‘壹’ 什么是石油钻井
地质工作者用地震和其他地球物理方法进行地质普查，初步判明可能含有油气的构造位置后，必须通过打探井穿透油气层的方法予以验证。此外，还可在钻井过程中利用各种录井方法和地球物理测井方法最终确定含油面积、油藏储量、地层压力、地层岩石物性等地质要素，为油气田的开发提供可靠的依据。油气井是石油和天然气从地下流到地面的通道。要尽可能多地开采出地下石油，就必须在油气田开发过程中钻足够数量的生产井。此时钻井任务完成的好坏，直接关系到油气田的高产、稳产。
油气田开发后期，地层压力下降，油气产量减少，需要钻相当数量的注水井。以便采用注水的方法补充地层能量，恢复地层压力。某些生产井由于各种原因，如固井质量、开发设计问题等，成为死井、废井，还需钻一批调整井，使整个区块的开发方案更趋合理。
由此可见，在油气田的整个勘探、开发、建设和生产阶段中，都需进行大量的钻井工作。钻井的数量、速度与钻井质量的好坏，一方面要影响每一阶段任务的完成；另一方面也将影响整个油气田的开发速度和水平。只有多打井、快打井、打好井、取全取准各项资料，才能获得油气田勘探与开发的高速度与高水平。
石油和天然气的开采过程，是人用机器对地层作斗争的过程。在这个过程中，地层是客观存在的，是了解和改造的对象；机器是了解和改造地层的工具；钻井方法是手段。石油工业所钻的油气井，浅者千米左右，深者万米以上。地层情况千变万化，看不见，摸不着。许多在地面上看来简单的事，到了地下就变得不那么简单了。钻井深度越大，井下温度、压力越大，施工难度就越大，工艺技术就越复杂，所需的科学知识就越多，代表的技术水平就越高。国际上常把石油产量和钻井深度作为衡量一个国家石油工业水平的主要标准。因此，人们常把钻井比喻成石油工业发展的火车头。
‘贰’ 原油是怎样开采出来的
经过了大量的勘探研究，一旦确定油气田有工业开采价值，就要进行开发、采出石油的工作。要使石油和天然气流到地表，首先要打好钻井。经过地质勘探和开发人员的艰苦劳动和研究，找到了地下的油气藏，确定了打井的位置、数量和深度，钻井工人就要在定好的井位上钻井。目前常用的钻井技术是转盘（旋转）钻井。它由一套地面设备（包括钻机、井架）和一套提升系统及钻杆、钻具和钻头等组成。通过提升系统将钻具提起、放下，靠转盘转动带动钻具转动，再转动钻头破碎岩石。被破碎的岩石碎屑被泥浆泵带人井内的泥浆循环再带到地面。钻头磨损了，就再将钻具提上来，更换新钻头，放入井底再次钻进，直至目的层。这是目前世界上使用得最广泛的钻井方法。在钻进的过程中，要及时地在钻孔中安置一根叫套管的钢管，并用水泥封固在通道井壁上，防止地层坍塌。套管的口径向下逐渐变细，在套管中间再下一根引油钢管，叫油管。地面井口上还要安装一套井口设备，上面布满了各种压力阀门和各个方向的管线，很像一棵树，所以人们叫它“采油树”。
是否能把原油从地下采到地面来，还取决于地下油层压力的大小。我国大庆、胜利、辽河、塔里木、大港等油田的许多油藏的地下油层压力都很大，只要一打开采油树的闸门，地下的石油和天然气就会不停地往外喷，这就是“自喷井”。现在世界上60％—72％的石油是靠自喷井采出来的。有的自喷井最高日产量可达万吨以上。
地下深处的石油能从钻井中源源不断地喷出，除了充足的油源，还要使油层中有足够大的地层压力。石油原来所埋藏的地层深处有来自上覆岩层和地层水的巨大压力。钻井打开油层之前，压力处于平衡状态。一旦油层之上的地层被打开一条“烟囱”，这种平衡就被打破了，石油就会从井的四周向压力突然降低的油井底部流动。另外，石油中还常常含有许多天然气，它和石油在地层中几乎密不可分，就好像一个装满汽水的瓶子，钻井就像是打开了汽水瓶的盖子，油层里的石油随着溶解气体的膨胀，先涌向井孔，然后由井筒喷出井口。
