石油工程导论

石油工程学院2014.3石油工程导论AnIntroductiontoPetroleumEngineering基本要求：了解石油工程的基本内容；了解石油工程所涉及到的基本知识范畴；了解油层物理、油藏开发、钻井、采油的基本工艺等概念性的知识；学习石油工程各环节之间的联系，了解石油工程与基础知识的关系。从而对后续课程的学习起指导作用。学时：20课程性质：必修授课人：杜殿发程远方李明忠(86983150,[e-mail])课程目标：石油工程导论是石油工程专业的专业先导课程。将石油工程所涉及到的油藏工程、钻井工程、采油工程的基本知识有机结合，并联系相关工程技术，较系统地介绍石油开采中各环节的基本原理与方法、相互的关系和联系。突出石油工程的特点，突出石油工程专业知识的一体化。通过本课程的学习，培养石油工程专业的工程意识，并为进一步有意识、有目的地学习各专业基础课和专业课打下基础。第一章绪论一.我国石油工业形势简介三.油田开发程序四.石油工程简介五.课程内容、课时安排二.油气的形成与油气藏的类型1、什么是石油和天然气1983年第11届世界石油大会提出的推荐命名方案：石油是气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然的产状；原油是石油的基本类型，存在于地下储集层内，在常温和常压条件下呈液态。原油中也含有一小部分液态的非烃组分。天然气也是石油的主要类型，呈气相，或处于地下储集层时溶解在原油中。天然气在常温和常压条件下呈气态。天然气内也含有一小部分非烃组分。石油实质上是碳氢化合物的复杂混合物我国石油工业形势简介2、石油和天然气的用途汽油煤油柴油燃料油汽车、火车、坦克、飞机、船只、锅炉以及原子弹、导弹、卫星、宇宙飞行器等的燃料石油的用途主要归纳为三个方面：空军离开了石油，飞机就是一堆废铁百宝箱能源我国石油工业形势简介2、石油和天然气的用途化工原料化肥、塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、医药、合成洗涤剂、染料、炸药的原料石油的用途主要归纳为三个方面：能源我国石油工业形势简介2、石油和天然气的用途8万吨/年合成橡胶装置145万亩橡胶园1年产量1万吨/年合成纤维厂30万亩棉田1年生产的棉花250万头绵羊1年剪下的羊毛化肥、塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、医药、合成洗涤剂、染料、炸药的原料石油的用途主要归纳为三个方面：能源化工原料我国石油工业形势简介2、石油和天然气的用途大型发动机、精密的仪器仪表以至核工业、航空工业所需要的耐高温、高压、高真空，能抗辐射、抗腐蚀、抗氧化的润滑油，都是从石油中提炼出来的石油中还能提炼出石蜡、沥青、石油焦等各种重要的产品润滑剂一切机器，都需要润滑减少摩擦和磨损石油的用途主要归纳为三个方面：能源化工原料我国石油工业形势简介2、石油和天然气的用途100亿立方米天然气代替煤炭供应民用，可节煤1300万吨，少排放导致形成酸雨的二氧化硫36万吨，烟尘30万吨天然气的主要用途：特点：优质、高效、清洁、燃烧性能好、污染小、价格低能源我国石油工业形势简介2、石油和天然气的用途天然气的主要用途：西气东输浙江安徽河南江苏5267亿立方米4000公里120亿立方米/年上海1.016米甘肃宁夏陕西山西7510亿立方米200亿立方米=2000万吨原油=标准煤炭2660万吨钢铁、水泥、土建安装和机械电子57万吨轻烃和91万吨凝析油——天然气化工8500万户我国石油工业形势简介用天然气代替煤生产合成氨，单位投资可以减少一半，成本降低1/3能源化工原料作为化工原料的天然气大部分用于生产氮肥，也用于生产甲醇、甲醛、乙炔、二氯甲烷、二硫化碳、硝基甲烷、氢氰酸、碳黑和提取氦气天然气的主要用途：2、石油和天然气的用途我国石油工业形势简介3、什么是石油工业石油工业是从事石油勘探、石油开发和石油加工的能源和基础原材料生产部门。