石油
石油,也称原油,以液态形式赋存于地下岩石孔隙中的一种可燃有机矿产,是一种粘稠的、深褐色(有时有点绿色的)液体。地壳上层部分地区有石油储存。它由不同的碳氢化合物混合组成,其主要组成成分是烷烃,此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。不过不同的油田的石油的成分和外貌可以区分很大。石油主要被用来作为燃油和汽油,燃料油和汽油组成目前世界上最重要的一次能源之一。石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。今天88%开采的石油被用作燃料,其它的12%作为化工业的原料。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严重的后果。石油因其价值高昂,又被称为“黑金”。
1、简介
广义的石油通常指自然界中存在于地下的以气态、液态和固态烃类化
石油
合物为主,并含少量杂油井质的混合物。杂质中有数量不等的液态和固态的非烃化合物,并含多种微量元素。石油是一种很复杂的混合物,因产地而异,因油层而异,没有固定的化学组成,从而没有固定的物理常数。在中国,石油一词最早见于北宋沈括的《梦溪笔谈》。英文petroleum一词源于希腊文petra(岩石)和拉丁文oleum(油),意指岩石中的油。在中东地区波斯湾一带有丰富的储藏,而在俄罗斯、美国、中国和南美洲等地也有很大量的储藏。石油的常用衡量单位“桶”为一个容量单位,即42加仑。因为各地出产的石油的密度不尽相同,所以一桶石油的重量也不尽相同。一般地,一吨石油大约有8桶。油气及其产品广泛应用于工业、农业、交通运输、日常生活等各个方面。石油是世界上最重要的动力燃料,具有燃烧完全、发热量高、运输方便等优点。由石油和天然气生产的乙烯、丙烯、苯、甲苯、二甲苯和乙炔等,是现代化学工业的重要原料。如乙烯是制造合成纤维、合成橡胶和合成塑料的基本化工原料。国际上常以乙烯产量来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。此外,苯、甲苯、二甲苯也是上述3大合成材料和农药、医药、炸药的重要原料,而且是现代尖端科学技术和国防工业发展不可缺少的原料。农业用化肥的生产,主要也是以石油和天然气为原料。
2、单位
1吨约等于7桶,如果油质较轻(稀)则1吨约等于7.2桶或7.3桶。美欧等国的加油站,通常用加仑做单位,我国的加油站则用升计价。
1桶=42加仑
1加仑=3.78543升
美制1加仑=3.785升
英制1加仑=4.546升
所以,1桶=158.99升
3、颜色
原油的颜色非常丰富,有红、金黄、墨绿、黑、褐红、甚至透明;原油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量,含的越高颜色越深。我国重庆黄瓜山和华北大港油田有的井产无色石油,克拉玛依石油呈褐至黑色,大庆、胜利、玉门石油均为黑色。无色石油在美国加利福尼亚、原苏联巴库、罗马尼亚和印尼的苏门答腊均有产出。无色石油的形成,可能同运移过程中,带色的胶质和沥青质被岩石吸附有关。但是不同程度的深色石油占绝对多数,几乎遍布于世界各大含油气盆地。
4、成分
物质成份
原油的成分主要有:油质(这是其主要成分)、胶质(一种粘性的半固体物质)、沥青质(暗褐色或黑色脆性固体物质)、碳质(一种非碳氢化合物)。石油是由碳氢化合物为主混合而成的,具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体。天然气是以气态的碳氢化合物为主的各种气体组成的,具有特殊气味的、无色的易燃性混合气体。在整个的石油系统中分工也是比较细的:构成石油的化学物质,用蒸馏能分解。原油作为加工的产品,有煤油、苯、汽油、石蜡、沥青等。严格地说,石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。分子量最小的4种烃,全都是煤气。
元素组成
石油主要是碳氢化合物。它由不同的碳氢化合物混合组成,组成石油的化学元
构成石油的化学成分
素主要是碳(83%~87%)、氢(11%~14%),其余为硫(0.06%~0.8%)、氮(0.02%~1.7%)、氧(0.08%~1.82%)及微量金属元素(镍、钒、铁、锑等)。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分,约占95%~99%,各种烃类按其结构分为:烷烃、环烷烃、芳香烃。一般天然石油不含烯烃而二次加工产物中常含有数量不等的烯烃和炔烃。含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害,在石油加工中应尽量除去。
5、加工
随着《节能减排“十二五”规划》和《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》等政策的出台,我国加大了炼油领域的落后产能淘汰力度。下半年,我国仍将会抓住当前有利时机,加快经济结构调整,控制高耗能产业,淘汰落后产能,会在一定程度上抑制石油加工业固定资产投资增长。预计全年精炼石油产品制造业固定资产投资额为2000.5亿元,同比增长19.7%,增速较上半年下降1.0个百分点。其中,3季度投资额约为600.4亿元。
