保”理念,实施安全、健康、环保、管理体系,开始步入科技化、规范化、井然有序的法制管理轨道。
安全生产是国家经济建设的重要组成部分,良好的安全生产环境和秩序是经济发展的保障。海洋石油工业有着投资大、技术难度高、环境因素复杂、风险大的特点,一旦出了事故,施救工作非常困难;在小小的平台上,集中了几百套设备和众多人员,一旦发生爆炸起火,人、物将毁于一旦;作业人员日常接触的介质不是易燃,就是易爆,稍有不慎,就会造成海洋环境污染、生态环境损害。因此,加重了安全环保的工作责任,必须建立完善健康安全环保管理体系,才能确保海上油气田安全生产。环境保护贯穿于整个生产过程和生产生活的各个领域,就此建立了完善的健康安全环保机构、安全的法规体系和管理体系,实行全方位、全过程的科学管理。
观测海洋、检测海洋,及时进行海冰、台风、风暴潮、地震等特殊海洋环境的预报,是海洋油气勘探开发生产的不可缺少的条件。为此,开展了广泛深入的观测、监测和预报系统研究及综合、集成、生产应用等工作,形成了海上固定平台水文气象自动调查系统、海洋环境要素数值模拟分析计算和各种灾害监测预报技术,在生产实践中取得了显着成效。
四、发展趋势
随着全球能源需求的不断膨胀,陆上大型油田日益枯竭,于是人们逐渐将目光投向海洋,因为那里有着很多未探明的油气储量。尽管过去由于技术不成熟人们对海洋望而却步,但自深海钻井平台出现后,人类就开始向几百米甚至几千米海洋深处进军。
随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深水的概念和范围不断扩大。90年代末,水深超过300米的海域为深水区。目前,大于500米为深水,大于1500米则为超深水。研究和勘探实践表明,深水区油气资源潜力大,勘探前景良好。据估计,世界海上44%的油气资源位于300米以下的水域。随着未来投资的增加,海上油气储量和产量将保持较快增长。其中,深水油气储量增长尤为显着。到2010年,全球深水油气储量可达到40亿吨左右。
面对如此良好的开发前景,我国海洋石油公司也制定了协调发展、科技领先、人才兴起和低成本等4个发展策略。尽快提高中国海油科技竞争力无疑是其中重要的组成部分。就海洋石油勘探部分,我国通过建立中国海油地球物理勘探等技术,通过技术创新与依托工程有机地衔接,创造条件使其发挥知识和技术创新的重要作用。天然气的勘探也需要进一步解决地球物理识别技术、高温超压气田勘探开发技术、非烃气体分布于工业利用等;深水油田的勘探和开发需要深水地球物理采集和处理、深水钻完井技术、深水沉积扇研究、深水生产平台等多种技术。
我国海洋深水区域具有丰富的油气资源,但深水区域特殊的自然环境和复杂的油气储藏条件决定了深水油气勘探开发具有高投入、高回报、高技术、高风险的特点。发展海洋石油勘探技术需要面对如下问题:
(1)与国外先进技术存在很大差距。截至2004年底,国外深水钻探的最大水深为3095米,我国为505米;国外已开发油气田的最大水深为2192米,我国为333米;国外铺管最大水深为2202米,我国为330米。技术上的巨大差距是我国深水油气田开发面临的最大挑战,因此实现深水技术的跨越发展是关键所在。
(2)深水油气勘探技术。深水油气勘探是深水油气资源开发首先要面对的挑战,包括长缆地震信号测量和分析技术、多波场分析技术、深水大型储集识别技术及隐蔽油气藏识别技术等。
(3)复杂的油气藏特性。我国海上油田原油多具高黏、易凝、高含蜡等特点,同时还存在高温、高压、高CO2含量等问题,这给海上油气集输工艺设计和生产安全带来许多难题。当然,这不仅是我们所面临的问题,也是世界石油界面临的难题。
(4)特殊的海洋环境条件。我国南海环境条件特殊,夏季有强热带风暴,冬季有季风,还有内波、海底沙脊沙坡等,使得深水油气开发工程设计、建造、施工面临更大的挑战。我国渤海冬季有海冰,如何防止海冰带来的危害也一直是困扰科研人员的难题。
(5)深水海底管道及系统内流动安全保障。深水海底为高静压、低温环境(通常4℃左右),这对海上和水下结构物提出了苛刻的要求,也对海底混输管道提出了更为严格的要求。来自油气田现场的应用实践表明,在深水油气混输管道中,由多相流自身组成(含水、含酸性物质等)、海底地势起伏、运行操作等带来的问题,如段塞流、析蜡、水化物、腐蚀、固体颗粒冲蚀等,已经严重威胁到生产的正常进行和海底集输系统的安全运行,由此引起的险情频频发生。
