石油工程概论-论文

石油工程概论论文学院：专业：一石油的定义及用途石油又称原油，是一种粘稠的、深褐色液体。地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于化石燃料。石油主要被用来作为燃油和汽油，也是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。由于石油是一种不可再生原料，许多人担心石油用尽会对人类带来的后果。石油产品：石油经过加工提炼，可以得到的产品大致可分为四大类：（1）石油燃料：石油燃料是用量最大的油品。按其用途和使用范围可以分为如下五种：1．点燃式发动机燃料有航空汽油，车用汽油等。2．喷气式发动机燃料(喷气燃料)有航空煤油。3．压燃式发动机燃料(柴油机燃料)有高速、中速、低速柴油。4．液化石油气燃料即液态烃。5．锅炉燃料有炉用燃料油和船舶用燃料油。（2）润滑油和润滑脂润滑油和润滑脂被用来减少机件之间的摩擦，保护机件以延长它们的使用寿命并节省动力。它们的数量只占全部石油产品的5%左右，但其品种繁多。（3）沥青和石油焦它们是从生产燃料和润滑油时进一步加工得来的，其产量约为所加工原油的百分之几。（4）溶溶剂和石油化工产品二石油的形成及在中国的油田分布生物成油理论[1]研究表明，石油的生成至少需要200万年的时间，在现今已发现的油藏中，时间最老的达5亿年之久。在地球不断演化的漫长历史过程中，有一些“特殊”时期，如古生代和中生代，大量的植物和动物死亡后，构成其身体的有机物质不断分解，与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积层。由于沉积物不断地堆积加厚，导致温度和压力上升，随着这种过程的不断进行，沉积层变为沉积岩，进而形成沉积盆地，这就为石油的生成提供了基本的地质环境。大多数地质学家认为石油像煤和天然气一样，是古代有机物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的。按照这个理论石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的。（陆上的植物则一般形成煤。）经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合，被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它们逐渐转化，首先形成腊状的油页岩，后来退化成液态和气态的碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻，它们向上渗透到附近的岩层中，直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则多空的岩层中。这样聚集到一起的石油形成油田。通过钻井和泵取人们可以从油田中获得石油。地质学家将石油形成的温度范围称为“油窗”。温度太低石油无法形成，温度太高则会形成天然气。虽然石油形成的深度在世界各地不同，但是“典型”的深度为四至六千米。由于石油形成后还会渗透到其它岩层中去，因此实际的油田可能要浅得多。因此形成油田需要三个条件：丰富的源岩，渗透通道和一个可以聚集石油的岩层构造。中国石油分布我国石油资源集中分布在渤海湾、松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口、柴达木和东海陆架八大盆地，其可采资源量172亿吨，占全国的81.13%；天然气资源集中分布在塔里木、四川、鄂尔多斯、东海陆架、柴达木、松辽、莺歌海、琼东南和渤海湾九大盆地，其可采资源量18.4万亿立方米，占全国的83.64%。油田有：大庆油田，胜利油田，辽河油田，克拉玛依油田，四川油田，华北油田，大港油田，中原油田，吉林油田，河南油田，长庆油田，江苏油田，青海油田，塔里木油田，吐哈油田，玉门油田。油气藏的形成油气藏是油气聚集的基本单位，是油气勘探的对象。石油和天然气在形成初期呈分散状态，存在于生油气地层中，它们必须经过迁移、聚集才能形成可供开采的工业油气藏。这就需要具备一定的地质条件。生油气层：是指具备生油条件的含油气的地层。