下半年,我国石油加工业经济增长面临着很多不确定和复杂因素,但仍可继续保持平稳运行态势,但增速有所放缓。预计全年精炼石油产品制造业产品销售收入将达到3.46万亿元,同比增长2.6%,增速较上半年下降0.4个百分点;利润总额将保持较快增长,达到105.4亿元。
3季度,随着夏季用油高峰的到来,工业行业、人们日常生活等用油需求将有所回升,而且成品油价格的新形成机制使国内成品油价格变动更接近国际油价变化,企业能够随时灵活地调整生产计划。预计3季度,精炼石油产品制造业产品销售收入实现环比增长,将达到8862.9亿元;利润总额将达到27.6亿元。
6、历史
中国是世界上最早发现和利用石油,并对它进行工业生产的几个国家之一。从已有的文字记载和出土文物看,利用石油至少已有约3000年的历史。西周《易经》(公元前1122~前770)就有关于天然气在水中燃烧的记载。东晋常璩的《华阳国志》中有秦始皇时(公元前221~前209)用天然气煮盐的记载。与此同时,开采天然气的钻井工艺也有很大的发展,到公元前67年,仅四川临邛和蒲江两地就有用顿钻钻凿的天然气井20多口。至于石油,最早记载见于东汉班固著的《汉书·地理志》,该书在“上郡高奴”(今陕西省延安、延长、延川一带)条记有“有洧水可燃”。北魏郦道元著的《水经注·河水篇》对酒泉油苗作了描述。到北宋时已有加工石油的作坊。《元一统志》记载了陕西延安地区钻凿了一口石油井,年产110斤,在延长地区钻凿的一口石油井年产400斤。从元朝开始,不仅有采油井,而且还建立了管理机构。
1852年波兰人依格纳茨·卢卡西维茨(IgnacyŁukasiewicz)发明了使用更易获得的石油提取煤油的方法。8世纪新建的巴格达的街道上铺有从当地附近的自然露天油矿获得的沥青。9世纪阿塞拜疆巴库的油田用来生产轻石油。10世纪地理学家阿布·哈桑·阿里·麦斯欧迪和13世纪马可·波罗曾描述过巴库的油田。他们说这些油田每日可以开采数百船石油。
现代石油历史始于1846年,当时生活在加拿大大西洋省区的亚布拉罕·季斯纳发明了从煤中提取煤油的方法。1852年波兰人依格纳茨·武卡谢维奇(Ignacy·ukasiewicz)发明了使用更易获得的石油提取煤油的方法。次年波兰南部克洛斯诺附近开辟了第一座现代的油矿。这些发明很快就在全世界普及开来了。1861年在巴库建立了世界上第一座炼油厂。当时巴库出产世界上90%的石油。后来斯大林格勒战役就是为夺取巴库油田而展开的。
19世纪石油工业的发展缓慢,提炼的石油主要是用来作为油灯的燃料。20世纪初随着内燃机的发明情况骤变,至今为止石油是最重要的内燃机燃料。尤其在美国在德克萨斯州、俄克拉何马州和加利福尼亚州的油田发现导致“淘金热”一般的形势。到1910年为止,在加拿大(尤其是在艾伯塔)、荷属东印度、波斯、秘鲁、委内瑞拉和墨西哥发现了新的油田。这些油田全部被工业化开发。
直到1950年代中为止,煤依然是世界上最重要的燃料,但石油的消耗量增长迅速。1973年能源危机和1979年能源危机爆发后媒介开始注重对石油供应水平进行报道。这也使人们意识到石油是一种有限的原料,最后会耗尽,至少作为一种经济能源。不过至今为止所有预言石油即将用尽的试图都没有实现,所以也有人对这个讨论表示不以为然。石油的未来至今还无定论。2004年一份《今日美国》的新闻报道说地下的石油还够用40年。有些人认为,由于石油的总量是有限的,因此1970年代预言的耗尽今天虽然没有发生,但是这不过是被迟缓而已。也有人认为随着技术的发展人类总是能够找到足够的便宜的碳氢化合物的来源的。地球上还有大量焦油砂、沥青和油母页岩等石油储藏,它们足以提供未来的石油来源。目前已经发现的加拿大的焦油砂和美国的油母页岩就含有相当于所有目前已知的油田的石油。
今天90%的运输能量是依靠石油获得的。石油运输方便、能量密度高,因此是最重要的运输驱动能源。此外它是许多工业化学产品的原料,因此它是目前世界上最重要的商品之一。在许多军事冲突(包括第二次世界大战和海湾战争)中占据石油来源是一个重要因素。
中东首次发现石油,是在1908年的波斯(今伊朗),而今天约80%可以开采的石油储藏位于该地区,其中62.5%位于沙特阿拉伯(12.5%)(1938年发现石油)、阿拉伯联合酋长国、伊拉克、卡塔尔和科威特。
2016年11月,美国地质调查局表示,发现了迄今为止美国最大的未开发石油储量,大约可产出200亿桶原油和16亿桶液态天然气。以美油45美元/桶计算,这些储量价值高达9000亿美元。
7、物理性质
石油的颜色是多种多样的,在透射光下,从无色透明到淡黄、褐黄、深褐、淡红、棕色、黑色,常见的石油呈黑褐色。比重一般为0.75~0.98,比重大于1或小于0.75的石油在自然界也有发现。粘度变化范围很大,从常温下接近于水到稠油呈半固态状。主要成分为烃,故能溶于中性有机溶剂,如苯、氯仿、二硫化碳、四氯化碳、醚等。高分子烷烃的含量多少,或者说含蜡量的多少,决定着其凝固点和液化点的高低。电阻很高,通常达109~1016欧姆。大多数石油都有旋光性。石油的物理性质与石油的化学组成有关。
8、化学组成
辛烷是石油中存在的一种碳氢化合物。据J.M.亨特统计(1979),石油的平均元素组成:碳为84.5%,氢为13.0%,硫为1.5%,氮为0.5%,氧为0.5%。石油主要由碳和氢组成,碳和氢的总量在95~99%之间。石油中已鉴定出3000多种化合物,其中烃类化合物230种以上,分属于烷烃、环烷烃、芳香烃,是组成石油的基本化合物。石油中还有由氧、氮、硫组成的非烃类化合物,如含氧化合物中的有机酸(环烷酸、脂肪酸、C10~C15的异戊间二烯酸)、酚、酮类化合物,含氮化合物中的卟啉、喹啉、吡啶、咔唑等,含硫化合物中的硫醇、硫醚、噻吩和二硫化物等。