(6)经济高效的边际油气田开发技术。我国的油气田特别是边际油气田具有底水大、压力递减快、区块分散、储量小等特点,在开发过程中往往需要考虑采用人工举升系统,这使得许多国外边际油气田开发的常规技术(如水下生产技术等)面临着更多的挑战,意味着水下电潜泵、海底增压泵等创新技术将应用到我国边际油气田的开发中;同时也意味着,降低边际油气田的开发投资,使这些油气田得到经济、有效的开发,将面临更多的、更为复杂的技术难题。
高科技是海洋油气业的重要特征,海洋油气业的发展正是我国石油能源产业“科技领先战略”的最直接体现。只有坚持自主科技创新,才能不断提高我国海洋油气业的核心竞争力。2004年以来,我国在海洋石油的勘探新领域和新技术、提高采收率、边际油田开发、深水油田开发、重质油综合利用、液化天然气与化工、新能源开发、海外勘探开发等领域实现了一系列突破。
2008年,中国海油两项成果获国家科技进步二等奖。其中一项成果是针对中国南海西部海域所存在的高温超压并存、井壁失稳严重等世界级重大钻井技术难题,研发出一套具有自主知识产权的复杂构造钻井关键技术。截至2008年底,这些技术在南海西部海域7个油田以及北部湾盆地、珠江口盆地、琼东南盆地的探井及评价井共计76口井的钻井作业中得到推广应用,并取得了良好效果。钻井井眼复杂事故率从40%~72%降至5%以下,远低于国际上20%的统计指标,井眼报废率也从5%降至0%,不仅节约了可观的钻井直接成本,而且加快了边际油气田的开发,创造了可观的经济效益。该项技术研究与应用大大提高了中国海油的钻井技术水平,扭转了之前该海域复杂井作业技术依赖外国石油公司的历史。
而经过十多年的自主研究,中国海油开发形成了一整套具有自主知识产权的适合海洋石油开发要求的成像测井系统(ELIS)。这是我国自行研制的第一个满足海上石油测井要求的成套技术装备。该系统的研发和产业化打破了国外测井设备对我国海上和世界石油测井市场的长期垄断。截至2008年底,中国海油累计生产装备10套,总值达5亿元人民币,产品已进入国内外作业市场,年服务收入达3.8亿元人民币,创汇2800万美元,效益显着。
同时,中国海油专利申请量和授权量也已进入稳步增长阶段,截至2008年底,中国海油累计获得授权的有效专利达423项,其中发明专利105项。
2008年,中国海油首次获准承担国家“973”计划课题,实现了科学研究层次的新突破。在国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发”里,中国海油将承担6个项目和两个示范工程。
❷ 科学家用什么方法寻找海底石油
在海上找石油不同于在寻找陆地油气田,陆地找油,有时可以根据一些现象,来做出最初的判断,而海洋石油埋藏在海水覆盖的海底深处,埋深从几百里至几千里,地质勘探人员要通过地球物理勘探等方法,寻找含油气的盆地和地质的构造,并经过海洋钻探,才能发现油气田。
地震勘探是海洋地球物理勘探最经济有效的勘探方法,地震勘探就是通过工人地震产生地震波,传播到海底深部的地层中,当地震波碰到岩层界面及产生反射波,并传回到海洋地震船的接收装置被记录下来,经过计算机处理利到地震反射剖面,地球物理人员对地震剖面进行解释,并编制海洋油气田的最关键的图线,地震构造图,能看见是一回事,而能不能看清又是另一回事,为了精确,海洋地震有较为粗放的二维地震,发展到细化的三维地震,三维数据体可展示地质构造各个侧面的构造形态,可任意选切不同方向地震剖面,三维地震切片如同医院的CT扫描,不仅能看清地下构造的细微变化,还能看到沙体的变化,有时还能到油水界面。
❸ 在海上找石油主要有哪些方法什么叫钻井平台有哪些类型
在海上找石油不同于在寻找陆地油气田,陆地找油,有时可以根据一些现象,来做出最初的判断,而海洋石油埋藏在海水覆盖的海底深处,埋深从几百里至几千里,地质勘探人员要通过地球物理勘探等方法,寻找含油气的盆地和地质的构造,并经过海洋钻探,才能发现油气田.