经过一段时间的自喷以后，由于地层压力降低，油井的喷力就会慢幔下降，以后就会喷喷停停，最后就无法自喷了。目前国内外维持油层压力的最常用也最有效的方法是“以水驱油”的注水开采法，就是把水从另外的一些钻井中打到油层下面，用水补充由于石油开采而留下的空间，从而保持地层的压力，这是使油井顺利产油、保持自喷的关键。我国大庆油田采取的早期内部注水开发措施，使油层压力长期保持不变。有的开发区虽已开采了20余年，油层压力不但未下降，还有上升的趋势，使油田的开发达到了国际先进水平。
有的油田从刚一开始采油就无法自喷。造成这种现象的原因有多种，比如地下油层压力
‘叁’ 大量的石油从地底被开采，是否会影响到地球内部结构
石油从地下源源不断地开采，长期采下去是不会影响到地球内部结构的。毕竟在石油开采过程中，以现在开采石油设备的能力，钻井的深度很难达到地球内部，甚至连地球表面的深度都达不到。
整体来看，石油从地下源源不断开采，长期下去对地球内部结构也没有影响的。再加上现阶段开采石油所采用的方法也是完善的，大家担心对地球内部产生危害是没有必要的。如果从最初石油开发到现在为止计算已经很多年了，从来也没有发生过影响地球内部结构的事件。只是在此呼吁石油开发需要遵守相关法律法规，不能非法无节制开采。如果盲目无节制非法开采石油，影响到的不是地球内部结构，会造成资源的浪费和威胁到地表建筑的安全需杜绝！
‘肆’ 开采石油时，为何要在油井上方“点火”“伴生气”了解一下
自从石油的 不可再生性 和 利用价值 得到肯定之后，世界范围内关于石油的争端就变得越来越多，像海湾战争、中东战争都是典型代表。
石油似乎真的有一种魔力，使得世界各国都为之疯狂。一切真的如基辛格所言，在现今世界格局下， 石油与权力、货币之间有着密切的联系 。
可以说，石油离我们普通人的生活很近又很远，为什么这么说呢？一方面，石油及其衍生加工产品存在于我们的日常生活中；另一方面， 开采石油的油田大多地处荒漠，生活在城市中的我们鲜少有机会可以看到 。
不过大部分人还是在电视上看到过石油开采过程的，其中却有个迷惑行为使人不解，那就是 开采石油时，人们往往要在油井的上方点火 。
石油是 当今世界各国竞争的主要资源之一 ，可以说它作为一种 战略储备 关系到了 国家的生存发展的“命脉” 。虽然它在政治、经济当中充当着“神”一样的角色，但实质上它只是一种 固态、液态和气态的烃类混合物 而已。
我们理解中的石油，大多是加油站里油箱里的粘稠液体，这种理解过于片面，因为石油可以分为很多种形式，比如 原油、天然气液、天然气和天然焦油 等等，它们都属于石油。这种黑色的液体黄金也被叫做 “工业的血液” ，其主要构成成分是环烷烃、芳香烃和烷烃等等。
石油的颜色其实有很多种 ，比如金黄、墨绿、深褐色、黒褐𫚉等等，大家经常看到的只是其中一类。根据相关史料记载，石油其实很早就被人类发现并且使用了，最早可以追溯到 古巴比伦和古埃及时期 。那时的人类就已经能够开采和利用石油了，十分神奇。
值得一提的是，统计石油的单位有很多种，比如加仑、升、吨等等，最常用的还是 桶 。 一桶等于42加仑 ，也就是等于158.99升，而 一吨则约等于7桶 。