不同的化合物具有不同的沸点,对石油加热蒸馏,可将石油分离成不同沸点范围(即馏程)的若*分,其每一部分就是一个馏分。由石油分馏出的全部馏分被称做石油的馏分组成。
石油对中性有机溶剂和吸附剂,有选择性溶解和吸附的性能。可以选用不同有机溶剂和吸附剂,将石油分成若*分,每一部分就是一个组分。石油的组分一般可划分为3种:
①油质。可溶于石油醚,而不被硅胶所吸附的部分。它主要是饱和烃和一部分低分子芳烃。
②胶质。用苯、酒精-苯从硅胶吸附的产物。溶于苯的组分称为苯胶质,主要是芳烃和一些具有复杂元素的芳烃结构化合物。用酒精和苯的混合溶剂可得到酒精-苯胶质,这类胶质主要是复杂元素的非烃化合物。
③沥青质。可以溶解于氯仿但不溶于石油醚的部分。也是非烃的一部分,它不同于胶质的是高分子化合物含量增加,分子量很大,具有高分子的稠环芳烃和烷烃侧链组成的复杂结构。
9、生成原因
生物成油理论
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。非生物成油理论
非生物成油的理论天文学家托马斯·戈尔德在俄罗斯石油地质学家尼古莱·库德里亚夫切夫(NikolaiKudryavtsev)的理论基础上发展的。这个理论认为在地壳内已经有许多碳,有些这些碳自然地以碳氢化合物的形式存在。碳氢化合物比岩石空隙中的水轻,因此沿岩石缝隙向上渗透。石油中的生物标志物是由居住在岩石中的、喜热的微生物导致的。与石油本身无关。在地质学家中这个理论只有少数人支持。一般它被用来解释一些油田中无法解释的石油流入,不过这种现象很少发生。过去认为石油是从动物的尸体变化而成,因此,石油是不可再生的能源。不过,根据美国于2003年的一项研究,有不少枯干的油井在经过一段时间的弃置以后,仍然可以生产石油。所以,石油可能并非生物生成的矿物,而是碳氢化合物在地球內部经过放射線作用之后的产物。
10、开采
开采石油的第一关是勘探油田。今天的石油地质学家使用重力仪、磁力仪等仪器来寻找新的石油储藏。地表附近的石油可以使用露天开采的方式开采。不过今天除少数非常偏远地区的矿藏外这样的石油储藏已经几乎全部耗尽了。今天在加拿大艾伯塔的阿萨巴斯卡油砂还有这样的露天石油矿。在石油开采初期少数地方也曾有过打矿井进行地下开采的矿场。埋藏比较深的油田需要使用钻井才能开采。海底下的油矿需要使用石油平台来钻和开采。
11、分布地区
原油的分布从总体上来看极端不平衡:从东西半球来看,约3/4的石油资源集中于东半球,西半球占1/4;从南北半球看,石油资源主要集中于北半球;从纬度分布看,主要集中在北纬20°-40°和50°-70°两个纬度带内。波斯湾及墨西哥湾两大油区和北非油田均处于北纬20°-40°内,该带集中了51.3%的世界石油储量;50°-70°纬度带内有著名的北海油田、俄罗斯伏尔加及西伯利亚油田和阿拉斯加湾油区。
(一)中东波斯湾沿岸
中东海湾地区地处欧、亚、非三洲的枢纽位置,原油资源非常丰富,被誉为“世界油库”。
中东波斯湾沿岸石油
(二)北美洲
北美洲原油储量最丰富的国家是加拿大、美国和墨西哥。加拿大原油探明储量为245.5亿吨,居世界第二位。美国原油探明储量为29.8亿吨,主要分布在墨西哥湾沿岸和加利福尼亚湾沿岸,以得克萨斯州和俄克拉荷马州最为著名,阿拉斯加州也是重要的石油产区。美国是世界第二大产油国,但因消耗量过大,每年仍需进口大量石油。墨西哥原油探明储量为16.9亿吨,是西半球第三大传统原油战略储备国,也是世界第六大产油国。
(三)欧洲及欧亚大陆
欧洲及欧亚大陆原油探明储量为157.1亿吨,约占世界总储量的8%。其中,俄罗斯原油探明储量为82.2亿吨,居世界第八位,但俄罗斯是世界第一大产油国,2006年的石油产量为4.7亿吨。中亚的哈萨克斯坦也是该地区原油储量较为丰富的国家,已探明的储量为41.1亿吨。挪威、英国、丹麦是西欧已探明原油储量最丰富的三个国家,分别为10.7亿吨、5.3亿吨和1.7亿吨,其中挪威是世界第十大产油国。
(四)非洲
非洲是近几年原油储量和石油产量增长最快的地区,被誉为“第二个海湾地区”。2006年,非洲探明的原油总储量为156.2亿吨,主要分布于西非几内亚湾地区和北非地区。专家预测,到2010年,非洲国家石油产量在世界石油总产量中的比例有望上升到20%。
利比亚、尼日利亚、阿尔及利亚、安哥拉和苏丹排名非洲原油储量前五位。尼日利亚是非洲地区第一大产油国。目前,尼日利亚、利比亚、阿尔及利亚、安哥拉和埃及等5个国家的石油产量占非洲总产量的85%。
(五)中南美洲
中南美洲是世界重要的石油生产和出口地区之一,也是世界原油储量和石油产量增长较快的地区之一,委内瑞拉、巴西和厄瓜多尔是该地区原油储量最丰富的国家。2006年,委内瑞拉原油探明储量为109.6亿吨,居世界第七位。2006年,巴西原油探明储量为16.1亿吨,仅次于委内瑞拉。巴西东南部海域坎坡斯和桑托斯盆地的原油资源,是巴西原油储量最主要的构成部分。厄瓜多尔位于南美洲大陆西北部,是中南美洲第三大产油国,境内石油资源丰富,主要集中在东部亚马孙盆地,另外,在瓜亚斯省西部半岛地区和瓜亚基尔湾也有少量油田分布。
(六)亚太地区
亚太地区原油探明储量约为45.7亿吨,也是目前世界石油产量增长较快的地区之一。中国、印度、印度尼西亚和马来西亚是该地区原油探明储量最丰富的国家,分别为21.9亿吨、7.7亿吨、5.8亿吨和4.1亿吨。中国和印度虽原油储量丰富,但是每年仍需大量进口。