主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备,以及安全救生和人员生活设施。海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要有自升式和半潜式钻井平台。
①自升式钻井平台。由平台、桩腿和升降机构组成,平台能沿桩腿升降,一般无自航能力。1953年美国建成第一座自升式平台,这种平台对水深适应性强,工作稳定性良好,发展较快,约占移动式钻井装置总数的1/2。工作时桩腿下放插入海底,平台被抬起到离开海面的安全工作高度,并对桩腿进行预压,以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面,拔出桩腿并全部提起,整个平台浮于海面,由拖轮拖到新的井位。
②半潜式钻井平台 。上部 为工作甲板,下部为两个下船体,用支撑立柱连接。工作时下船体潜入水中,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、自持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,工作水深可达900~1200米 。半潜式与自升式钻井平台相比,优点是工作水深大,移动灵活;缺点是投资大,维持费用高,需有一套复杂的水下器具,有效使用率低于自升式钻井平台。
❹ 海底油田很多,该如何才能找到海底油田呢
在深邃的海底,蕴藏着许多石油和天然气。它们不仅被海水覆盖,而且还深藏在海底储油构造里。储油构造往往是呈倒"V"字型的上穹岩层,天然气位于最上层,石油在中层,水在最下层。
为了寻找海底石油和储油构造,科学家每每借助船上的仪:器进行地球物理勘探。简单地说,它就像是为地层作一次透视。
最重要最常用的"透视"方法是地震勘探,它利用在船尾拖曳的电缆发出和接收人工地震波。因为地震波在不一样的地层中传播速度是不同的,在不一样地层的界面上就会形成不同的反射。仪器把接收到的反射波加以放大、分析,就可以知道地层中的情况,把储油构造寻找出来。
另外,物探的"透视"方法还有重力勘探法和磁力勘探法。前者是通过测量地面上各点的重力变化来 探索 地层的情况,后者则是通过测量岩石磁性的变化来了解地层构造。它们也能找出地层中的储油构造。
储油构造找到以后,里面是否有油,有多少油,仍不能完全确定,这时科学家必须通过实地勘探才能知道。因此在进行物探以后,还要进行石油勘探。石油勘探的任务由钻井船或钻井平台承担。在实地,钻井船将长长的钻头伸向海底的储油构造里,从取出的岩芯的分析结果中,可估算出有多少油或天然气,然后确定有没有开采价值。
以前多半使用石油勘探船,它是把钻探设备安装在船上来进行钻探的。由于海上风浪大,船的摇摆往往会使钻探工作无法进行,勘探的结果会受很大影响。
现在多半使用钻井平台。一种是自升
式钻井平台,利用插在海底的桩腿支撑,把平台升至海面以上进行钻探,钻探完毕后平台降至海面,拔起插在海底的桩腿,自航或由拖船拖走至新的井位工作。这种自升式钻井平台因为桩腿的长度有限,所以在较深的海域就无法使用。另一种是半潜式钻井平台,它由水下浮箱、桩腿和水面上的工作甲板三部分组成。由于海面上20~~30 米处波浪十分微弱,所以整个平台比较平稳,勘探的效果也比较理想;更重要的是它不受水深限制,任何海区都可使用。当然,由于海流和风浪的冲击,平台也会移动,这就需要用锚缆把它拉住。
经过多口油井的钻探和岩芯分析,科学家就可以比较准确的得到该海区有多少油气的数据,确认这个地区是否有开采的价值了。
❺ 海里怎么取石油
1、海底石油的生产过程一般分为勘探和开采两个阶段。海上勘探原理和方法与陆地上勘探基本相同,也分普查和勘探两个步骤。方法是以地球物理勘探法和钻井勘探法为主,其任务是探明油气藏构造、含油面源咐积和储量。普查是从地质调查研究入手,主要通过地震、重力和磁力调查法寻找油气构造。在普查的基础上,运用地球物理勘探分析了解海底地下岩层分布、地质构造类型、油气圈闭情况,从而确定勘探井井位。然后,采用钻井勘探法取得地质资料,进行分析评价,确定该地质构造是否含油、含油量及开采价值。
2、海底石油的开采过程包括钻生产井、采油气、集中、处理、贮存及输送等环节。海上石油生产与陆地上石油生产不同的是要求海上油气生产设备体积小、重量轻、自动化程度高、布置集中紧凑。一个全海式的生产处理系统包括:油气计量、油气分离稳定、原油和天然气净化枣樱处理、轻质油回收、污水处理、注水和注气系统、机械采油、天然气压缩、火炬系统、贮油及外输系统等。
