海上石油的开采方案课件.ppt

1、海上石油的开采郁. 陈. 陈. 芦.发展趋势 随着全球能源短缺状况日益严重，人类把目光转向海洋，致力与海上石油开发。海上建起了越来越多的石油钻井，海洋石油的开采量随之增加。单击此处编辑母版标题样式Page 3中国石油需求现状及趋势中国石油需求现状及趋势未来未来20年中国石油消费持续高速增长年中国石油消费持续高速增长 中国石油需求增速中国石油需求增速远超世界平均水平。远超世界平均水平。 据国际能源署预测,在20302030年前，全球石油消费年均增速约为1.3%1.3%，而中国的石油需求增速将达3.6%3.6%。2010-20302010-2030年美国、中国石油消费预测年美国、中国石油消费预测

2、数据来源：国际能源署单击此处编辑母版标题样式Page 4生活中的一部分据统计，一个人一生平均据统计，一个人一生平均“吃掉吃掉”551千克石油，千克石油，“穿穿掉掉”290千克，千克，“行掉行掉”3838千克，千克，“注掉注掉”2790千克石千克石油油是由于人类的生活联是由于人类的生活联系非常密切。系非常密切。134单击此处编辑母版标题样式Page 5生活中的一部分134单击此处编辑母版标题样式Page 6石油定义 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

3、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。文字内容文字内容单击此处编辑母版标题样式Page 7石油储量大国排名单击此处编辑母版标题样式Page 8中国海洋油气分布及开采情况中国海洋油气分布及开采情况中国海洋油气基本情况中国海洋油气基本情况n 经过初步普查，我国已发现300300多个可供勘探的沉积盆地，已探明的各种类型的储油构造400400多个。面积大约有450450多万平方公里，其中海相沉积层面积约250250万平方公里。n 我国近海已发现的大型含油气

4、盆地有1010个。它们是渤海盆地、北黄海盆地、南黄海盆地、东海盆地、台湾西部盆地、南海珠江口盆地、琉东南盆地、北部湾盆地、莺歌海盆地和台湾浅滩盆地。单击此处编辑母版标题样式Page 9我国海洋油气储量分布我国海洋油气储量分布我国海洋油气我国海洋油气储量分布储量分布渤海：渤海：有油气功能区近百个。是我国第二大产油区，第一个海上油田。东海：东海：主要由中海油和中石化投资建设。我国与日本在该海域油气争夺相当激烈。南海：南海：有含油气构造200200多个，油气田180180个，石油地质储量约占中国资源总量的1/31/3，70%70%蕴藏于深海区域。 油气可开发价值超过2020万亿人民币，被称作“第二个

5、波斯湾”。单击此处编辑母版标题样式Page 10中国海洋油气分布及开采情况中国海洋油气分布及开采情况中中国国近近海海油油气气田田分分布布图图单击此处编辑母版标题样式Page 11油气聚集和驱动方式单击添加单击添加单击添加单击添加单击添加单击添加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

6、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）。单击此处编辑母版标题样式Page 12图单击此处编辑母版标题样式Page 13海洋石油开发技术特点（一）技术密集在勘探方法上：多缆多震源勘探技术、数字电缆、高分辨处理技术；在钻井方面：小井眼、小曲率半径水平钻井技术；在测井方面：数控成像技术、大容量传输系统。在海洋工程建设方面：深水油井开发已发展到1000m，并形成一套完整的水平生产系统。深海生产平台自动操纵装置。单击此处编辑母版标题样式Page 14海洋石油开发技术特点（二）资金密集勘探费用是陆地的几倍；一口井要上千万美元；一座中心平台要上亿美元；水

7、深约增加100m，投资增加1倍。单击此处编辑母版标题样式Page 15海洋石油开发技术特点 （三）风险大失误多；周期长，从勘探到开发约需510年；海洋条件恶劣。单击此处编辑母版标题样式Page 16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。单击此处编辑母版标题样式Page 17钻井工程 在油气田开发中，有着十分重要的地位，在建设在油气田开发中，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一个油气田中，钻井工程往往要占总投资的50以

8、以上。一个油气田的开发，往往要打几百口甚至几千口上。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，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。提高钻

9、井速度，是降低钻井成本的关键。 单击此处编辑母版标题样式Page 18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:水驱油藏，周围水体有地表水流补给而形成的静水压头；弹性水驱，周围封闭性水体和储层岩石的弹性膨胀作用；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；气顶驱，存在气顶时，气顶气随压力降低而发生的膨胀作用;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）。单击此处编辑母版标题样式Page 19自喷采油法单击此处添加段落文字内容单击此处添

10、加段落文字内容单击此处添加段落文字内容 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

11、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、注气保持油藏压力的措施，延长油井的自喷期。单击此处编辑母版标题样式Page 20人工举升采油法内容人工举升采油法 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