由于地理位置优越和经济的飞速发展,东南亚国家已经成为世界新兴的石油生产国。印尼和马来西亚是该地区最重要的产油国,越南也于2006年取代文莱成为东南亚第三大石油生产国和出口国。印尼的苏门答腊岛、加里曼丹岛,马来西亚近海的马来盆地、沙捞越盆地和沙巴盆地是主要的原油分布区。
12、未来政策
建立资源节约型国民经济体系和资源节约型社会是关系我国经济社会发展全局的一个重大战略问题。全面构建*和谐社会需要社会全面发展,发展离不开经济发展做后盾。石油工业是经济发展的血液,但是,石油属于不可再生资源,因此,发展石油工业必须落实科学发展观,走资源节约型之路。作为国家经济支柱型企业的中国石油集团,要把党*、国务院提出的建立资源节约型国民经济体系和资源节约型社会的伟大工程,落实到自己工作的实处,最重要的是用什么样的发展观来发展我们的石油工业。中国石油集团要承担起建设节约型社会的历史责任,就必须走科学发展之路。
从寻找石油到利用石油,大致要经过四个主要环节,即寻找、开采、输送和加工,这四个环节一般又分别称为“石油勘探”、“油田开发”、“油气集输”和“石油炼制”。“石油勘探”有许多方法,但地下是否有油,最终要靠钻井来证实。一个国家在钻井技术上的进步程度,往往反映了这个国家石油工业的发展状况,因此,有的国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井,以表示他们在石油工业发展上迈出了最早的一步。“油田开发”指的是用钻井的办法证实了油气的分布范围,并且油井可以投入生产而形成一定生产规模。从这个意义上说,1821年四川富顺县自流井气田的开发是世界上最早的天然气田。“油气集输”技术也随着油气的开发应运而生,公元1875年左右,自流井气田采用当地盛产的竹子为原料,去节打通,外用麻布缠绕涂以桐油,连接成“输气管道”,总长二、三百里,在当时的自流井地区,绵延交织的管线翻越丘陵,穿过沟涧,形成输气网络,使天然气的应用从井的附近延伸到远距离的盐灶,推动了气田的开发,使当时的天然气达到年产7000多万立方米。
13、石油钻探
为了将钻头钻下来的碎屑以及润滑和冷却液运输出钻孔,钻柱和钻头是中空的。在钻井时使用的钻柱(专业术语也称做钻具)越来越长,钻柱可以使用螺旋连接在一起。钻柱的端头是钻头。
石油钻探
钻井液由中空的钻柱被高压送到钻头。钻井泥浆则被这个高压通过钻孔送回地面。钻井液必须具有高密度和高粘度。有些钻头使用钻井液来驱动钻头,其优点是只有钻头,而不必整个钻柱被旋转。为了操作非常长的钻柱在钻孔的上方一般建立一个钻井架。在必要的情况下,今天工程师也可以使用定向钻井的技术绕弯钻井。这样可以绕过被居住的、地质上复杂的、受保护的或者被军事使用的地面来从侧面开采一个油田。地壳深处的石油受到上面底层以及可能伴随出现的天然气的压挤,它又比周围的水和岩石轻,因此在钻头触及含油层时它往往会被压力挤压喷射出来。为了防止这个喷射现代的钻机在钻柱的上端都有一个特殊的装置来防止喷井。一般来说刚刚开采的油田的油压足够高可以自己喷射到地面。随着石油被开采,其油压不断降低,后来就需要使用一个从地面通过钻柱驱动的泵来抽油。通过向油井内压水或天然气可以提高可以开采的油量。通过压入酸来溶解部分岩石(比如碳酸盐)可以提高含油层岩石的渗透性。随着开采时间的延长抽上来的液体中水的成分越来越大,后来水的成分大于油的成分,今天有些矿井中水的成分占90%以上。通过上述手段、按照当地的情况不同今天一个油田中20%至50%的含油可以被开采。剩下的油今天无法从含油的岩石中分解出来。通过以下手段可以再提高能够被开采的石油的量:
手段
1.通过压入沸水或高温水蒸汽,甚至通过燃烧部分地下的石油;
2.压入氮气;
3.压入二氧化碳来降低石油的黏度;
4.压入轻汽油来降低石油的黏度;
5.压入能够将油从岩石中分解出来的有机物的水溶液;
6.压入改善油与水之间的表面张力的物质(清洁剂)的水溶液来使油从岩石中分解出来;
7.这些手段可以结合使用。虽然如此依然有相当大量的油无法被开采。
水下的油田的开采最困难。要开采水下的油田要使用浮动的石油平台。在这里定向钻井的技术使用得最多,使用这个技术可以扩大平台的开采面积。
特点
与一般的固体矿藏相比,有三个显著特点:①开采的对象在整个开采的过程中不断地流动,油藏情况不断地变化,一切措施必须针对这种情况来进行,因此,油气田开采的整个过程是一个不断了解、不断改进的过程;②开采者在一般情况下不与矿体直接接触。油气的开采,对油气藏中情况的了解以及对油气藏施加影响进行各种措施,都要通过专门的测井来进行;③油气藏的某些特点必须在生产过程中,甚至必须在井数较多后才能认识到,因此,在一段时间内勘探和开采阶段常常互相交织在一起(见油气田开发规划和设计)。
要开发好油气藏,必须对它进行全面了解,要钻一定数量的探边井,配合地球物理勘探资料来确定油气藏的各种边界(油水边界、油气边界、分割断层、尖灭线等);要钻一定数量的评价井来了解油气层的性质(一般都要取岩心),包括油气层厚度变化,储层物理性质,油藏流体及其性质,油藏的温度、压力的分布等特点,进行综合研究,以得出对于油气藏的比较全面的认识。在油气藏研究中不能只研究油气藏本身,而要同时研究与之相邻的含水层及二者的连通关系(见油藏物理)。
在开采过程中还需要通过生产井、注入井和观察井对油气藏进行开采、观察和控制。油、气的流动有三个互相联接的过程:①油、气从油层中流入井底;②从井底上升到井口;③从井口流入集油站,经过分离脱水处理后,流入输油气总站,转输出矿区(见油藏工程)。