3、供海上钻生产井和开采油气的工程措施主要有以下几种:人工岛,多用于近岸浅水中,较经济。固定式采油气平台,其形式有桩式平台(如导管架平台)、拉索塔式平台、重力式平台(钢筋混凝土重力式平台、钢筋混凝土结构混合的重力式平台)。浮式采油气平台,其形式又可分为可迁移式平台(又称活动式平台),如自升式平台、半潜式平台和船式平台(即钻井船);不迁移的浮式平台,如张力式平台、铰接式平台。海底采油装置:采用钻水下井口的办法,将井口安装在海底,开采出的油气用管线直接送往陆上或输入海底集油气设施。
4、供凳裂丛开采生产的油气集中、处理、转输、贮存和外运的工程设施包括:装有集油气、处理、计量以及动力和压缩设备的平台。储油设施,包括海上储油池、储油罐和储油船。海底输油气管线。油气外运码头,包括单点系泊装置和常规的海上码头(有固定式和浮式两种)。
❻ 如何开采海底石油
海上采油可比陆地上苦难的多,海上采油一般是用钻探船。这种船最早出现是在40年代。船表面上像是一个浮在海面的平台,实际上平台是由支柱固定在海底。在平台上安装有钻井。钻井的形状和陆地上的一样。钻完之后,平台可以卸下,移到新的地方安装。现在,出现了一种自航式钻探船,它可以像船一样航行,在深于200米的海域作业。
❼ 世界海洋油气勘探技术有什么
海洋勘探开发始于20世纪初。从那以后,随着技术的进步,深水的定义在不断扩大。在1998年以前,只要离开大陆架即水深大于200米,就认为是深海。1998年以后水深扩大到300米,而现在普遍认为水深大于500米为深水。
技术的进步使得钻井越钻越深。始于20世纪40年代的海上石油工业用了近30年的时间实现了在100米深水区生产油气,又用了20多年达到近2000米深的海域,而最近油气生产已接触3000米深的水域。尤其在钻井、浮式生产系统和海底技术方面的改进和创新,大大降低了深水油气勘探开发的资本支出和作业支出。1998年以来,深水油气勘探开发的平均资本费用呈下降趋势,每桶石油的资本支出已从10年前的6美元/桶下降到现在的不到4美元/桶。深水油气勘探开发项目的综合成本与浅水项目越来越接近。深水油气项目的开发周期(从发现到油气投产)越来越短,20世纪90年代后期发现的油气田一般在5 ~6年投入生产,而10年前至少需要8年时间。随着深水基础设施的不断完善,开发周期还可能进一步缩短。
深海石油的勘探开发是石油工业的一个重要的前沿阵地,是风险极高的产业。虽然国际上诸如北海、墨西哥湾、巴西以及西非等地深海石油开发已经有了极大的发展,但代价是极高的。与大陆架和陆上勘探钻井作业相比,深水作业的施工风险高、技术要求高、成本非常昂贵,因而资金风险也极高。
深海油气资源勘探最直接的风险是极大的施工风险。海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵,技术含量高特别是与陆地结构相比,它所处的海洋环境十分复杂和恶劣。风、海浪、洋流、海冰和潮汐等时时作用于平台结构,同时还受到地震、海啸作用的威胁。在此环境条件下环境腐蚀、海生物附着、地基泥层冲刷和基础动力软化结构材料老化、构件缺陷、机械损伤以及疲劳和损伤累积等不利因素都将导致平台结构构件和整体抗力的衰减,影响结构的服役安全度和耐久性。
虽然深水油气勘探开发的风险很大,但所获得的回报也很大。浅水油气田的总储量虽然仍占主导地位,但主要是与中东一些特大型油田所占的比重有关。然而,深水油气田的平均储量规模和平均日产量都明显高于浅水油气田。因此,尽管深水油田勘探开发费用显着高于浅水,但由于其储量和产量高,使得单位储量的成本并不很高,这才吸引了许多油公司都去深海“寻宝”。
随着海上油气开发的不断发展,海洋石油工程技术发生着日新月异的变化,在深水油气田开发中,传统的导管架平台和重力式平台正逐步被深水浮式平台和水下生产系统所代替,各种类型深水平台的设计、建造技术不断完善。目前,全世界已有2300多套水下生产设施、204座深水平台运行在全世界各大海域,张力腿平台(TLP)最大工作水深已达到1434米,SPAR为2073米,浮式生产储油装置(FPSO)为1900米,多功能半潜式平台达到1920米以上,水下作业机器人(ROV)超过3000米,采用水下生产技术开发的油气田最大水深为2192米,最大钻探水深为3095米。
与此同时,深水钻井装备和铺管作业技术也得到迅速发展,全世界已有14艘在役钻探设施具备进行3000米水深钻探作业能力,第5代、第6代深水半潜式钻井平台和钻井船已在建造中。第6代深水钻井船的工作水深将达到3658米,钻井深度可达到11000米;深水起重铺管船的起重能力达到14000吨,水下焊接深度为400米,水下维修深度为2000米,深水铺管长度达到12000千米。