它富含有机质，是还原环境下沉积的，结构细腻、颜色较深，主要由泥质岩类和碳酸盐类岩石组成。生油气层可以是海相的，也可以是陆相的。另外生油气层迁必须具备一定的地质作用过程，即达到成熟，才能有油气的形成。储层：是能够储存石油和天然气，又能输出油气的岩层，它具有良好的空隙度和渗透率，通常由砂岩、石灰岩、白云岩及裂隙发育的页岩、火山岩及变质岩构成。盖层：指覆盖于储油气层之上、渗透性差、油气不易穿过的岩层，它起着遮挡作用，以防油气外逸。页岩、泥岩、蒸发岩等是常见的盖层。圈闭：就是储集层中的油气在运移过程中，遇到某种遮挡物，使其不能继续向前运动，而在储层的局部地区聚集起来，这种聚集油气的场所就叫圈闭。如背斜、穹隆圈闭，或断层与单斜岩层构成的圈闭等。运移：指油气在生油气层中形成后，因压力作用、毛细管作用、扩散作用等，使之转移到有孔隙的储油气层中，一般认为转移到储油气层的油气呈分散状态或胶状。由于重力作用，油气质点上浮到储油气层顶面，但还不能大量集中，只有当构造运动形成圈闭时，储油气层的油、气、水在压力、重力以及水动力等作用下，继续运移并在圈闭中聚集，才能成为有工业价值的油气藏。保存：油气要保存，必须有适宜的条件。只有在构造运动不剧烈、岩浆活动不频繁，变质程度不深的情况下，才利于油气的保存。相反，张性断裂大量发育，剥蚀深度大，甚至岩浆活动的地区，油气是无法保存的。三油气田勘探方法与阶段目前，勘探油气田的方法有地质法、地球物理勘探法、地球化学勘探法、钻探法四类。一、地质法地质法是油气田勘探工作中贯彻始终的基本工作方法。主要包括通过观察、研究出露在地面的地层、岩石及油气显示的地质调查，获取地质资料并进行分析、解释，判断一个地区有无生成油气和储存油气的条件，对该地区的含油气远景进行评价，确定有利的含油气区。在岩石出露的地区，该方法有可能直接发现油气藏。该方法还包括通过钻井获取地下岩芯、岩屑等资料进行的地质录井工作以及实验室分析工作等。另外，对地球化学、地球物理等各种方法提供的大量间接资料进行地质解释。地质法除了要研究岩石、地层、构造及发展史等基础地质问题外，还着重研究区域和局部的油气藏形成条件，如生油、储油条件、运移条件、圈闭及保存条件，以确定油气藏是否存在及远景评价。二、地球物理勘探法地球物理勘探法是根据地质学和物理学的原理，利用电子学和信息论等领域的新技术建立起来的一种间接找油、气的方法。它利用各种物理仪器在地面或空中观测地壳上的各种物理现象，根据物理现象的变化推断地下的地质构造特点，寻找可能的储油、气构造。地球物理勘探法主要用于近代沉积发育的覆盖地区、海湖地区，这些地区没有地层和岩石出露，地质法受到很大限制。用大量钻井取岩芯的办法了解地下地质情况，不仅成本高，效率也低。地球物理勘探法主要包括重力勘探、电法勘探、磁法勘探和地震勘探等方法。目前应用最广泛、最有效的是地震勘探方法。（一）地震勘探方法在地下或水下浅层安置炸药，炸药爆炸引起的冲击会产生巨大的震动，在压力作用下，地下岩石发生压缩和膨胀，从而产生岩石质点的震动，形成地震波。所以说，地震波是借助于岩石的弹性震动而产生的。当地震波遇到不同密度和速度岩层的分界面时，就会产生三种现象：一种是部分地震波从分界面反射回来，反射回来的波叫反射波；第二种是部分地震波透过界面向下传播，这部分波叫透射波。透射波再遇到分界面时，还会发生反射。第三种是部分地震波透过界面并沿着岩层分界面滑行一段再折射回来，折射回来的波叫折射波。根据接收和研究的波的类型不同，地震勘探又可分为反射法和折射法。目前，反射法应用最为广泛。地震勘探野外工作地震勘探野外工作的基本任务是采集地震数据。它是以地震队的组织形式来完成的。分为试验工作和生产工作。（1）试验工作。试验项目包括：1）干扰波调查，包括工区内干扰波的类型、特性。2）地震地质条件的了解，如低速带的特点、潜水面的位置、地震反射界面的质量如何、速度剖面的特点等。3）选择最佳的激发条件，如激发岩性、药量、激发方式等。4）选择最佳的接收条件，如观测系统、检波器组合形式、仪器因素等。。（2）生产工作在试验取得本工区标准剖面并对地震仪器取得各种检查合格纪录后，可转入正式生产。1）地震测量2）地震波的激发目前我国陆上地震勘探多用炸药作为震源，但也有使用连续震源或其它激发方式。