技术
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(见工程测井,生产测井,饱和度测井)。
钻井工程在油气田开发中,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50%以上。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,提高钻井速度,是降低钻井成本的关键(见钻井方法,钻井工艺,完井)。
采油工程是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升可以依靠地层的能量自喷,也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举出。各种有效的修井措施,能排除油井经常出现的结蜡、出水、出砂等故障,保证油井正常生产。水力压裂或酸化等增产措施,能提高因油层渗透率太低,或因钻井技术措施不当污染、损害油气层而降低的产能。对注入井来说,则是提高注入能力(见采油方法,采气工艺,分层开采技术,油气井增产工艺)。
油气集输工程是在油田上建设完整的油气收集、分离、处理、计量和储存、输送的工艺技术。使井中采出的油、气、水等混合流体,在矿场进行分离和初步处理,获得尽可能多的油、气产品。水可回注或加以利用,以防止污染环境。减少无效损耗(见油田油气集输)。
产油方法
随着油价的飞涨,其它生产油的技术越来越重要。这些技术中最重要的是从焦油砂和油母页岩提取石油。虽然地球上已知的有不少这些矿物,但是要廉价地和尽量不破坏环境地从这些矿物提取石油依然是一个艰巨的挑战。另一个技术是将天然气或者煤转化为油(这里指的是石油中含有的不同的碳氢化合物)。
这些技术中研究得最透彻的是费·托工艺。这个技术是第二次世界大战中纳粹德国为了补偿德国进口石油被切断而研究出来的。当时德国使用国产的煤来制造代替石油。二战中德国半数的用油是使用这个工艺产生的。但是这个工艺的成本比较高。在油价低的情况下它无法与石油竞争,只有在油价高的情况下它才有竞争力。
通过多重工艺过程这个技术可以将高烟煤转换为合成油,在理想状况下从一吨煤中可以提炼200升原油和众多副产品。目前有两个公司出售它们的费-托工艺技术。马来西亚民都鲁的壳牌公司使用天然气作为原料生产低硫柴油燃料。南非的沙索公司使用煤作为原料来生产不同的合成油产品。今天南非的大多数柴油是使用这个技术生产的。当时南非发展了这个技术来克服它因为种族隔离受到制裁所导致的能源紧缺。
另一个将煤转化为原油的技术是1930年代在美国发明的卡里克工艺。最新的类似的技术是热解聚,理论上使用这个工艺可以将任何有机废物转化为原油。
现代石油
现代石油历史始于1846年,当时生活在加拿大大西洋省区的亚布拉罕·季斯纳发明了从煤中提取煤油的方法。1852年波兰人依格纳茨·卢卡西维茨(Ignacy?ukasiewicz)发明了使用更易获得的石油提取煤油的方法。次年波兰南部克洛斯诺附近开辟了第一座现代的油矿。这些发明很快就在全世界普及开来了。1861年在巴库建立了世界上第一座炼油厂。当时巴库出产世界上90%的石油。后来斯大林格勒战役就是为夺取巴库油田而展开的。
19世纪石油工业的发展缓慢,提炼的石油主要是用来作为油灯的燃料。20世纪初随着内燃机的发明情况骤变,至今为止石油是最重要的内燃机燃料。尤其在美国在德克萨斯州、俄克拉何马州和加利福尼亚州的油田发现导致“淘金热”一般的形势。
1910年在加拿大(尤其是在艾伯塔)、荷属东印度、波斯、秘鲁、委内瑞拉和墨西哥发现了新的油田。这些油田全部被工业化开发。
直到1950年代中为止,煤依然是世界上最重要的燃料,但石油的消耗量增长迅速。1973年能源危机和1979年能源危机爆发后媒介开始注重对石油提供程度进行报道。这也使人们意识到石油是一种有限的原料,最后会耗尽。不过至今为止所有预言石油即将用尽的试图都没有实现,所以也有人对这个讨论表示不以为然。石油的未来至今还无定论。2004年一份《今日美国》的新闻报道说地下的石油还够用40年。有些人认为,由于石油的总量是有限的,因此1970年代预言的耗尽今天虽然没有发生,但是这不过是被迟缓而已。也有人认为随着技术的发展人类总是能够找到足够的便宜的碳氢化合物的来源的。地球上还有大量焦油砂、沥青和油母页岩等石油储藏,它们足以提供未来的石油来源。已经发现的加拿大的焦油砂和美国的油母页岩就含有相当于所有已知的油田的石油。
今天90%的运输能量是依靠石油获得的。石油运输方便、能量密度高,因此是最重要的运输驱动能源。此外它是许多工业化学产品的原料,因此它是目前世界上最重要的商品之一。在许多军事冲突(包括第二次世界大战和海湾战争)中,占据石油资源是一个重要因素。
随着国际原油的持续低迷,多家监测机构表示,截至外盘5月25日,作为我国成品油调价重要标杆的三地原油变化率跌破-4%已成定局,6月国内成品油下调也将成为板上钉钉。业内人士更表示,本轮计价期内国际原油价格大幅下滑,更将导致其他与成品油关联性不是很强的市场,也将无法得到成本支撑,6月整个油品市场可能陷入全面疲软。
14、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:
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。
润滑油
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。