国际上地震技术发展迅速,先进的计算机大量投入使用,目前可视化、虚拟现实技术等已经初步实现:Landmark公司研制了3DVI和Voxcube等三维体积解释软件和立体动画软件;Geoquest研制了GeoViz人机交互性三维解释软件;Paradigm公司研制了VoxelGeo;DGI公司研制了EarthVision;Photo公司研制了3Dviz三维可视化软件。
在虚拟现实方面,ARCO公司和Norsk Hydro公司开发建立了沉浸式虚拟现实系统,Texaco公司开发建立了虚拟现实可视厅,Alternate Realities股份有限公司开发建立了可视穹(VisionDome),美国SGI公司建立了一个专门的演示厅,IBM公司开发建立了可以用来再现4D地震油藏模拟现实的虚拟现实系统,斯伦贝谢的Geoquest公司等目前也在开发虚拟现实系统等。
在地震属性获取方面,国际上从60年代的直接烃类检测、亮点,到70年代的瞬时属性或复数道分析,80年代的多属性分析,直至90年代的多维属性(如倾角、方位和相干等)分析。目前,从地震资料里获取有关时间、振幅、频率、吸收衰减等方面的地震属性已多达70多种,包括了运动学和动力学属性、几何属性以及物理属性等。
国外地球物理研究关注的热点:国外石油地球物理勘探以海上地震勘探技术研究最具代表性。一方面墨西哥湾、北海具有典型的勘探复杂性;另一方面美国、英国等国家科技发达、人才济济,其地球物理理论与技术水平基本代表国际现状。墨西哥湾、北海的勘探目标主要是盐丘及其周边地层、裂隙油气藏、老油田剩余油分布,主要面临四个理论与技术问题:(1)复杂介质中地震波传播理论及正演模拟;(2)盐丘构造的地震成像;(3)信噪比提高与弱信号提取;(4)复杂储层与油气识别。围绕着这三方面,国外地球物理理论技术发展迅速。
❽ 海上石油是如何开采的
海上油气开发 海上油气开发与陆地上的没有很大的不同,只是建造采油平台的工程耗资要大得多,因而对油气田范围的评价工作要更加慎重。要进行风险分析,准确选定平台位置和建设规模。避免由于对地下油藏认识不清或推断错误,造成损失。60年代开始,海上石油开发有了极大的发展。海上油田的采油量已达到世界总采油量的20%左右。形成了整套的海上开采和集输的专用设备和技术。平台的建设已经可以抗风、浪、冰流及地震等各种灾害,油、气田开采的水深已经超过200米。
当今世界上还有不少地区尚未勘探或充分勘探,深部地层及海洋深水部分的油气勘探刚刚开始不久,还会发现更多的油气藏,已开发的油气藏中应用提高石油采收率技术可以开采出的原油数量也是相当大的;这些都预示着油、气开采的科学技术将会有更大的发展。
石油是深埋在地下的流体矿物。最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油,把可燃气体称天然气,把固态可燃油质矿物称沥青。随着对这些矿物研究的深入,认识到它们在组成上均属烃类化合物,在成因上互有联系,因此把它们统称为石油。1983年9月第11次世界石油大会提出,石油是包括自然界中存在的气态、液态和固态烃类化合物以及少量杂质组成的复杂混合物。所以石油开采也包括了天然气开采。
石油在国民经济中的作用 石油是重要能源,同煤相比,具有能量密度大(等重的石油燃烧热比标准煤高50%)、运输储存方便、燃烧后对大气的污染程度较小等优点。从石油中提炼的燃料油是运输工具、电站锅炉、冶金工业和建筑材料工业各种窑炉的主要燃料。以石油为原料的液化气和管道煤气是城市居民生活应用的优质燃料。飞机、坦克、舰艇、火箭以及其他航天器,也消耗大量石油燃料。因此,许多国家都把石油列为战略物资。
20世纪70年代以来,在世界能源消费的构成中,石油已超过煤而跃居首位。1979年占45%,预计到21世纪初,这种情况不会有大的改变。石油制品还广泛地用作各种机械的润滑剂。沥青是公路和建筑的重要材料。石油化工产品广泛地用于农业、轻工业、纺织工业以及医药卫生等部门,如合成纤维、塑料、合成橡胶制品,已成为人们的生活必需品。
1982年世界石油产量为26.44亿吨,天然气为15829亿立方米。1973年以来,三次石油涨价和1982年的石油落价,都引起世界经济较大的波动(见世界石油工业)。
油气聚集和驱动方式 油气在地壳中生成后,呈分散状态存在于生油气层中,经过运移进入储集层,在具有良好保存条件的地质圈闭内聚集,形成油气藏。在一个地质构造内可以有若干个油气藏,组合成油气田。