石油工业有两大部分组成：石油勘探与生产石油炼制与石油化学工业上游下游我国石油工业形势简介2013年部分油田油气产量2013年，我国累计生产原油2.1亿吨，天然气产量1209亿立方米，全国油气当量3.2亿吨。石油产量全球第四(俄罗斯仍以4.96亿吨高居榜首，沙特阿拉伯以4.1亿吨位居第二，排名第三的美国为2.67亿吨，中国石油产量略高于伊朗的1.86亿吨)。但进口原油2.82亿吨。原油对外依存度达到58.1%，天然气对外依存度突破30%，升至31.6%。中国已成为仅次于美国的世界第二大石油进口国和消费国。4、我国石油工业面临的问题和挑战(1)随着国民经济的高速发展,石油需求量越来越大,石油开发和供应面临十分严峻的挑战。我国石油工业形势简介油气田名称原油（104t）天然气（108m3）油气当量（104t）总产量同比波幅中石油长庆油田2432346.8519513.6%中石油大庆油田400034.442750.4%中石化胜利油田2776.252816.20.76%中石油塔里木油田583.6222.8236610.4%中石油新疆油田116030.514043.9%中石化江汉油田164.923.14190.048.3%1250立方米天然气约等于1吨油当量4、我国石油工业面临的问题和挑战(2)今后石油储量的增长有一定限度,新增储量的品位下降。石油资源和储量是油田开发的基础；总体来看,我国石油资源比较丰富,据预测,常规油可采资源量约200×108t。目前探明率还只有39%,勘探上还处于中等成熟阶段,尚有大量待发现石油资源,探明储量仍可在高基值的水平上稳步增长,据测算,我国未来20~25年平均每年可新增可采储量1.8×108~2.0×108t。而且仍有可能发现一批大中型油田或油田群。我国石油工业形势简介钻探盆地：86个发现油气盆地：79个共发现油田595个，探明石油地质储量246.8亿吨，可采储量67.91亿吨发现气田208个，探明天然气地质储量4.38万亿方，可采储量2.77万亿方4、我国石油工业面临的问题和挑战(2)今后石油储量的增长有一定限度,新增储量的品位下降。我国石油工业形势简介但我国人均可采资源量不足,只有15t左右,仅相当于世界人均值的18%左右。由于受到以上限制,储量难以再有更大幅度的增长,而且随着勘探程度的深入,勘探工作逐渐向地层岩性、前陆盆地山前冲断带或克拉通边缘凹陷、海相碳酸盐岩、以及海域等新领域发展,还多处于沙漠、戈壁、山地、黄土塬、深水等地表条件复杂地区。这些勘探目标的复杂地质和地貌条件,不仅加大了勘探难度,而且新增石油储量品位下降,低渗、超低渗、超稠油储量所占比重加大,对今后新油田的开发也带来了新的挑战和难度。4、我国石油工业面临的问题和挑战(2)今后石油储量的增长有一定限度,新增储量的品位下降。我国石油工业形势简介4、我国石油工业面临的问题和挑战(3)经过60年的开采,已开发油田总体上已进入高含水、高采出阶段,主力老油田产量递减。目前我国油区分布图各油区投入开发的时间1970江汉1990吐哈1970长庆1989塔里木1965大港1986滇黔桂1961胜利1981冀东1960吉林1976中原1959大庆1976河南1957青海1975江苏1951新疆1975华北1940延长1970辽河1939玉门投产油田投产油田我国石油工业形势简介4、我国石油工业面临的问题和挑战(3)经过60年的开采,已开发油田总体上已进入高含水、高采出阶段,主力老油田产量递减。据统计,2007年全国油田可采储量采出程度已达到73.2%,综合含水高达86%。其中含水高于80%的老油田,可采储量占总量的73.1%,可采储量已采出60%以上的老油田,其可采储量更占到总量的86.5%。由此可见,主要老油田已进入开发后期,产量发生递减,需要依靠技术进步,调整挖潜,大幅度提高采收率,以减缓老油田的递减。另外,在天然气开发方面,虽然我国天然气资源较丰富,并进入快速大发展时期,但仍然满足不了国民经济对天然气需求的更快增长。