石油工程概论概述

石油工程概论讲义

石油工程概论

授课教师张辉授课教师：张赵晓亮

联系电话：010－89733702，[1**********]

办公地点：研修大厦908

E－mail: [email protected]

中国北京

¾非石油工程专业的限选课程，共32学时，2学分。

钻井

采油16学时16学时

¾了解石油、石油工业和石油工程；

掌握基本概念，熟悉基本工艺过程；

¾钻井部分主要内容：

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z岩石力学性质；钻井常用工具、钻头；钻井液的功用、类型和主要性能；常用的钻进技术；井内压力控制、钻井事故及处理；固井与完井等。

¾采油部分主要内容：

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z油层的性质；油藏的储量和开发机理；油井流入动态与井筒多相流；自喷与气举采油；有杆泵与无杆泵采油技术；油气井增产增注措施；提高原油采收率技术等。

有关事宜

¾教学方式：课堂讲授为主

¾考核方式：平时成绩(考勤、作业)+ 课程考试(闭卷)平时成绩(考勤、作业)+课程考试(闭卷)

缺课1/3者，取消考试资格

第9周最后一节课，课内考试

¾参考教材：

(1)王瑞和,李明忠.石油工程概论，山东：石油大学出版社

(2)陈庭根,管志川.钻井工程理论与技术.东营：石油大学出版社，2000

(3)刘希圣主编.钻井工艺原理.北京：石油工业出版社，1988

(4)吴晓东,刘亚军.石油工程概论，山东：石油大学出版社

(5)王鸿勋,张琪.采油工艺原理，北京：石油工业出版社

课件：；密码：zjwjgc3702

学习要求

1. 课程特点

多

2. 学习方法

联系实际

3. 要求

认真听讲、认真听讲、做好笔记等做好笔记等。。深刻理解善于归纳散难

石油：又称原油

一种以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃性有机矿产，是以碳-氢化合物为主体的复杂混合物。没有确定的化学成分和物理常数。

天然气：天然气

与石油有相似产状的、通常以烃类为主的气体，指油田气气田气凝析气和煤层气甲烷成分指油田气、气田气、凝析气和煤层气。甲烷成分CH4>80%

¾最早提出“石油”一词的是公元977年中国北宋编著的《太平广记》。正式命名为“石油”是根据中国北宋科学家沈括在所著《梦溪笔谈》中根据这种油《生于水际砂石，与泉水相杂，惘惘而出》而命名的。

¾在“石油”一词出现之前，国外称石油为“魔鬼的汗珠”、“发光的水”等，中国称“石脂水”、“猛火油”、“石漆”等。

¾日常生活中到处可见石油及其附属品：如汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青、塑料、纤维等，这些都是从石油中提炼出来的；¾日常所用的天然气（液化气）是从气田中产出的，通过输气管道和气站再到各家各户的。

“黑色的金子”、“工业的血液”黑色的金子”“工业的血液”

目前就石油的成因有两种说法：

①无机论：即石油是在基性岩浆中形成的；②有机论：

即各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物如动物植物特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾三角洲湖泊等地方在定的温度缺氧的海湾、三角洲、湖泊等地方，在一定的温度和压力下，经过许多物理化学作用，最后逐渐形成为石油。为石油

大部分专家赞成有机成因说。

1、人类文明的重要基础

2、世界的主要能源世界的主要能源

3、国民经济的核心资源

4、综合国力的标志

5、强烈的战略性和政治特性中东局势动荡

石油工程概述

1.石油工程的定义1. 石油工程的定义

石油工程是根据油气和储层特性建立适宜的流动通道并优选举升方法，经济有效地将深埋于经济有效地将深埋于地下油气从油气藏中开采到地面所实施的一系列工程和工艺技术的总称。包括油藏、钻井、采油和石油地面工程等。

研究油气田地质资料，确定钻井方法和钻进油气的分离油气的分离、储存、输送等储存输送等相互渗透掌握地下油气的分布状掌握地下油气的分布状况，建立起一条开采油气的通道，掌握储层及其流体的性质与特点，保护油气层。制定合理的开发方案。制定合理的开发方案

2. 石油工石油

程任务

勘探发现具有工业油气流的含油气构造

制定合理的开发方案

进行合进行合理的钻井设计和科学的钻井施工的钻井设计和科学的钻井施

制定采油工程方案制定采油工程方案，确定采油工艺技术确定采油工艺技术

开发的动态监测与开发调整态

采取有效措施，提高原油采收率

世界能源消费结构

界能源消费结构

我国已建立起完整的石油工业体系

我国石油供需缺口将逐渐扩大

z中国已成为第三大石油进口国（中国已成为第三大石油进口国（美国和日本美国和日本）），是仅次于美国的第二大石油消费国，进口石油依存度为50％左右左右。。

z国际能源机构(IEA)预测预测，，随着越来越多中国消费者购买汽车，随着越来越多中国消费者购买汽车，到2030年，中国石油消耗量的8080%%需要依靠进口需要依靠进口。。