12、在油田开发后期，有泵抽采油法和气举采油法两种。单击此处编辑母版标题样式Page 21气举采油法 气举法是指地层尚有一定能量，能够把油气驱动到井底，但地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面上时，需要人为地把气体注入井底，将原油举升出地面的人工举升采油方式。它的举升原理和自喷井相似，是通过向油套环空注入高压气体，并通过油管上的多组气举阀在不同压力、不同井段时让一部分气体迸入油管，用以降低井筒中液体的密度，在井底流动压力的作用下，将液体排出井口。同时，注入的高压气体在井筒上升的过程中，体积逐渐增大，气体的膨胀功对液体也产生携带作用。气举适用于油井供液能力较强、地层渗透率高的油井。海上采油、深井、

13、斜井、含砂井、含气井和含有腐蚀性成分而不宜用其他人工举升采油方式开采的油井，都可采用气举采油。单击此处编辑母版标题样式Page 22泵抽采油法泵抽采油法：泵抽采油法： 人工举升采油法的一种（见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，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，简把油藏中产出的液体泵送到地面的方法，简称抽油法。称抽油法。此法所用的抽油泵按动此法所用的抽油泵按动力传动方式分为有杆和力传动方式分为有杆和无杆两类。无杆两类。 单击此处编辑母版标题样式Page 23有杆抽油泵有杆泵是一个自重系统有杆泵是一个自重系统,抽油杆的截面增加时抽

14、油杆的截面增加时,其载荷也其载荷也随着增大。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，有极限的，要增加泵的下入深度，主要须改变抽油杆要增加泵的下入深度，主要须改变抽油杆的材质、热处理工艺和级次的材质、热处理工艺和级次。根据抽油杆的弹性和地。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抽油机的载荷已超过25t25t，泵的排量与井深有关，泵的排量与井深有关, ,有些浅

15、井日排量可以高达有些浅井日排量可以高达400m3,400m3,一般中深井可达一般中深井可达200m3,200m3,但抽油井的产量主要根据油层的生产能力。有杆抽油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机泵组的主要优点是结构简单, ,维修管理方便维修管理方便, ,在中深在中深井中泵的效率为井中泵的效率为5050左右，适用于中、低产量的井。左右，适用于中、低产量的井。目前世界上有目前世界上有8585以上的油井用机械采油法生产，其以上的油井用机械采油法生产，其中绝大部分用有杆泵。中绝大部分用有杆泵。 单击此处编辑母版标题样式Page 24抽油泵无杆泵无杆泵 适用于大产

16、量的中深井或深井和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、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。水力活塞泵和水力喷射泵。 电动潜油泵电动潜油泵单缸单作用抽油泵单缸单作用抽油泵单击此处编辑母版标题样式Page 25海洋石油钻井装置 在平台和海底井口之间，都有立管相通，平台一般都高出水面，能够避开波浪的冲击，形式有三边形、四边形或多边形，有上下两层甲板或单层甲板，供安装与存储钻井或采油的设备用。风浪中的海洋平台 单击此处编辑母版标题样式Page 26海洋石油钻井装置一、固定式钻井平台1.1.栈桥式钻井平台：栈桥式钻井平台：用栈桥与岸连接的平台。用栈桥与岸连

17、接的平台。2.2.带附属船式固定平台：带附属船式固定平台：钻井设在平台上，其他附属设备、钻井设在平台上，其他附属设备、重要物资和生活区设在船上。重要物资和生活区设在船上。3.3.自载式固定平台：自载式固定平台：所有设备都安装在平台上。所有设备都安装在平台上。单击此处编辑母版标题样式Page 27海洋石油钻井装置1 1、座底式钻井平台、座底式钻井平台二、活动式钻井平台 2、自升式钻井平台、自升式钻井平台3、半潜式钻井平台、半潜式钻井平台 4、钻井船、钻井船单击此处编辑母版标题样式Page 28 座底式钻井平台：这是一种只用于浅水区域并渐趋淘汰的旧式平台。下部为一大型浮力沉垫，上部为钻井平台，中间

18、用支柱联结。在沉垫浮于水面的状态拖往作业海域，定位后灌注压载水坐落海底，平台上面甲板露出水面一定高度进行作业。钻井结束以后排水，上浮，拖移，作业水深最大不超过 50m 。单击此处编辑母版标题样式Page 29单击此处编辑母版标题样式Page 30 半潜式钻井平台最大工作水深约 500m ，最大排水量已达 3 万多吨，约占全世界钻探船总数的 30 左右。半潜式钻井平台单击此处编辑母版标题样式Page 31世界上最大的钻井船是韩国“深海探索者”号，造价2亿美元，长216m，宽42m，载重10.3万吨，可在3000m水深作业。建造石油钻井平台价格很贵，一般5500万2亿美元。单击此处编辑母版标题样式

