新疆克拉瑪依石油科普讀本

《新疆克拉瑪依石油科普讀本》編寫組編著的《新疆克拉瑪依石油科普讀本》從油氣的生成運移、油氣藏的發現、油氣田開發、油氣儲運、油氣加工和綠色油氣田的創建等六個方面,採用形象比喻等手法,深入淺出、循序漸進地進行了詳細的敘述,配置了精美的插圖。《新疆克拉瑪依石油科普讀本》各章節中蘊含著豐富的史料和大量的石油科普知識,充分反映出了油田勘探、開發、儲運、煉油化工的石油生產全過程的基本流程和克拉瑪依油田勘探開發建設50年來的技術特色與成就。

基本介紹

  • 書名:新疆克拉瑪依石油科普讀本
  • 作者:《新疆克拉瑪依石油科普讀本》編寫組
  • 出版日期:2011年12月24日
  • 開本:16
  • 定價:32.00
  • 外文名:Popular Petroleum Science of Xinjiang Karamay
  • 出版社:石油工業出版社
  • 頁數:165頁
  • ISBN:9787502185527
  • 品牌:石油工業出版社
圖書目錄,文摘,後記,

圖書目錄

第一篇 油氣田是怎樣形成的
油氣田形成的地質基礎
破解石油、天然氣生成之謎
分散油氣大團聚——油氣田的形成
第二篇 油氣田是怎樣找到的
從油氣田勘探方法說起
找油氣的“竅門”
循規蹈矩,排兵布陣,實施找油大計
第三篇 油氣田是怎樣開發的
認識油氣藏,制訂開發方案
開發過程中的工藝技術
第四篇 油氣是怎樣儲運的
原油、天然氣是怎樣得到的
原油、天然氣是怎樣運輸和儲存的
第五篇 油氣是怎樣煉製加工的
油氣加工常識
石油產品“萬花筒”
新疆石油產品的家
第六篇 綠色油氣田是如何創建的
什麼是綠色油氣田
如何創建綠色油氣田
參考文獻
後記