石油的密度大约为 0.8到1.0g/cm³ ，其 凝固点的差异 很大，在 30 到-60 之间不等 ，沸点的范围则在常温到500 以上的范围内。大家在生活当中见到的多为加工过的石油，而 油井开采的是原油 。原油就是石油埋藏在地底时本来的样子，保持着原有的化学和物理形态，属于 初级产品 。
因石油埋藏在地下的缘故，人类想要开采它就和开采地下水的方式类似，简单来说就是 “钻井” 。当勘探考察完某地的石油储备之后，再经过综合考量和部署后就会展开钻井工作，可以说 钻井是开采石油当中最为重要的手段 。钻井的次数根据地层情况的不同有所变化， 钻井工程的耗资常常占到总投入的50％以上 。
通过以上我们对石油及其开采有了大致的认识，那么为什么在开采石油时，一定要在油井上方点火？那些燃烧的火炬到底有什么作用呢？
诚然，作为没有石油及勘探专业知识的普通人，我们看不懂油井上方的点火操作也是正常的。为此，不少专家和油田工人专门出面进行了解答，表示 大家不用担心这种行为会造成爆炸或者有什么危险性，一切操作都是有科学依据、安全可靠的 。
还记得我们在上文中提到了石油的定义吗？它并非是单纯的“液体”，而是一种 气态、液态和固态共同构成的混合物 ，油井从地底开采出的原油更是保持了其原有的性质。
因此，在油井上方点火并不是为了燃烧石油液态或者固态的部分，而是要 燃烧伴随着它一起出现的气体 。专家称，这种气体在专业上被称为 “伴生气” ，这种伴生气往往会随着石油一起 从井口当中逸出 。
所以，大家现在应该明白了，油田当中一直燃烧着的火炬实际上是在燃烧这些伴生气体，而在油井上方点火的操作也并不是什么迷惑行为。这种燃烧伴生气体的方法， 不仅确保了石油开采的安全，还提高了经济效益 。
这些伴生气当中的成分十分多样，比如有甲烷、乙烷，此外 可能还含有液态烃、二氧化碳、硫化氢等各种杂质 。假如这些气体直接排入到空气当中，才是真正的隐患，因为它们在上空 一旦遇见一点儿小火星就能立即燃烧发生爆炸 ，从而 威胁到采油工人的生命安全 。所以，点火的操作恰恰是“防患于未然”，防止它们直接进入大气。
此外，这种行为也从侧面为开采省下了不少钱。可能会有人想， 为什么不将这些气体收集起来呢？ 毕竟里面还有天然气呢，如果将其收集开发不是能获得更大的经济效益吗？
这种想法没错，但是 只适用于含硫量较大的油田 ，对于其他类型的油田以及规模较小的油田都不适用，因为 开发的效益远远低于直接燃烧获得的效益 。
毕竟如何收集气体并且开发利用需要经过比较复杂的程序，并不是我们想象当中的那么简单。国家在综合考量之下，会 选择在适宜收集开发伴生气的油田进行实验 ，这类创新火炬项目目前在不少油田当中都有出现。
油田伴生气不仅具有燃烧性，还具有 腐蚀性、毒性 。伴生气的性质 根据地理位置的不同，也会表现出不同的特点 。
在大型油田当中的伴生气大多是 通过管网直接进入 ，这类伴生气的气体含量很大，还与附近的管网相连，经过处理之后比较 容易输送至别的地方 。还有一种伴生气则是从边远处零散的油井当中逸出的，这种伴生气 不仅分量少而且分布过于分散，附近也无连通管道，并不利于处理收集 。
总的来说， 伴生气能否开发利用是由它的性质所决定的 。一般来说 边远井区的零散伴生气不属于收集开采范畴 ，因为这类气体不仅分量少还不稳定，并不具备经济效益。与之相对的另一种伴生气则可以收集开发，目前这类油田当中的伴生气开发正在进行当中。
随着油田数量的增加以及大型油田的出现和开发， 创新改建“火炬”燃烧 ，综合利用油田伴生气成为了专家们关注和研究的问题。经过不断地深入，他们 将伴生气的类型再次细分，针对每一种都提出了专用的回收方法 。