19、Page 32钻井技术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！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。井架底座井架待用钻杆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。单击此处编辑母版标题样式Page 33钻井技术打井时：在海底井口安置套框。 钻杆（空心带钻头）由打桩机经套管打入海底。 传动钻杆连接于钻杆顶端方孔。 当钻深超出一根钻杆深度时，再接上一根传动钻杆。直至钻至所需深度为止。 钻完取上钻杆时，反序拉上拆下。

20、套管则留在海中。单击此处编辑母版标题样式Page 34钻井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。 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。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。2000500然后在这个新的井眼中也下套管，并用水泥固定。如前，再钻一个更小的井眼，再下相应的套管，防止塌陷。Prepared by Tom She

21、eran 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。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。然后在井眼内用射孔枪进行射孔，击穿生产层段部分的井壁套管。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。地面的生产设备将生产出的流体中的油、水、气分离分离器油水气单击此处编辑母版标题样式Page 44中海油未来海洋战略规划中海油未来海洋战略规划n 中海油规划到中海油规划到20152015年油气产量较年油气产量较20102010年

22、翻番增长。年翻番增长。 在“十二五”期间，中海油将会再建设50005000万吨油当量的生产能力，并同时建成投产2323个深水油气田，年油气总产量要达到11.211.2亿吨油当量，总投资将达2500300025003000亿元人民币。n “十二五十二五”期间开发重点仍在浅海，南海深水战略启期间开发重点仍在浅海，南海深水战略启动试水。动试水。中海油旗下“海洋石油981981”半潜式钻井平台、“海洋石油201201” 等一批海洋油气开发装备陆续下水投产，预计20152015年中海油南海深水区总产量达到25002500万吨油当量，而中海油20102010年产量也不过50005000万吨左右，可见“十二

23、五”期间中海油深海油气开发增量巨大。n “十三五十三五”实现实现“全面下海全面下海”。 中海油规划20202020年前，在深水投资20002000亿元，打800800口探井，总产量50005000万吨油当量，建成“深海大庆”。单击此处编辑母版标题样式Page 45著名海上石油开采公司中国海洋石油总公司中国海洋石油总公司（简称“中国海油”、“总公司”或“集团”）是中央特大型国有企业，也是中国最大的海上油气生产商。负责在中国海域对外合作开采海洋石油、天然气资源。目前，中海油在中国海上拥有四个主要产油地区：渤海湾（天津）、南海西部（湛江）、南海东部（深圳）和东海（上海）。中海油是印度尼西亚最大的海上

24、原油生产商之一，同时，中海油还在尼日利亚、澳大利亚和其他国家拥有上游资产。“2012普氏能源资讯全球能源企业250强”排行榜10月23日在新加坡正式发布，23家中国企业入围，中国海洋石油有限公司（下称中海油）在榜单中位居第13位。在“勘探与生产企业”单项榜单中，中海油位列第二。单击此处编辑母版标题样式Page 46著名海上石油开采公司 美国马拉松石油公司马拉松公司在墨西哥湾拥有21个海上平台，还在美国国内的洛矶山、新墨西哥、俄克拉荷马和美国中部、东南部的陆上油田从事勘探和采油活动。马拉松公司未来重要的战略发展地区之一是俄罗斯，萨哈林岛海上的大油气田。在美国国内马拉松公司的业务包括石油炼制、油品

25、销售和原油、油品运输，马拉松公司掌握着Yates油田49.4%的股权，该油田1926年发现，是美国历史上最高产的油田，目前仍是美国石油产储量最多的油田之一。公司大约在美国12个州内供应3100个销售马拉松和Ashland品牌产品的加油站和19个州内2300个销售其他公司品牌产品的销售点。MAP也从事汽油、柴油、取暖油、沥青、重质燃料油和航空煤油的批发业务。此外，马拉松公司还合资经营着两艘从阿拉斯加往日本运送液化天然气的大型运输船。马拉松公司在许多技术领域处于领先地位，马拉松公司是最先把3维地震用于建立储量模型的公司之一。马拉松公司在全世界范围内从事电站项目的开发、建设和经营。单击此处编辑母版标

26、题样式Page 47著名海上石油开采公司挪威国家石油公司挪威国家石油公司（Statoil ASA）于2007年由原挪威国家石油公司（Statoil）和挪威海德罗公司（Norsk Hydro）油气部门合并而成的世界大型石油企业，是北欧最大的石油公司和挪威最大的公司。作为世界上最大的原油净销售商之一和欧洲大陆天然气的主要供应商，挪威国家石油在9个国家经营2000座加油站。2009年挪威国家石油公司位列财富世界五百强第13大石油公司和第36强企业。挪威国家石油公司(Norsk Statoil)产于1972年，由国家100%出资，拥有平面钻井、海底设备、石油与天然气多面流动、深水钻井、浮法生产、石油回收、天然气运输与加工方面的雄厚技术，是挪威最大的石油公司，年营业额已达1200亿挪威克朗。感谢观赏感谢观赏 单击此处编辑母版标题样式人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。