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1、油气开采与钻探,Prepared by Tom Sheeran,什么是石油，什么是天然气?,石油和天然气是储存在地层中的物质 它们是从分解的动植物残骸演变而来 科学家们认为石油是这样形成的： 很久很久以前死亡的动植物被厚厚的沉积物缓慢掩埋。经过很长的时间，在一定的压力和温度下，这些有机物转变成立今天人们发现的石油。 (例如：我们现在知道堆积的垃圾可以产生沼气),Prepared by Tom Sheeran,自然状态下的石油有的粘稠，有的稀薄。颜色有黑的，也有浅颜色的。,很多其他材料也来自于石油产品: 塑料 织布的材料 (例如: 聚酯纤维) 日用化学品 各种油漆,关于油气我们还需要知道些什么？
2、,Prepared by Tom Sheeran,通过提炼，石油可以制成很多产品: 发电厂用的燃料 轻型车用的汽油 卡车和火车用的柴油 飞机用的航空汽油 房屋取暖用的燃料油,你知道石油中含有天然气吗？,天然气在石油里处于溶解状态，就像汽水中溶解的发出嘶嘶响声的二氧化碳一样,当石油被开采出来的时候，一些天然气也随着石油被采出来。,一桶石油可能含有 110,000立方英尺的天然气，含量的多少取决于油藏的类型。,一桶油中的气体可以装满你的整个房子！,Prepared by Tom Sheeran,哪里可以找到石油和天然气?Where can we find Oil and Gas?,Prepared
3、 by Tom Sheeran,有的人认为石油在一个地下的大池子里. 实际上，大多数油是嵌在岩石颗粒和沙子之间很小的孔隙里。大多数这样的孔隙肉眼是看不到的。,Prepared by Tom Sheeran,那么我们如何找到有油的岩层呢?,油气是在地层中天然的圈闭构造中发现的。 这些油气圈闭构造由穹顶或断层组成。非渗透性的岩石覆盖在构造顶部防止油气逃逸到地表。非渗透性的岩石是指流体不能穿越的岩石。 没有这样的油气圈闭构造，油气就会向地表移动，最终挥发掉。,Prepared by Tom Sheeran,油,这是一个穹顶型油藏的例子:,这是阻止油气向上流动的非渗透性岩石层。 注意下面的水层，它防止
4、了油向下逃逸。 你知道为什么吗？,Prepared by Tom Sheeran,气,这是一个气藏的例子,和前面的例子一样，非渗透性的岩层阻止了气体的逃逸,水,Prepared by Tom Sheeran,气,这是一个有气顶的油藏的例子,油,为什么我们要假设气体在顶部?,水,Prepared by Tom Sheeran,我们如何找到这些油藏呢?,地球物理学家通过油藏反射的声波找到它们，计录声波反射回来的时间 计算机处理这些数据，构造出地下岩层系统的图像,声源,接收器,t = 1 sec,t = 1.2 sec,t = 1.42 sec,Prepared by Tom Sheeran,发现了
5、油藏之后我们该干什么?,?,?,?,Prepared by Tom Sheeran,我们钻一口井进去 ! ! !,Prepared by Tom Sheeran,我们用什么钻井 ?,Prepared by Tom Sheeran,Prepared by Tom Sheeran,钻井设备!,以下是一些不同种类的钻井设备:,钻井船和半潜式钻井平台用于水深100 ft到5000+ft情况的钻井,自升式钻井平台,用于水深15ft 到+/-350ft情况的钻井,内陆驳船钻井架,用于水深8ft 到30ft情况的钻井,Prepared by Tom Sheeran,钻井设备是什么?,Prepared by
6、Tom Sheeran,钻井设备: 一套可以使我们钻入地层的特殊设备。 一套钻井设备由很多不同的部分组成: 井架，地基，起重设备，发电机，钻杆，钢罐，泵，固控设备，还有很多其他部件。 你知道有的钻井设备可以钻探到地下6英里（9.7公里）深的地方吗？ 那比珠穆朗玛峰的高度还要大！,Prepared by Tom Sheeran,钻柱 钻头,起重设备由以下部分组成: 天车, 游动滑车, 游动钢丝绳, 和一个用来起降游动钢丝绳的绞车。,井架底座,这幅图画的是钻井设备上的起重设备. 这个设备被用来提升和放下钻柱的。钻柱是一根根10米(30ft)长的钻杆连接起来组成的。,待用钻杆,在这里，30ft 长的