文摘

聖誕樹——採油樹,財源滾滾
井口上裝有能給我們帶來財富的採油樹。它是由安裝在套管法蘭上的全套閥門組加上裝在油管套內的油嘴組成的,是控制和調節井口壓力與產量的設備。我們可以通過調節採油樹上的閥門和油嘴大小來控制地下油層的生產壓差,合理開採我們的寶藏。採油樹下部的油管頭和套管法蘭連線著井筒里的油管和油層套管。套管組合主要用來固定、保護油氣井。從井口下入井中的套管通常有:
導管——為了將鑽進時返出地面的鑽井液引導到較高位置的循環系統泥漿篩入口平面上來,必須在鑽表層井眼時下入頂部高出地面並與泥漿篩入口相接的導管。環空注水泥漿封固。
表層套管——為了穩定疏鬆的地表淺層井壁不坍塌而下入的最外層套管。環空注水泥漿封固,以保證後續的正常鑽進。
技術套管——在地層深部鑽遇高壓水層、氣層、流沙層、鹽層等情況時,為穩定井壁而下入的內層套管。水泥漿上返高度要能封固這些層位。如有保證井壁不坍塌和正常鑽進的其他方法,應儘可能不下,以節約投資。
油層套管——最內層的套管,是油氣層與地面的通道,也稱生產套管。在生產套管中要下入較細的油管到油層深度,進行油氣的正常生產。套管與油管之間上部是不連通的。正常生產時,因油管內有壓力損耗,所以井口的油管壓力是低於套管壓力的。油管壓力與套管壓力是油井生產狀況的重要參數。
通過射孔把油層、井筒和井口裝置連線成一條通道,讓油、氣通過井底順著油管一直噴涌到井口。因為從油嘴流出的是珍貴的油氣,所以西方人稱之為聖誕樹,表示上帝恩賜,財源滾滾。
地層中的原油源源不斷噴出地面依靠的能量來自於哪裡呢?主要是依靠油層內的原始地層壓力高於油井生產時的井底壓力,即流動壓力所形成的壓力差。同時,從油層深處到井底,壓力逐步下降,油層岩石體積膨脹,使油層孔隙體積縮小;而孔隙中的原油體積也會膨脹,這種雙重作用會把原油擠出孔隙,向低壓處滲流。當原油到達井簡後,溶解於原油中的天然氣隨著壓力的降低會逸出形成氣泡,沿井筒中的油管上升,氣泡體積隨壓力下降而膨脹,幫助原油從井底舉升到地面。
最後原油通過油嘴後,剩餘的壓力用於克服通往計量站的地面管線的摩擦阻力,到達油氣分離器和油罐。
給地下油氣藏補充能量
油層就像固化的吸滿液體的海綿,當海綿被擠壓,液體就流了出來。油層雖然不能像海綿一樣被擠壓變形,但鑽穿油層的油井會使油層與地面大氣相通,這時井底油層處的壓力就大大低於油層內部壓力。在這個巨大的壓力差作用下,油層就像受到擠壓的海綿一樣,充滿於油層中的石油和天然氣就會源源不斷地從油層深處慢慢流向井底,通過油井噴出地面。這就是我們所說的自噴井。我們把利用油層原始能量開採石油稱為一次採油。
隨著油氣的不斷噴出,油層壓力逐漸下降到不足以克服井筒液柱壓力時,就不能自噴了。這時采出的油氣總量一般不超過地質儲量的10%。這時通過從一些井(即注水井)向油藏高壓注入合格的水,當然有充足天然氣源時也可以注天然氣,以占據油層孔隙中原來儲存油氣的空間,給油氣藏補充能量,恢復和保持油層壓力,使油層中的原油不斷被水或天然氣推擠到另一些生產井的井底,從而延續自噴期。這種開採方式就是注水採油,也稱二次採油。它是國內外普遍採用的保持油井穩定生產,並最大限度地采出地下原油的有效方法。注水採油法累計采出的原油總量占地質儲量的百分數,即最終採收率最高可達30%~40%。 油田注水分為早期注水和後期注水兩種方式。我國絕大多數油田都採用早期注水,就是在油田開採初期就開始注水,以保持油層壓力。大慶油田採用早期注水,使油田穩產30年,在世界上享有較高聲譽。而西方國家的多數油田則是先採油,以最低成本迅速回收投資。當油層壓力和原油產量大幅下降時才開始注水。