沥青
它们是从生产燃料和润滑油时进一步加工得来
沥青压制的路面
后者是有机合成工业的重要基本原料和中间体。
市场
由于市场预期国际原油供应充足,美国原油库存将持续增加,国际油价14日继续走低。
美国能源情报署15日将发布截至5月10日的上周美国商业原油库存数据,市场预计或将增加45万桶至达到3.96亿桶。原油库存上升令市场担忧原油供应充足,美国对石油需求减弱。美国是全球第一大石油消费国。
另外,国际能源机构发布报告,预计未来5年北美地区石油产量将大幅增长,也压低了油价。报告指出,随着技术的提高,北美石油供应的大幅增长将对全球原油市场生产深远的影响,好消息将缓解过去几年市场供需关系紧张的局势。
截至当日收盘,纽约商品交易所6月交货的轻质原油期货价格下跌0.96美元,收于每桶94.21美元,跌幅为1%。6月交货的伦敦布伦特原油期货价格下跌0.22美元,收于每桶102.6美元,跌幅为0.21%。
价格
一般提到油价可能是指以下三种不同的价格:要么它指的是现货价格,要么指的是纽约商品交易所上在俄克拉何马州库欣的供货价格,或者是指国际石油交易所上的萨洛姆供货价格。不同石油根据其比重、含硫量和产地的价格可以非常不同。大多数石油不是在市场上买卖的,而是在柜台买卖的基础上交易的,其价格一般是参考一个定价机构如普氏公司给出的价格定的。国际石油交易所称65%交易的石油的价格低于该交易所提供的北海布伦特原油标价。
很多人指责石油输出国组织控制油价,他们指出石油开采的实际价值只在每桶两美元左右。石油输出国组织则反驳说首先开采石油不仅仅是开采,而且此前的勘探、钻井等等的价值也必须被包括进去。此外不能只用最低的开采价值作为标准。许多地方的开采价值高于上述的每桶两美元。而且由于石油输出国组织通过控制开采量控制油价保持在一定的程度上使得一些油田(比如北海的油田)得以开采。此外石油输出国组织的能力往往被错误高估。1990年代由于油价低使得在石油工业的投资非常低。尤其是勘探新的油田的价格非常高。这导致了2000年代初油价飞涨时石油输出国组织没有任何扩大开采量的余地来保持油价的稳定。
油价与全球宏观经济状态息息相关,因此油价是一个关键性价格。一些经济学家称高油价对全球经济增长有负影响。虽然高油价一般认为是经济增长导致的,但这说明两者之间的关系是非常不稳定的。
据俄国际文传电讯社7月2日报道,俄石油开采量比2011年同期增长1.6%,为2.56亿吨。6月份,俄石油产量为4222.8万吨,平均每昼夜开采1031.8万桶。
随着世界的发展,不可再生能源。石油的储存量越来越少,随之而来的是价格上的不断上涨。
15、石油技术
定向钻井、连续管服务快速发展。21世纪以来,水平井、定向井和连续管作业加快推广,全球定向钻井和连续管服务市场增长迅速。2005~2012年,定向井市场规模从47亿美元增长到136亿美元,年均增长16%;连续管服务市场规模从21亿美元增长到49亿美元,年均增长13%。
随钻测井服务快速发展。测井服务板块包括测井、录井和生产测试三个服务项目,其中测井又分为电缆测井和随钻测井,规模约占整个油田技术服务市场的6%。2012年测井服务市场继续增长,初步估计,测井市场的规模达到222.6亿美元,比2011年增长12%,是技术服务中增长较快的业务。
电缆测井仍是测井的主要方式,约占整个测井市场的80%。北美地区是电缆测井的主要市场,2012年北美地区钻井数量增速的下滑导致电缆测井市场规模增速放缓。相比之下,随钻测并发展较快,金融危机前每年以20%以上的速度增长,2012年增长16%,快于电缆测井。
16、石油行业
对于刚从学校毕业的学生来说,特别是国内五所重点石油大学的毕业生,一般就业率可高达95%~99%,大部分的优秀毕业生将直接进入中石油、壳牌等国内外名企中就业。对于社会人才就业来说,通常在某一岗位上的工作经验越长越是受企业青睐,石油行业的高端专业技术人才确实很受企业青睐,但并非是最吃香,最急缺的人才,其实石油行业最为紧缺的是有油气田技术背景的销售或市场管理人才。石油行业的企事业单位所需要的市场总监或经理都是很难招到的,因为这种职位不仅要懂市场,更需要的是石油行业资深背景。因此由油气田技术向市场运营转型的人才才是石油行业的瑰宝。
石油工程是对石油资源进行开发、使用、研究的一种系列工程,主要针对油气田的工程建设,如油气田钻井工程、采油工程、生产作业等。石油工程专业将理论与实践紧密结合。学习石油工程专业的学生在前两年主要学习技术基础课,如计算数学、电工电子学、油田化学、油田地质学、工程流体力学等;大三开始学习与实践相关的专业课程,包括采油工程、油藏工程、钻井工程、天然气开发与开采、油气管道设计与管理、采油工程施工与管理等。此外,石油工程的同学还要到工厂或油田进行实践与课程实习。
石油作为一种重要的能源,可以说是现代经济的血液。我国是石油消费大国,同时又是世界排名第五的石油生产大国。石油工业作为一种基础工业,需要大量的技术人才。石油生产领域具有科技含量高、技术性强的特点。随着生产的发展和石油企业人员的不断更新,在石油生产管理与技术应用方面,将需要大量的具有较高科学文化素质和职业技能的高级技术应用型人才。因此,石油工程专业的毕业生在石油生产企业具有较大的就业空间。就业去向:主要到石油工程领域从事油气钻井与完井工程、采油工程、油藏工程、储层评价等方面的工程设计、工程施工与管理、应用研究与科技开发等企事业的工作。中国石油的发展战略是在加快开发国内石油资源的同时,积极扩大和占领海外石油勘探开发市场。无论是国内市场还是海外市场在石油勘探开发过程中,中外之间的合作是必不可少的,也是必须的。这种合作要求石油企业员工必须懂得国际合作惯例,必须有较好的英语水平,同时还要有较强的专业技术素质。在调研和与企业交流沟通的过程中,无论是中海油、中石油还是中石化,都缺少大量适应国际石油勘探开发市场要求的高素质员工。