储层 贮存油气并能允许油气流在其中通过的有储集空间的岩层。储层中的空间,有岩石碎屑间的孔隙,岩石裂缝中的裂隙,溶蚀作用形成的洞隙。孔隙一般与沉积作用有关,裂隙多半与构造形变有关,洞隙往往与古岩溶有关。空隙的大小、分布和连通情况,影响油气的流动,决定着油气开采的特征(见石油开发地质)。
油气驱动方式 在开采石油的过程中,油气从储层流入井底,又从井底上升到井口的驱动方式。主要有:①水驱油藏,周围水体有地表水流补给而形成的静水压头;②弹性水驱,周围封闭性水体和储层岩石的弹性膨胀作用;③溶解气驱,压力降低使溶解在油中的气体逸出时所起的膨胀作用;④气顶驱,存在气顶时,气顶气随压力降低而发生的膨胀作用;⑤重力驱,重力排油作用。当以上天然能量充足时,油气可以喷出井口;能量不足时,则需采取人工举升措施,把油流驱出地面(见自喷采油法,人工举升采油法)。
石油开采的特点 与一般的固体矿藏相比,有三个显着特点:①开采的对象在整个开采的过程中不断地流动,油藏情况不断地变化,一切措施必须针对这种情况来进行,因此,油气田开采的整个过程是一个不断了解、不断改进的过程;②开采者在一般情况下不与矿体直接接触。油气的开采,对油气藏中情况的了解以及对油气藏施加影响进行各种措施,都要通过专门的测井来进行;③油气藏的某些特点必须在生产过程中,甚至必须在井数较多后才能认识到,因此,在一段时间内勘探和开采阶段常常互相交织在一起(见油气田开发规划和设计)。
要开发好油气藏,必须对它进行全面了解,要钻一定数量的探边井,配合地球物理勘探资料来确定油气藏的各种边界(油水边界、油气边界、分割断层、尖灭线等);要钻一定数量的评价井来了解油气层的性质(一般都要取岩心),包括油气层厚度变化,储层物理性质,油藏流体及其性质,油藏的温度、压力的分布等特点,进行综合研究,以得出对于油气藏的比较全面的认识。在油气藏研究中不能只研究油气藏本身,而要同时研究与之相邻的含水层及二者的连通关系(见油藏物理)。
在开采过程中还需要通过生产井、注入井和观察井对油气藏进行开采、观察和控制。油、气的流动有三个互相联接的过程:①油、气从油层中流入井底;②从井底上升到井口;③从井口流入集油站,经过分离脱水处理后,流入输油气总站,转输出矿区(见油藏工程)。
石油开采技术
测井工程 在井筒中应用地球物理方法,把钻过的岩层和油气藏中的原始状况和发生变化的信息,特别是油、气、水在油藏中分布情况及其变化的信息,通过电缆传到地面,据以综合判断,确定应采取的技术措施(见工程测井,生产测井,饱和度测井)。
钻井工程 在油气田开发中,有着十分重要的地位,在建设一个油气田中,钻井工程往往要占总投资的50%以上。一个油气田的开发,往往要打几百口甚至几千口或更多的井。对用于开采、观察和控制等不同目的的井(如生产井、注入井、观察井以及专为检查水洗油效果的检查井等)有不同的技术要求。应保证钻出的井对油气层的污染最少,固井质量高,能经受开采几十年中的各种井下作业的影响。改进钻井技术和管理,提高钻井速度,是降低钻井成本的关键(见钻井方法,钻井工艺,完井)。
采油工程 是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升可以依靠地层的能量自喷,也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举出。各种有效的修井措施,能排除油井经常出现的结蜡、出水、出砂等故障,保证油井正常生产。水力压裂或酸化等增产措施,能提高因油层渗透率太低,或因钻井技术措施不当污染、损害油气层而降低的产能。对注入井来说,则是提高注入能力(见采油方法,采气工艺,分层开采技术,油气井增产工艺)。
油气集输工程 是在油田上建设完整的油气收集、分离、处理、计量和储存、输送的工艺技术。使井中采出的油、气、水等混合流体,在矿场进行分离和初步处理,获得尽可能多的油、气产品。水可回注或加以利用,以防止污染环境。减少无效损耗(见油田油气集输)。
石油开采中各学科和工程技术之间的关系见图。
石油开采
石油开采技术的发展 石油和天然气的大规模开采和应用,是近百年的事。美国和俄国在19世纪50年代开始了他们各自的近代油、气开采工业。其他国家稍晚一些。石油开采技术的发展与数学、力学、地质学、物理学、机械工程、电子学等学科发展有密切联系。大致可分三个阶段:
初期阶段 从19世纪末到20世纪30年代。随着内燃机的出现,对油料提出了迫切的要求。这个阶段技术上的主要标志是以利用天然能量开采为主。石油的采收率平均只有15~20%,钻井深度不大,观察油藏的手段只有简单的温度计、压力计等。