比如说针对“井口套管气”这种类型，可以 在套管上面直接安装气体压力单向泄放装置 ，这类定压阀在西峰油田被广泛使用，取得了不错的效果。对接转站、增压点等密闭型站点的伴生气则通过 不增压分输技术、油气混输技术 等方式进行收集利用。
至于产气量巨大的大型联合站，大多会使用 使用油罐抽气技术和原油稳定技术 ，像油罐抽气技术适用于大多数站场的油罐挥发气回收，不仅能够有效收集，还能够 减少油罐内壁腐蚀性 。
当通过以上各种技术将油田的伴生气收集以后，就要根据它们的性质来确定利用它们的途径了。目前来说，主要将这些伴生气用作于 燃料、发电 等领域。伴生气可以作为 燃料气 用于油田站点或者基地附近的 生活供气 ，其使用方式根据油田的伴生气含量大小而变化。
至于利用伴生气发电则是更常见的一类综合利用方式，不少油田为此装置了多台 燃气发电机组 ，通过发电机的动能转化成电能。如果油田的规模很大，还能 在附近建立发电站，利用伴生气进行发电，再将产生的电用于石油基地 ，做到真正的自给自足。
从相关的报道来看， 将油井伴生气从燃烧转化为电能的综合利用方式 已经在我国不少油田当中被 推广使用 。
比如长庆油田，这里采油一厂的负责人在采访中就介绍到，过去燃烧废气的火炬现在已经很少出现了，因为他们已经将废气 “变废为宝” 。这种变废为宝的方式就是 发电 ，自2007年时，这里就已经设置了 32个燃气发电井组 ，共拥有 燃气发电站11座 ，这样的综合利用使得采油一厂的 经济效益增加了3200万元 。
盘古梁油田同样也对油田伴生气进行了综合利用， 熄灭了这些烧钱的火炬之后，从前的废气变成了现在不可或缺的“宝贝” 。
不论是燃烧还是收集，都是专业人员根据当地的实际情况进行考察商议之后作出的决定。我国现在正积极推广火炬的改建和油田伴生气的利用，因为根据不少油田的试点情况来看， 油田伴生气的开发利用前景还是比较广阔的 ，如果能够有效开发，能将其从废气变为清洁能源。
并且，从环保方面来说，收集肯定比直接燃烧的方式更高， 燃烧之后的部分气体还是有害的，长此以往这些气体进入大气会造成雾霾等空气污染现象 。所以将油田伴生气从直接燃烧转变为收集利用，是未来石油开发当中的关键事情。
大家都期待着一个个火炬能够逐渐熄灭，我国的石油开采必然能在科学的决策之下得到 创新和进步 。
‘伍’ 人类不停地从地下抽走石油，不怕采空了之后，土地坍塌吗
据国外媒体报道，沙特国家石油公司每天生产石油的能力是1000万桶。那么问题来了，沙特每年抽走这么多石油，把地底掏空了怎么办？
抽石油，导致地底掏空怎么办？
其实我们根本不必担心抽石油把地底掏空怎么办，因为石油在地底下储存时，并不是我们想象的那样，石油层就是由纯粹的石油组成。
只是目前由于新能源发电的成本太高，高于石油，所以石油仍是主要能源，相信在未来随着科学技术的进步，新能源发电的成本下降，更为清洁、高效的新能源会是能量来源的主旋律。
‘陆’ 为什么说油井是油气从油层到地面的通道
人们为了取得地下水开凿了水井。水井实际是水从水层到地面的通道。石油和天然气埋藏在地下的油气层中，要把它开采出来，也需要在地面和地下油（气）层之间建立一条油气通道，称为油井。油井比水井复杂得多，主要由三部分组成，即井筒、完井结构和井口装置。