7、钻杆被一根根加到钻柱上。这样钻柱不停的被加长，可以不停的朝地下钻进。,Prepared by Tom Sheeran,这是一幅钻头在岩层中钻进的示意图,钻柱在地表被驱动旋转，带动井眼底部的钻头旋转。 钻头上的“牙齿”把岩石磨成碎屑。,钻井泥浆被泵入钻杆内部，从钻头的喷嘴流入环形空间。环形空间是钻杆和井壁之间的空间。 泥浆将岩屑循环带到地表，在那里这些岩屑被移除。,Prepared by Tom Sheeran,3) 泥浆和岩屑混在一起从环形空间向上提升，带到地表。,筛布,5) 岩屑被从泥浆中滤除，形成岩屑堆。这些岩屑将会被运走并处理。,4) 混合物通过在地表的滤网。,1) 干净的泥浆被泵从泥浆
8、池中抽出，注入钻杆当中。,2) 泥浆从钻头的流出，进入到钻杆和套管之间的环形空间，把钻头切下的岩屑向上带出。,6) 干净的泥浆透过滤网，回到泥浆池。,钻井泥浆循环,泥浆泵,Prepared by Tom Sheeran,钻井的工序,首先用大钻头钻一小段井眼,然后钢制的套管被下入井中，并用水泥固定套管的外侧，防止井眼塌陷。,0,200,Prepared by Tom Sheeran,下一步，一个小一些的钻头在第一个套管内部开钻。 这个钻头从上一个套管的底部钻出一个新的井眼。,然后在这个新的井眼中也下套管，并用水泥固定。,Prepared by Tom Sheeran,如前，再钻一个更小的井眼，,
9、再下相应的套管，防止塌陷。,Prepared by Tom Sheeran,用这种方法，井眼分段钻进，直到目标储层被钻穿。这时候，地质专家必须确定目标储层是否含有油气。,Prepared by Tom Sheeran,他们通过对目标区域进行测井知道是否有油气。 测井是用电缆将设备下到井下，记录岩石的物理属性，如电阻，孔隙度，密度，放射性，孔隙压力等等。,地质学家如何辨别地层中是否含有油气？,Prepared by Tom Sheeran,砂,页岩,粉砂岩,页岩,粉砂岩,白云石,页岩,这是一个测井记录图的例子。地质学家通过观察测井记录，来决定应该继续把井进行 完井如果地层有油的话，或者把井封堵抛
10、弃如果地层没有油的话。,Prepared by Tom Sheeran,伽马射线,200 500 3000,电阻抗,孔隙度,看似是很好的砂岩,高阻抗， 可能是油气,低阻抗，可能是水,低孔隙度,高孔隙度,低阻抗，可能是水,高孔隙度,低孔隙度,高孔隙度,你能说出地质专家应该在哪一段进行完井吗？,这里! 根据显示，这里是很干净的 砂岩，具有很好的孔隙度和阻抗。,好孔隙度,Prepared by Tom Sheeran,好孔隙度,好孔隙度,如果测井结果很好，我们在生产层段下最后一次的套管, 用水泥固定。,Prepared by Tom Sheeran,然后在井眼内用射孔枪进行射孔，击穿生产层段部分的井
11、壁套管。,Prepared by Tom Sheeran,在井眼里放入生产油管, 用封隔器把生产层段和上部的套管空间分隔开。,油管,封隔器,Prepared by Tom Sheeran,最后，这口井的流体被采到地面的管线，这些管线把井和地面的生产设备连接起来。,Prepared by Tom Sheeran,地面的生产设备将生产出的流体中的油、水、气分离,Prepared by Tom Sheeran,油气分离器,石油,水,天然气,从那里，石油和天然气会被送到炼油厂进一步提炼，之后被卖到市场上。,炼油厂,储油罐,Prepared by Tom Sheeran,最后，石油天然气产品卖到市场，驱动汽车，为我们的房屋供暖。,Prepared by Tom Sheeran,石油和天然气就是这样来的！,完,Prepared by Tom Sheeran,