第二阶段 从30年代末到50年代末,以建立油田开发的理论体系为标志。主要内容是:①形成了作为钻井工程理论基础的岩石力学;②基本确立了油藏物理和渗流力学体系,普遍采用人工增补油藏能量的注水开采技术。在苏联广泛采用了早期注水保持地层压力的技术,使石油的最终采收率从30年代的15~20%,提高到30%以上,发展了以电测方法为中心的测井技术和钻4500米以上的超深井的钻井技术。在矿场集输工艺中广泛地应用了以油气相平衡理论为基础的石油稳定技术。基本建立了与油气田开发和开采有关的应用科学和工程技术体系。
第三阶段 从60年代开始,以电子计算机和现代科学技术广泛用于油、气田开发为标志,开发技术迅速发展。主要方面有:①建立的各种油层的沉积相模型,提高了预测储油砂体的非均质性及其连续性的能力,从而能更经济有效地布置井位和开发工作;②把现代物理中的核技术应用到测井中,形成放射性测井技术,与原有的电测技术, 加上新的生产测井系列,可以用来直接测定油藏中油、气、水的分布情况,在不同开发阶段能采取更为有效的措施;③对油气藏内部在采油气过程中起作用的表面现象及在多孔介质中的多相渗流的规律等,有了更深刻的理解,并根据物理模型和数学模型对这些现象由定性进入定量解释(见油藏数值模拟),试验和开发了除注水以外提高石油采收率的新技术;④以喷射钻井和平衡钻井为基础的优化钻井技术迅速发展。钻井速度有很大的提高。可以打各种特殊类型的井,包括丛式井,定向井,甚至水平井,加上优质泥浆,使钻井过程中油层的污染降到最低限度;⑤大型酸化压裂技术的应用使很多过去没有经济价值的油、气藏,特别是致密气藏,可以投入开发,大大增加了天然资源的利用程度。对油井的出砂、结蜡和高含水所造成的困难,在很大程度上得到了解决(见稠油开采,油井防蜡和清蜡,油井防砂和清砂,水油比控制);⑥向油层注蒸汽,热采技术的应用已经使很多稠油油藏投入开发;⑦油、气分离技术和气体处理技术的自动化和电子监控,使矿场油、气集输中的损耗降到很低,并能提供质量更高的产品。
靠油藏本身或用人工补给的能量把石油从井底举升到地面的方法。19世纪50年代末出现了专门开采石油的油井。早期油井很浅,用吊桶汲取。后来井深增加,采油方法逐渐复杂,分为自喷采油法和人工举升采油法两类,后者有气举采油法和泵抽采油法(又称深井泵采油法)两种。
自喷采油法: 当油藏压力高于井内流体柱的压力,油藏中的石油通过油管和采油树自行举升至井外的采油方法。石油中大量的伴生天然气能降低井内流体的比重,降低流体柱压力,使油井更易自喷。油层压力和气油比(中国石油矿场习称油气比)是油井自喷能力的两个主要指标。
油、气同时在井内沿油管向上流动,其能量主要消耗于重力和摩擦力。在一定的油层压力和油气比的条件下,每口井中的油管尺寸和深度不变时,有一个充分利用能量的最优流速范围,即最优日产量范围。必须选用合理的油管尺寸,调节井口节流器(常称油嘴)的大小,使自喷井的产量与油层的供油能力相匹配,以保证自喷井在最优产量范围内生产。
为使井口密封并便于修井和更换损坏的部件,自喷井井口装有专门的采油装置,称采油树(见彩图)。自喷井的井身结构见图。自喷井管理方便,生产能力高,耗费小,是一种比较理想的采油方法。很多油田都采取早期注水、注气(见注水开采)保持油藏压力的措施,延长油井的自喷期。
人工举升采油法: 人为地向油井井底增补能量,将油藏中的石油举升至井口的方法。随着采出石油总量的不断增加,油层压力日益降低;注水开发的油田,油井产水百分比逐渐增大,使流体的比重增加,这两种情况都使油井自喷能力逐步减弱。为提高产量,需采取人工举升法采油(又称机械采油),是油田开采的主要方式,特别在油田开发后期,有泵抽采油法和气举采油法两种。
气举采油法: 将天然气从套管环隙或油管中注入井内,降低井中流体的比重,使井内流体柱的压力低于已降低了的油层压力,从而把流体从油管或套管环隙中导出井外。有连续气举和间歇气举两类。多数情况下,采用从套管环隙注气、油管出油的方式。气举采油要求有比较充足的天然气源;不能用空气,以免爆炸。气举的启动压力和工作压力差别较大。在井下常需安装特制的气举阀以降低启动压力,使压缩机在较低压力下工作,提高其效率,结构和工作原理见图。在油管外的液面被压到气举阀以下时,气从A孔进入油管,使管内液体与气混合,喷出至地面。管内压力下降到一定程度时,油管内外压差使该阀关闭。管外液面可继续下降。油井较深时,可装几个气举阀,把液面降至油管鞋,使启动压力大为降低。