据测算,我国人均可采资源量只有1.7×104m3右,仅相当于世界人均值的约21%,而且天然气生产虽然增长很快,但国民经济对天然气的需求长更快,因此,国内天然气的供应仍将出现缺口。我国石油工业形势简介(1)充分利用国内外两种资源国内资源①按照“调整东部、发展西部、加快海上”战略方针，依靠西部和海上原油产量的增长，接替东部地区产量的递减，保障全国原油产量稳中有增。②加强新区领域勘探，力争每年新增可动用储量1～1.5亿吨。③积极推广以扩大注水波及体积为中心的高效采油技术，加大三次采油新技术的应用。5、对策我国石油工业形势简介国外资源加快实施“走出去”战略，建立可靠的海外石油基地，争取到2020年，海外权益油达到7000万吨左右，约占当年石油进口量的1/3左右。(1)充分利用国内外两种资源5、对策我国石油工业形势简介(2)建立海外多元化的石油贸易体系，分散石油供应的风险新加坡印尼中东马来西亚中国霍尔木兹海峡5、对策我国石油工业形势简介(3)加快建立石油战略储备和商业储备根据经验，我国的石油战略储备量可按90天进口量考虑，并建立企业的商业义务储备。目前，大连、黄岛、镇海、舟山这四大石油储备基地将基本竣工,只相当于中国30天的进口量。2015年，我国战略石油储备的远期目标可望实现。5、对策我国石油工业形势简介(4)充分利用天然气资源目前我国天然气生产基地主要是塔里木、柴达木、鄂尔多斯、四川和海域，远离东部消费地区，必须加大“西气东输”，“川气出川”和“海气登陆”的建设。5、对策我国石油工业形势简介(5)加大非常规油气资源勘探开发力度，弥补常规油气资源不足非常规油气资源包括煤层气、页岩气、油砂、油页岩、天然气水合物、致密砂岩气等，我国非常规油气资源丰富。根据新一轮全国油气资源评价结果，我国42个主要含煤盆地煤层埋深2000m以内的煤层气地质资源量达36.8×1012m3；陆上24个盆地埋深500m以内油砂油地质资源量为59.7×108t，可采资源量22.58×108t；全国油页岩资源量7199×108t。页岩油资源量476×108t，位居世界第二。丰富的资源基础为非常规油气资源的发展提供了广阔的前景。在常规油气资源难以满足国内快速需求的背景下，非常规资源的发展必将成为未来油气资源勘探开发的主战场之一。5、对策我国石油工业形势简介天然气水合物5、对策我国石油工业形势简介一.我国石油工业形势简介三.油田开发程序四.石油工程简介五.课程内容、课时安排二.油气的形成与油气藏的类型第一章绪论油气藏是指油气在单一圈闭中具有同一压力系统和油水界面的基本聚集。如果在一个圈闭中只聚集了石油，称为油藏；只聚集了天然气，称为气藏。一个油藏中可以有几个含油砂层时，称为多层油藏。油气的形成与油气藏的类型•有机成因说•无机成因说古代生物遗骸沉积石油和天然气保存无氧条件温度压力条件物理化学变化•碳化物说(1876年,门捷列夫)•宇宙说(1889年，索科洛夫)•岩浆说(1904年,考斯特(ECoste))mnnmHCOmFeOmHCFe8343243OHCHHCOOHCHHCO2422242243石油的形成与岩浆冷却时碳氢化合物聚合有关。石油的生成油气的形成与油气藏的类型油气藏的形成石油生成保存聚集形成油气藏生油层储油层盖层保护层油气藏形成必要条件油气的形成与油气藏的类型油气藏的类型地质构造图1-1背斜构造油藏图1-2断层遮挡油藏图1-3岩性油藏图1-4不整合封闭油藏(1)背斜构造油藏(2)断层遮挡油藏或断层封闭油藏(3)岩性油藏(4)不整合封闭油气藏(5)古潜山、礁块油气藏等构造型油气藏及其它(2)断层遮挡油藏或断层封闭油藏(3)岩性油藏(4)不整合封闭油气藏(1)背斜构造油藏油气的形成与油气藏的类型重油油藏一般黑油油藏高收缩油油藏油气藏气藏油藏轻质油油藏富凝析气气藏挥发油油藏贫凝析气气藏湿气气藏干气气藏黑油油藏凝析气藏气藏油气藏的类型流体特性埋藏深度浅层油气藏：1500m中深层油气藏：1500～2800m深层油气藏：2800～4000m超深层油气藏：4000m油气的形成与油气藏的类型含油边缘、含水边缘