海上地震勘探多用气枪和蒸汽枪作为震源。陆上勘探时，多采用炸药震源，要在规定的位置钻炮井，把规定药量的药包下到井中的指定深度，引爆激发。3）地震波的接收：按照设计好的观测系统，在地面按测量好的标记摆放检波器、电缆，在爆炸的同时，地震仪记录检波器收到的地震波的情况。2．地震勘探室内资料处理对野外收集的地震资料进行处理是在电子计算机上完成的。主要是去除各种干扰波，提高地震剖面的讯噪比。对地震记录进行各种校正，提高地震剖面质量。主要方法有：数字滤波、动校正、静校正、速度分析、水平叠加、反滤波、偏移归位等。3．地震勘探资料解释经过计算机处理得到的地震剖面，尽管能反映地下地质构造的一些特点，但由于地震反射波反映的是地下岩石弹性差异界面，不是地层界面的直接反映，因此，地震剖面上的有些现象可能是假象。。（1）地震剖面的对比解释在地震剖面上将地震波进行对比，识别和追踪各种地震波。在反射波法地震资料中，反射波和某些异常波都是有效波。在剖面上识别和追踪反射波是资料解释的首要任务。追踪同一界面的反射波。具体工作中可以采用相位对比、波组对比、剖面间对比等方法。（2）地震剖面的地质解释地震剖面地质解释的主要任务包括：确定标准层及其相应的地质层位，搞清地层厚度的变化及接触关系；了解构造形态及其特征；确定断层的性质、落差、断面的产状；了解沉积厚度；划分构造带。其中以确定和追踪标准层最为重要。断层在地震剖面上的主要标志：1）反射波同相轴错断。2）反射波同相轴数目突然增多或减少，波组间隔突然变化。3）反射波同相轴形状突变，反射零乱或出现空白带。4）标准反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲、强相位转换等现象。5）异常波的出现，这是识别断层的重要标志。如绕射波、断面反射波等。断层的解释实际上就是断层性质的确定，包括断层的位置、错开的层位、断面的产状（倾向与倾角）、升降盘、落差等的确定。在地质发展过程中形成的不整合、超复、尖灭、逆牵引、古潜山等现象在地震剖面上有所反映，在条件较好的地区可以得到较好的解释。（3）构造图的绘制地震构造图是一种以地震资料为依据作出的平面图件，它以等值线和一些符号直观表示地下某一层的地质构造形态。四、钻井法钻井是油、气田勘探工作中不可缺少的手段。无论是地面地质法、地球物理勘探法、地球化学法对确定地下有利的含油、气构造或油、气藏都属间接方法。通过钻井手段才能最后确定油、气藏是否存在以及是否具有工业油、气流，但与其他方法比较却是速度最慢、投资最多的一种方法。因而，它必须在地质、地球物理、地球化学等方法综合勘探的基础上进行。以上是我国油、气田勘探中常见的几类方法。但目前勘探历程较长、成功率尚不理想，这是由于从勘探理论到勘探手段都不够先进，因而国内外都在注意研究新的勘探方法。四油田钻井工程新技术新工艺：水平井及丛式井钻井技术，大位移井钻井技术，深井钻井技术，欠平衡钻井技术，套管开窗侧钻技术，固井工艺技术，海洋钻井技术，钻井取心技术，油气层保护技术，优化钻井液技术，钻井信息技术服务。五石油工程安全2010年被媒体广泛关注的全球恶性石油石化事故约有60起、死亡94J、重伤297J。一年过去后，2011年被媒广泛关注的全球恶性事故竟增加到了268起、死亡392、伤人亡1373人、失踪187人。近两千人的伤亡、数十亿美元的直接经济损失和上百亿美元的环境员情应该足以让人们去重新审视我们今王的行为了。华声报讯：据新华网消息，中国每年因安全事故造成的直接经济损失，初步测算在1000亿元人民币以上，加上间接损失达2000多亿元人民币，约占GDP（国民生产总值）的2.5%。为加强海洋石油安全管理工作，保障从业人员生命和财产安全，防止和减少海洋石油生产安全事故，根据安全生产法等法律、法规和标准，制定《海洋石油安全管理细则》。该《细则》经2009年8月24日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过，2009年9月7日国家安全生产监督管理总局令第25号公布。《细则》分总则、设施的备案管理、生产作业的安全管理、安全培训、应急管理、事故报告和调查处理、监督管理、罚则8章120条，自2009年12月1日起施行。六炼油技术与工程石油炼制过程之一，是在热的作用