气举采油法:
气举井中产出的油、气经分离后,气体集中到矿场压缩机站,经过压缩送回井口。对于某些低产油井,可使用间歇气举法以节约气量,有时还循环使用活塞气举法。
气举法有较高的生产能力。井下装置简单,没有运动部件,井下设备使用寿命长,管理方便。虽然压缩机建站和敷设地面管线的一次投资高,但总的投资和管理费用与抽油机、电动潜油泵或水力活塞泵比较是最低的。气举法应用时间较短,一般为15~30%左右;单位产量能耗较高,又需要大量天然气;只适用于有天然气气源和具备以上条件的地区内有一定油层压力的高产油井和定向井,当油层压力降到某一最低值时,便不宜采用;效率较低。
泵抽采油法: 人工举升采油法的一种(见人工举升采油法)。在油井中下入抽油泵,把油藏中产出的液体泵送到地面的方法,简称抽油法。此法所用的抽油泵按动力传动方式分为有杆和无杆两类。
有杆泵 是最常用的单缸单作用抽油泵(图1),其排油量取决于泵径和泵的冲程、冲数。有杆泵分杆式泵、管式泵两类。一套完整的有杆泵机组包括抽油机、抽油杆柱和抽油泵(图2)。
泵抽采油法 泵抽采油法
抽油机主要是把动力机(一般是电动机)的圆周运动转变为往复直线运动,带动抽油杆和泵,抽油机有游梁式和无游梁式两种。前者使用最普遍,中国一些矿场使用的链条抽油机属后一种(见彩图)。抽油杆柱是连接抽油机和抽油泵的长杆柱,长逾千米,因交变载荷所引起的振动和弹性变形,使抽油杆悬点的冲程和泵的柱塞冲程有较大差别。抽油泵的直径和冲程、冲数要根据每口油井的生产特征,进行设计计算来优选。在泵的入口处安装气体分离装置——气锚,或者增加泵的下入深度,以降低流体中的含气量对抽油泵充满程度(即体积效率)的影响。
泵抽采油法
有杆泵是一个自重系统,抽油杆的截面增加时,其载荷也随着增大。各种材质制成的抽油杆的下入深度,都是有极限的,要增加泵的下入深度,主要须改变抽油杆的材质、热处理工艺和级次。根据抽油杆的弹性和地层流体的特征,在选择工作制度时,要选用冲程、冲数的有利组合。有杆泵的工作深度在国外已超过 3000m,抽油机的载荷已超过25t,泵的排量与井深有关,有些浅井日排量可以高达400m3,一般中深井可达200m3,但抽油井的产量主要根据油层的生产能力。有杆抽油机泵组的主要优点是结构简单,维修管理方便,在中深井中泵的效率为50%左右,适用于中、低产量的井。目前世界上有85%以上的油井用机械采油法生产,其中绝大部分用有杆泵。
无杆泵 适用于大产量的中深井或深井和斜井。在工业上应用的是电动潜油泵、水力活塞泵和水力喷射泵。
电动潜油泵 是一套多级离心泵和电动机直接连接的机泵组。由动力电缆把电送给井下的电机以驱动离心泵,把井中的流体泵送到地面,由于机泵组是在套管内使用,机泵的直径受到限制,所以采取细长的形状(图3)。为防止井下流体(特别是水)进入电枢使电机失效,需采取特殊的密封装置,并在泵和电动机的连接部位加装保护器。泵的排量受井眼尺寸的限制,扬程决定于泵的级数,二者都取决于电动机的功率。电动潜油泵适用于中、高产液量,含气和砂较少的稀油或含水原油的油井。一般日排量为100~1000m3、扬程在2000m以内时,效率较高,可用于斜井。建井较简单,管理方便,免修期较长,泵效率在60%左右;但不适用于高含气的井和带腐蚀性流体的井,下井后泵的排量不能调节,机泵组成本较高,起下作业和检修都比较复杂。
泵抽采油法
水力活塞泵 利用地面泵注入液体驱动井下液压马达带动井下泵,把井下的液体泵出地面。水力活塞泵的工作原理与有杆泵相似,只是往复运动用液压马达和换向阀来实现(图 4)。水力活塞泵的井下泵有单作用和双作用两种,地面泵都用高压柱塞泵。流程有两种:①开式流程。单管结构,以低粘度原油为动力液,既能减少管道摩擦阻力,又可降低抽出油的粘度,并与采出液混在一起采出地面。②闭式流程。用轻油或水为动力液,用水时要增添润滑剂和防腐剂,自行循环不与产出的液体相混,工作过程中只需作少量的补充。水力活塞泵可以单井运转,也可以建泵组集中管理,排量适应范围宽,从每日几十到上千立方米等,适用于深井、高扬程井、稠油井、斜井。优点是可任意调节排量,起下泵可不起油管,操作和管理方便。泵效率可达85%以上。缺点是地面要多建一条高压管线,动力液要处理,增加了建井和管理成本。
泵抽采油法
水力射流泵 带有喷嘴和扩散器的抽油泵(图5)。水力射流泵没有运动零件,结构简单,成本低,管理方便,但效率低,不高于30~35%,造成的生产压差太小,只适用于高压高产井。一般仅在水力活塞泵的前期即油井的压力较高、排量较大时使用;当压力降低、排量减少时,改用水力活塞泵。