井筒是由多层同心钢管并经水泥固结后形成的。油井中下入的第一层管子叫导管，其作用是建立最初的钻井液循环通道，保护井口附近的地表层；油井中下入的第二层管子叫表层套管，一般为几十至几百米，其作用是封隔上部不稳定的松软地层和浅水层；油井中下入的第三层套管叫技术套管，它是钻井中途遇到高压油、气、水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时，为保证钻井能钻到设计深度而下的套管；油井中下入的最内层套管叫油层套管，油层套管的下入深度取决于油层深度和完井结构。其作用是封隔油、气、水层，建立一条可供长期开采油、气的通道。以上各层套管都要用水泥与地层固结在一起，并与井口装置连接起来，形成永久性通道。正常采油生产时还要再下入油管，以便携带抽油泵、各种工具进入井内并通过它将油气导出。
井中下入钢管后，仅仅建成了井眼，但通道还不完善，还需要完井。完井是为满足各种不同性质油气层的开采需要而选择的油、气层与井底的连通方式和井底结构的作业。裸眼完井法是指在油层部位不下入套管，整个油层完全裸露，油层与地面通过油井直接连通，农村水井常用此方法。射孔完井法是目前油井完井中应用最多的一种方法，它是指用一种特殊的枪对准油、气层，射穿套管和水泥环并进入地层一定的深度，使油气通过射开的孔眼流入井筒，实现油层与井筒连通的完井作业方法。贯眼完井法是指钻穿油气层后，把带有孔眼的套管下到油气层部位，油气从地层经过孔眼流入井筒。砾石筛管完井法是在油层部位下入绕丝筛管，然后在筛管与井壁之间充填一定粒度的砾石，油气可经过筛管、穿过砾石层流入井筒。
井筒一旦和油气层连通后，就会处于高压状态，因此还必须有一套能控制和调节油气生产的设备，这套设备就叫做井口装置。它主要由套管头、油管头和采油树组成，其作用是控制油气的流动。
套管头位于整个采油树的最下端并把井内各层套管连接起来，使各层套管间的环形空间密封不漏；油管头是安装在套管头上面，其作用是悬挂井内的油管，并密封油管和油层套管之间的环形空间。目前，普遍采用顶丝阀悬挂法，即在套管四通上安装一个顶丝阀，顶丝阀内有一上大下小的锥形通道。油管悬挂器也是一个锥形体，上带密封圈，在全井筒油管重量的拉力下，油管悬挂器牢牢地坐在顶丝阀的座里。顶丝的作用是防止井内压力太高时将油管柱顶出。采油树，有人认为是一棵树。其实它是业内对井口装置约定俗成的称谓，最早因其形似圣诞树而得名。它由闸门、四通、油嘴等组成。其作用是通过开启或关闭闸门和调节油嘴的大小来调节油气井生产并与地面集油管线连接。
油井—油气从油层到地面的通道01
‘柒’ 石油是怎么从地下发掘的
开采石油的第一关是勘探油田。今天的石油地质学家使用重力仪、磁力仪等仪器来寻找新的石油储藏。地表附近的石油可以使用露天开采的方式开采。不过今天除少数非常偏远地区的矿藏外这样的石油储藏已经几乎全部耗尽了。今天在加拿大艾伯塔的阿萨巴斯卡油砂还有这样的露天石油矿。在石油开采初期少数地方也曾有过打矿井进行地下开采的矿场。埋藏比较深的油田需要使用钻井才能开采。海底下的油矿需要使用石油平台来钻和开采。为了将钻头钻下来的碎屑以及润滑和冷却液运输出钻孔，钻柱和钻头是中空的。在钻井时使用的钻柱越来越长，钻柱可以使用螺旋连接在一起。钻柱的端头是钻头。大多数今天使用的钻头由三个相互之间成直角的、带齿的钻盘组成。在钻坚硬岩石是钻头上也可以配有金刚石。不过有些钻头也有其它的形状。一般钻头和钻柱由地上的驱动机构来旋转，钻头的直径比钻柱要大，这样钻柱周围形成一个空洞，在钻头的后面使用钢管来防止钻孔的壁塌落。 钻井液由中空的钻柱被高压送到钻头。钻井泥浆则被这个高压通过钻孔送回地面。钻井液必须具有高密度和高粘度。有些钻头使用钻井液来驱动钻头，其优点是只有 勘探石油