17、资源分布
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%。
从资源深度分布看,我国石油可采资源有80%集中分布在浅层(
从地理环境分布看,我国石油可采资源有76%分布在平原、浅海、戈壁和沙漠,天然气可采资源有74%分布在浅海、沙漠、山地、平原和戈壁。
从资源品位看,我国石油可采资源中优质资源占63%,低渗透资源占28%,重油占9%;天然气可采资源中优质资源占76%,低渗透资源占24%。
截至2004年底,我国石油探明可采储量67.91亿吨,待探明可采资源量近144亿吨,石油可采资源探明程度32.03%,处在勘探中期阶段,近中期储量发现处在稳步增长阶段;天然气探明可采储量2.76万亿立方米,待探明可采资源量19.24万亿立方米,天然气可采资源探明程度仅为12.55%,处在勘探早期阶段,近中期储量发现有望快速增长。
自上世纪50年代初期以来,我国先后在82个主要的大中型沉积盆地开展了油气勘探,发现油田500多个。以下是我国主要的陆上石油产地。
东北地区大庆油田:
位于黑龙江省西部,松嫩平原中部,地处哈尔滨、齐齐哈尔市这间。油
大庆油田
田南北长140公里,东西最宽处70公里,总面积5470平方公里。1960年3月党*批准开展石油会战,1963年形成了600万吨的生产能力,当年生产原油439万吨,对实现中国石油自给自足起到了决定性作用。1976年原油产量突破5000万吨成为我国第一大油田。因为大庆油田采用新工艺、新技术使原油产量仍然保持在4000万吨以上。
胜利油田:
地处山东北部渤海之滨的黄河三角洲地带,主要分布在东营、滨洲、德洲、济南、潍坊、淄博、聊城、烟台等8个城市的28个县(区)境内,主要开采范围约4.4平方公里,是我国第二大油田。
辽河油田:
主要分布在辽河中上游平原以及内蒙古东部和辽东湾滩海地区。已开发建设26个油田,建成兴隆台、曙光、欢喜岭、锦州、高升、沈阳、茨榆坨、冷家、科尔沁等9个主要生产基地,地跨辽宁省和内蒙古自治区的13市(地)32县(旗),总面积10万平方公里,产量居全国第三位。
吉林油田:
中国石油吉林油田公司是隶属于中国石油(PetroChina)的大型地区公司。是一个有着50年奋斗历史的国有大型企业。同时又是一个在新世纪里展现出新的希望、处于快速发展上升期的年轻油田。是中国石油四大上产油田之一。
吉林油田地处吉林省*市,油气勘探开发在吉林省境内的两大盆地展开,先后发现并探明了18个油田,其中扶余、新民两个油田是储量超亿吨的大型油田,油田生产已达到年产原油750万吨以上,原油加工能力70万吨特大型企业的生产规模。
吉林油田现有员工37805人。有主要专业技术设备6024台(套),总资产83.98亿元。公司下设45个分公司、8个全资(控股)子公司,机关设19个部室,设有14个机关附属中心(室)。共有各类施工作业队伍415个。其中,地震队9个,钻井队41个,固井队8个,综合录井队10个,测井队26个,射孔队8个,试油队21个,井下作业队198个,酸化压裂队8个,油建安装队22个,井架安装队6个。现已具备年完成三维地震资料采集、处理和解释2000平方千米、二维4000千米,钻井1000口、进尺200万米,录井1200口,测井4000井次,试油300层,压裂3500口、大修600口、小修15000口标准井、措施增油2000井次以上的生产能力;具备完成年产值7亿元的油建、矿建及其配套工程建设以及承建100万吨联合站、10万千伏送变电工程、炼化工程和大型输油气管道工程的施工能力。
华北地区
华北油田:
位于河北省中部冀中平原的任丘市,包括京、冀、晋、蒙区域内油气生产区。1975年,冀中平原上的一口探井任4喷出日产千吨高产工业油流,发现了我国最大的碳酸盐岩潜山大油田任丘油田。1978年原油产量达到1723万吨,为当年全国原油产量突破1亿吨做出了重要贡献。直到1986年,保持年产量原油1千万吨达10年之久。2012年原油产量约400多万吨。
大港油田:
位于天津市大港区,其勘探地域辽阔,包括大港探区及*尤尔都斯盆地,总勘探面积34629平方公里,其中大港探区18628平方公里。现已在大港探区建成投产15个油气田24个开发区,形成年产原油430万吨和天然气3.8亿立方米生产能力。还发现了千米桥等上亿吨含油气构造,为老油田的增储上产开辟了新的油气区。
中原油田:
地处河南省濮阳地区,本部位
中原油田
于河南省濮阳市。于1975年发现,主要勘探开发区域包括东濮凹陷、普光气田和内蒙古探区。油田始终坚持以科学发展观为指导,强化科技创新、管理创新和人才队伍建设,大力推进东濮老区效益开发、普光气田增产增效、内蒙古探区增储上产,形成了三个油气生产基地联动发展的良好格局。经过30多年的勘探开发建设,累计生产原油1.31亿吨、天然气472亿立方米。2011年探明油气地质储量1257万吨,生产油气当量1112万吨,跻身千万吨级油气田行列。
河南油田:
地处豫西南的南阳盆地,矿区横跨南阳、驻马店、平顶山、禹州三地市,分布在新野、唐河、禹州等8县境内。已累计找到14个油田,探明石油地质储量1.7亿吨及含油面积117.9平方公里。