z中国进口原油的95％左右左右依赖海运。

中国能源安全问题

马六甲海峡：对中国能源安全具有重要战略意义对中国能源安全具有重要战略意义。。

中国从亚太地区亚太地区、、非洲地区非洲地区、、中东地区进口的石油都要经过这条咽喉水道。（波斯湾－印度洋－马六甲－太平洋波斯湾－印度洋－马六甲－太平洋））

谁控制了马六甲海峡，谁控制了马六甲海峡，谁就扼制住了中国的能源通道。对这条水道的过度依赖，给中国的能源安全带来重大的潜在威胁给中国的能源安全带来重大的潜在威胁。。俄罗斯输油管线：起点俄罗斯伊尔库茨克州的安加尔斯克油田

石油储备美国400多天；日本石油储备：美国多天日本180天；中国天中国7天。天

石油工程的意义

¾随着我国油气勘探开发程度的提高随着我国油气勘探开发程度的提高，，石油剩余资源大多分布在高原、多分布在高原、山地山地、、沙漠沙漠、、黄土塬和海洋覆盖地区黄土塬和海洋覆盖地区，，地面环境和地质条件复杂，地面环境和地质条件复杂，而且大多属于品位较低的低渗透和稠油油藏，渗透和稠油油藏，勘探开发难度加大勘探开发难度加大，，油气钻采工程面临一系列重大的科学和技术难题。临一系列重大的科学和技术难题。

¾以西气东输为龙头的我国油气输送管道建设和石油战略储备库、略储备库、地下储气库建设方兴未艾地下储气库建设方兴未艾，，油气储运领域面临油气的长距离管道输送、临油气的长距离管道输送、油气集输油气集输、、油气储存与储备油气储存与储备、、城市燃气输配等一系列理论和技术难题。城市燃气输配等一系列理论和技术难题。

石油工程的意义

¾温家宝总理在温家宝总理在20042004年年6月3030日的国务院常务办公会上日的国务院常务办公会上指出：解决我国的能源问题，指出：解决我国的能源问题，必须实行正确的指导方针，走中国特色的能源发展道路。走中国特色的能源发展道路。要充分利用国内国外两种资源、外两种资源、两个市场两个市场，，立足于国内能源的勘探立足于国内能源的勘探、、开发与建设，发与建设，同时积极参加世界能源资源的合作与开发同时积极参加世界能源资源的合作与开发。。要依靠科技进步和创新。要依靠科技进步和创新。

¾无论是国内油气勘探开发无论是国内油气勘探开发，，还是进军国外市场还是进军国外市场，，都必须有先进的石油工程技术（必须有先进的石油工程技术（包括钻井包括钻井、、完井完井、、采油采油、、油藏、油藏、储运等）储运等）作支撑作支撑。。

钻井的重要性

石油工业是以石油为中心的多学科协同作战的联合体，所涉及的专业领域包括地质勘探、钻井、采油、测井、油藏、机械、储运、炼制、化工、经济、管理……。

钻井是石油工业从勘探到炼制这一长链中不可缺少的一环：勘探

地质钻井测井油藏采油机械化工储运经济管理炼制

钻井的重要性

¾井，是人类探查地下油气资源并将它们采出地面的必要通道。钻井是油气勘探和开发的重要手段(钻头不到油气不冒)。

¾钻井是石油行业的“火车头”，具有资金和技术密集型工程特点。

¾在世界范围内，探井费用占油气勘探总成本的55%～80%，开发井费用占开发总成本的比例也越来越高。

地球的主要分层上天入地、

下海登极是人类

征服大

自然的

四大壮

举挑战“入地挑战“入地、、下海”的极限的极限，，向着垂直更深及水平位移更大的地下目标进军。大的地下目标进军。

钻井的特点（“难”）

¾人们常说“上天容易入地难”：大气层，均质；

¾¾地层在沉积过程中经历了上千万乃至几十亿年的风雨和磨难，无数次大大小小的地壳运动使地质构造变得非常复杂，坚硬的岩石即使是金刚石钻头也很难钻穿，疏松的岩石又很容易坍塌，盐岩层和泥岩层则通常引起膨胀变形。¾地下的高温以及压力系统的多变性也给钻井带来许多意想不到的麻烦。

¾现在，人造地球卫星和宇宙飞船已经能在几百公里的空中自由翱翔，而入地的深度则停留在十公里左右。

钻井的特点

¾岩石是钻井的主要工作对象。在钻成井眼的过程中，一方面要提高破碎岩石的效率，另一方面要保证井壁岩层稳定，这些都取决于对岩石的工程力学性质的认识和了解。

¾下面，我们来讲第1章“岩石的工程力学性质”