钻头，而不必整个钻柱被旋转。为了操作非常长的钻柱在钻孔的上方一般建立一个钻井架。在必要的情况下，今天工程师也可以使用定向钻井的技术绕弯钻井。这样可以绕过被居住的、地质上复杂的、受保护的或者被军事使用的地面来从侧面开采一个油田。地壳深处的石油受到上面底层以及可能伴随出现的天然气的压挤，它又比周围的水和岩石轻，因此在钻头触及含油层时它往往会被压力挤压喷射出来。为了防止这个喷射现代的钻机在钻柱的上端都有一个特殊的装置来防止喷井。一般来说刚刚开采的油田的油压足够高可以自己喷射到地面。随着石油被开采，其油压不断降低，后来就需要使用一个从地面通过钻柱驱动的泵来抽油。通过向油井内压水或天然气可以提高可以开采的油量。通过压入酸来溶解部分岩石（比如碳酸盐）可以提高含油层岩石的渗透性。随着开采时间的延长抽上来的液体中水的成分越来越大，后来水的成分大于油的成分，今天有些矿井中水的成分占90%以上。通过上述手段、按照当地的情况不同今天一个油田中20%至50%的含油可以被开采。剩下的油今天无法从含油的岩石中分解出来。通过以下手段可以再提高能够被开采的石油的量： 开采手段 1、通过压入沸水或高温水蒸汽，甚至通过燃烧部分地下的石油 2、压入氮气 3、压入二氧化碳来降低石油的黏度 4、压入轻汽油来降低石油的黏度 5、压入能够将油从岩石中分解出来的有机物的水溶液 6、压入改善油与水之间的表面张力的物质（清洁剂）的水溶液来使油从岩石中分解出来。 7、这些手段可以结合使用。虽然如此依然有相当大量的油无法被开采。 水下的油田的开采最困难。要开采水下的油田要使用浮动的石油平台。在这里定向钻井的技术使用得最多，使用这个技术可以扩大平台的开采面积
‘捌’ 油井的原理是什么
“采油”这个术语是指所有穿过地表，旨在发现并采集地下石油和天然气的施工作业。一口钻井的完钻和寿命可以分为5个部分，即设计、钻探、完井、开采和枯竭。钻井口的直径为30英寸，可供带有钻头的旋转着的钻杆插入。在一口井完成以后，会用一套直径略小于井径的钢管（套管）从地表插入井孔内，在井壁与套管之间用水泥固定。下套管的目的就在于给新钻成的井壁提供支撑力和保护，以防来自地表和井孔内的高压可能造成的对井孔的伤害。有了套管的隔离，井孔内的地层就可以得到保护，这样一来就可用直径较小的钻具向更深处钻进（可以钻入更加不稳定和剧烈变化的地层）。越深入地下，所采用的套管直径也会相应地越小。现代钻井常常进行2到5次下套管作业，每一次的套管直径都比前一次的直径略小一些，每一次都用水泥胶结。在钻井过程中，钻机的设备可以进行钻井液的循环，提升并旋转钻杆，控制井孔内的压力，将岩屑从钻井液中清除，并为这些操作提供实时动力支持。
一口井标准的钻井费用
钻井位置 标准费用（百万美元） 浅水区 5～15 高温和高压区 35～50 深水区 80～110 极为困难的环境下钻井 90～140海上钻井所需费用与井位离岸的距离有着非常密切的关系。因此，与那些使用远离海岸线的深水钻井设备的项目相比，那些距岸较近的浅水区的钻井费用就要少得多。比如2007年，在北海中部，一口高压和高温井的钻井费用约为350万到500万美元，而在墨西哥湾深水区的钻井费用就超过1亿美元。陆上钻井相对要便宜一些，尤其在油气田埋藏深度较浅时，这种情况下的钻井费用低于500万美元，若埋藏较深且钻井难度大，则费用可达1500万美元。