江苏油田:
油区主要分布在江苏的扬州、盐城、淮阴、镇江4个地区8个县市,已投入开发的油气田22个。2012年勘探的主要对象在苏北盆地东台坳陷。
西北地区
克拉玛依油田:
地处*克拉玛依市。40年来在准噶尔盆地和塔里木盆地找
克拉玛依油田
到了19个油气田,以克拉玛依为主,开发了15个油气田,建成了792万吨原油配套生产能力(稀油603.1万吨,稠油188.9万吨),从1900年起,陆上原油产量居全国第四位。
塔里木油田:
塔里木油田公司是中国石油天然气股份有限公司的地区公司,组建于1989年4月,是一家集油气勘探开发、炼油化工等为一体的大型石油公司。
位于*南部的塔里木盆地。东西长1400公里,南北最宽外520公里,总面积56万平方公里,是我国最大和内陆盆地。中部是号称“死亡之海”的塔克拉玛干大沙漠。1988年轮南2井喷出高产油气流后,经过7年的勘探,已探明9个大中型油气田、26个含油气构造,累计探明油气地质储量3.78亿吨,具备年产500万吨原油;100万吨凝折、25亿立方米天然气的资源保证。
塔里木油公司现有员工12400人,资产总量313亿元。总部位于*库尔勒市,作业区域及塔里木盆地及周边5地州20多个县市。油田党工委是*自治区党委的派出机构。塔里木盆地是中国最大的含油气沉积盆地,面积56万平方千米,盆地中部是世界第二大流动性沙漠,面积33.7万平方千米。
吐哈油田:
位于*吐鲁番、哈密盆地境内,负责吐鲁番、哈密盆地的石油勘探。盆地东西长600公、南北宽130公里,面积约5。3万平方公里。于1991年2月全面展开吐哈石油勘探开发会战。截止1995年底,共发现鄯善、温吉桑等14个油气油田和6个含油气构造探明含油气面积178.1平方公里,累计探明石油地质储量2.08亿吨、天然气储量731亿立方米。
玉门油田:
位于甘肃玉门市境内,总面积114.37平方公里。油田于1939年投入开发,1959生产原油曾达到140.29万吨,占当年全国原油产量的50.9。创造了70年代60万吨稳产10年和80年代50万吨稳产10的优异成绩。誉为中国石油工业的摇篮。
长庆油田:
长庆油田勘探区域主要在陕甘宁盆地,勘探总面积约37万平方公里。油气勘探开发建设始于1970年,先后找到油气田22个,其中油田19个,累计探明油气地质储量54188.8万吨(含天然气探明储量2330.08亿立方米,按当量折合原油储量在内)。长庆油田年产油气当量跃上1000万吨用了33年;从2003年到2007年12月,只用了短短四年时间就实现了年产量从1000万吨到2000万吨的大跨越。而跃上3000万吨/年和4000万吨/年分别只用了2年,2012年,年产油气当量跨上4500万吨历史新高点,达到4504.99万吨,超越大庆油田4330万吨油气当量,这标志着我国致密性油气田开发取得重大突破,中国石油建成“西部大庆”的目标将变成现实。长庆油田公司所处的鄂尔多斯盆地是我国第二大沉积盆地,面积37万平方公里,横跨陕、甘、宁、内蒙古、晋五省区,蕴藏着丰富的矿产资源。其中,石油资源量为128.5亿吨,天然气资源量为15万亿立方米,被称为“满盆气,半盆油”。2013年1月份召开的长庆油田2013年工作会议上确立“三步走”战略:第一步,2013年实现油气当量5000万吨,建成“西部大庆”;第二步,2015年原油产量达到2700万吨,天然气产量达到415亿立方米,年产油气当量达到6000万吨;第三步,“十三五”期间,油气产量继续保持稳中有升,到2020年长庆油田成立50周年时,天然气产量达到450亿立方米,比2010年翻一番,企业增加值比2010年也翻一番。
青海油田:
位于青海省西北部柴达木盆地。盆地面积约25万平方公里,沉积面积12万平方公里,具有油气远景的中新生界沉积面积约9.6万平方公里。已探明油田16个,气田6个。
西南地区
四川油田:
地处四川盆地,已有60年的历史,发现油田12个。在盆地内建成南部、西南部、西北部、东部4个气区。生产天然气产量占全国总量近一半,是我国第一大气田。
中南地区
江汉油田:
是我国中南地区重要的综合型石油基地。油田主要分布在湖北省境内的潜江、荆沙等7个市县和山东寿光市、广饶县以及湖南省境内衡阳市。先后发现24个油气田,探明含油面积139.6平方公里、含气面积71.04平方公里,累计生产原油2118.73万吨、天然气9.54亿立方米。
18、趋势
由于压裂技术等使得页岩油气产量的增加,在未来5年,北美也许将成为全球石油供应增长的主力,而多年来主导全球石油市场的欧佩克将面临挑战。
甚至,国际能源署预计美国在2020年或超越沙特成为全球最大的产油国,在2012至2018年间,北美石油平均日产量将增长390万桶,占同期非欧佩克石油生产国新增产量部分的一半还多。与此同时,市场对欧佩克石油的需求将下降至3000万桶/日,而这将是欧佩克产量的上限。
19、相关事件
美国发现迄今最大石油储量
2016年11月15日,美国地质调查局表示,发现了迄今为止美国最大的未开发石油储量,这块石油储量大约可以生产出200亿桶原油和16亿桶液态天然气。如果按现在WTI原油价格45美元/桶计算,这些储量的价值高达9000亿美元。
这块未开发石油储量位于德州二叠纪盆地米德兰盆地的Wolfcamp页岩。下面地图显示的是这块巨大的未开发石油储量。
美国发现迄今最大石油储量
2011年以来,二叠纪盆地的潜在价值就引起了许多独立石油公司和私人股本公司的注意。美国石油勘探公司纷纷涌入,利用页岩油钻井技术,获取大量石油。