給地下油氣藏補充能量時,要嚴格控制注入水中的機械雜質和礦化物的種類與含量,否則就會污染油氣層,堵塞油氣層的孔隙通道,在補充能量的同時又帶來了很多麻煩。水源來水要經過注水站進行處理。注水站與原油處理站、變電所合建,稱為聯合站。按注入水質標準,進行清水處理,並密閉隔氧。水源來水在清水罐中加絮凝劑、緩蝕阻垢劑、殺菌劑處理後,泵入過濾器,再次絮凝、緩蝕、阻垢、殺菌,進入注水罐,由注水泵加壓,經配水管匯,把合格的水分配到各配水間。配水問的配水管匯具有向注水井調配水量、洗井、流量計量、壓力測定、取水樣等功能。
為了給油藏補充能量以維持油田穩定生產,不得不消耗大量的淡水資源。隨原油一同采出後被分離出的油田污水,是不能直接供一般生產、灌溉和生活使用的,排放到地面會造成環境污染。為此,分離出來的油田污水要經過處理,即通過對水中離子進行交換,去除有害物質,水質指標達到注入水要求後回注到地層中,實現循環使用,以節約淡水資源,並保護地面的生態環境。
給地下原油安裝“電梯”
通過注水、注氣等給地下油氣藏補充能量後仍然不能使油井自噴開採時,就必須藉助外力將原油採到地面,稱為人工舉升開採。通常是通過抽油機和有桿泵或無桿泵等機械裝置,將原油從井底深處抽吸上來,所以稱為機械採油。在油田一眼望去,經常可以看到一個個我們俗稱的“磕頭機”站在那裡,驢頭在一上一下、不緊不慢地“磕頭作揖”,這就是機械採油所用的工具——抽油機。它從側面看就像一匹馬或一頭驢行走時一步一點頭的樣子,又像一個人在不停地磕頭,所以把抽油機也稱為“磕頭機”。西方人把游梁懸掛抽油桿柱的這一端稱為馬頭(HorseHead),我們譯成驢頭。抽油桿柱帶動井下的深井泵,像乘坐自動電梯一樣,把從油層滲流到井筒中的原油,源源不斷地帶出地面。
抽油機和深井泵的工作原理和大樓里的電梯差不多,但這個電梯是“單向”的。油層滲流到井底的原油只能進入泵筒升到地面,不能返回油層。固定在泵筒底部的單向閥是電梯第一道大門,深井泵柱塞上的單向閥是電梯上的第二道大門。驢頭從下向上運動時,柱塞上的第二道門關閉,柱塞以上的“原油乘客”升出地面,油層流入井筒的“原油乘客”推開電梯第一道門進入泵筒;驢頭從上向下運動時,電梯第一道門關閉,進入泵筒的“原油乘客”推開第二道門進入柱塞以上,等待驢頭再次向上運動時關閉第二道門,升出地面。抽油機粗大的曲柄和它上面的大鐵塊起平衡作用,驢頭向上運動時幫助電動機提升抽油桿柱,驢頭向下運動時拉住抽油桿柱,由電動機帶動抽油桿柱下行。這樣,不論驢頭向上、向下運動,電動機都要做功,但消耗的功率並不大,所以地面上看到的抽油機很大,電動機卻很小。這種抽油井在準噶爾油氣區採油井總數中占90%以上,國內外大多數油田也大致如此。
有一種“無繩電梯”,它發揮著和“磕頭機”一樣的作用,其實就是在井下工作的不帶抽油桿柱的多級離心泵,同油管一起下入井內,稱為電潛泵或電泵。地面電源通過特製的、可以在井下高溫高壓的原油中長期安全供電的潛油電纜將電能輸往井下與電潛泵同軸安裝的潛油電動機,帶動離心泵旋轉,把原油舉升到地面。這種開採方法在不能自噴的高產井或高含水井中很適用。
另外一種“無繩電梯”是水力活塞泵。它是一種靠液壓傳動的、沒有抽油桿柱的抽油設備。井下部分主要由液馬達、抽油泵和滑閥控制機構組成。把原油作為動力液由地面加壓後,經油管或專用的動力液管傳輸至地下,通過滑閥控制機構不斷改變供給液馬達的液體流向,驅動液馬達做上下往復運動,帶動抽油泵把井下原油舉升到地面。
還有一種把地下寶藏運輸到地面的方法稱為氣舉採油。它是從地面通過套管閥門,向井筒內油、套管之間的環形空間注入高壓天然氣,從油管柱下部的氣舉閥進入油管。一方面降低油管中液柱的密度和井底壓力,使地層中的原油進入井底;同時像自噴井油管中的流動形態一樣,將流入井筒的原油源源不斷地運送到地面。由於天然氣源不足、地面設備複雜、一次性投資大的限制,一般油田很少採用這種採油方法。但在有充足氣源的高氣油比、高產量深井和海上油井、水平井中,這種方法還是大有可為的。
P65-71

後記

由克拉瑪依油田自己的專家編寫的反映克拉瑪依油田勘探開發、油氣儲運、煉油化工、綠色油田等科學知識的科普讀本終於與廣大市民見面了,這是我市科普工作的一件喜事。廣大的各族市民,特別是青少年讀了這本科普讀物以後,一定會從中學到不少石油石化科普知識,逐步樹立科學思想,培養科學精神,提高科學素質,從而更好地學習、工作和生活。
《新疆克拉瑪依石油科普讀本》(以下簡稱《讀本》)是由新疆石油學院三位年過七旬的老教授楊樹槐、徐瓚、呂海燕和兩位在崗的年輕教授崔平正、林浩具體編寫完成的。其中,楊樹槐教授負責編寫了第一篇“油氣田是怎樣形成的”和第二篇“油氣田是怎樣找到的”;徐瓚副教授負責編寫了第三篇“油氣田是怎樣開發的”;崔平正教授負責編寫了第四篇“油氣是怎樣儲運的”;林浩副教授負責編寫了第五篇“油氣是怎樣煉製加工的”;呂海燕教授負責編寫了第六篇“綠色油氣田是怎樣創建的”。從給大學生教書授課到編寫科普讀物,這對參加《讀本》編寫的教授們來說,無疑是一個新的挑戰。從不熟悉到了解、認識、熟悉,對教授們來說也是一個孜孜不倦、不斷學習、不斷探討、超越自我的過程。他們用幾十年的心血和智慧,用他們在油田一線豐富的實踐經驗,為克拉瑪依市的科普事業做出了新的貢獻,理應受到尊敬和感謝。《讀本》初稿完成後,新疆石油學院科研信息中心主任楊鴻劍對文稿進行了整理和彙編,新疆油田公司、克拉瑪依石化公司、克拉瑪依市政府相關部門的多位專家、教授和工程技術人員對《讀本》提出了修改完善意見和建議。
為了高質量地編寫和出版《讀本》,克拉瑪依市委、市政府的有關領導高度重視,先後多次對《讀本》編撰提出具體的指導和要求,克拉瑪依油田的部分老領導、老專家和工程技術人員李立誠、林隆棟、楊瑞琪、楊文孝、范炳章、華鐘文、郝晶煥、彭順龍、吳虻、楊生榛、黃新春、路學成、甄新平、向寶力等,多次受邀參加《讀本》大綱和初稿的審核討論,在把握《讀本》的知識性、準確性、系統性和趣味性等方面提出了許多中肯的意見和建議。在此,對他們為本書編寫出版做出的重要貢獻表示衷心的感謝。
為了準確把握科普讀物的創作原則和寫作手法,新疆著名老一代科普專家、新疆科學院副編審、新疆科普作家協會副理事長、烏魯木齊科協常委胡文康,新疆大學教授、中國科普作家協會會員王功恪,克拉瑪依日報社首席記者劉亞峰(克拉瑪依科普讀物《尤奇的一生》作者)為本書提出了很多專業性、建設性的意見和建議。在此,對他們為本書的編撰所做的特殊貢獻表示誠摯的謝意。
感謝新疆油田公司勘探開發研究院、中國石油工程設計有限公司新疆設計院、新疆油田公司採油工藝研究院、中國石油集團西部鑽探工程公司鑽井工藝研究院、克拉瑪依石化總廠、中國石油集團西部鑽探工程公司測井公司、新疆油田公司試油處、新疆DBs鑽頭工具有限公司等單位熱情地、不厭其煩地多次為本書編寫提供珍貴的資料和圖片。
感謝石油工業出版社為本書所做的奪人眼球的裝幀設計和精巧排版,使人一見愛不釋手。
《讀本》正式出版發行了,作為克拉瑪依首次編寫的反映石油石化科學的科普讀物肯定還存在不少缺點和不足,歡迎廣大讀者提出寶貴意見,以便我們進一步補充和完善。
克拉瑪依作為新中國成立後開發建設的第一個大油田,經過幾十年的開發建設,一個富裕、和諧、法治、文明、平安、秀美的生態家園基本形成,現代化的大油氣田初具規模。如今,克拉瑪依市確定了建設六大基地、發展三大新興產業、推進兩個平台和打造世界石油城的戰略目標。這些目標的實現,需要科技的強有力支撐,更需要有高素質的現代公民。讓我們同舟共濟、共同努力,圍繞現代化油田建設和城市發展編寫更多的科普讀物,為提高全體公眾的科學素質,打造高品質的現代化石油城貢獻力量。
《新疆克拉瑪依石油科普讀本》編寫組
2010年12月26日
  

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