石油工业与环境保护复习题.docx

石油工业与环境保护概论复习题第一章 绪论1.石油及石油工业的定义、石油的用途。石油：石油是气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然的产状；原油是是有哦的基本类型，存在于地下储集层中。石油工业：是从事石油勘探、石油开发和石油加工的能源和基础原材料生产部门。用途：1.能源汽车、火车、飞机、船只、锅炉以及导弹、卫星等的燃料。 2.化工原料化肥、塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、医药、合成洗涤剂、染料、炸药的原料。 3.润滑剂大型发动机、精密的仪器仪表以及核工业、航天工业所需要的耐高温、高压、高真空、能抗辐射、抗腐蚀、抗氧化的润滑油，都是从石油中提炼出来的。2. 世界石油工业发展史可分为那几个时期；世界(19001992年)及我国(1952-1991年)能源消费结构的变化情况。石油工业发展史：1. 煤油时代（1860-1900）：世界对石油的使用主要以煤油为主。2. 汽油时代（1900-1940）：世界对石油的使用主要以汽油为主。3. 燃料和化工原料时代（1940至今）：世界对石油进行加工分离，产生各类不同种类的燃料和化工院连，对石油进行最大化的开发使用。3我国哪位科学家在世界史上第一次提出了石油这一科学命名？ 北宋 沈括 梦溪笔谈4我国什么时间在台湾打出第一口油井？什么时间打成了我国大陆第一口油井？台湾：1878年，台湾苗栗油矿。大陆：1905年，陕西延长地区开办的延长石油官厂。 1907年，打出大陆第一口油井-延长一号井，井深80多米，日产原油1-1.5吨。5. 什么是“欧佩克”？当前世界石油探明储量的分布情况？我国石油工业的基本构成。“欧佩克”即世界石油输出国组织，成立于1960年，是由以石油收入为主要收入来源的发展中国家组成的一个永久性的政府间的国际组织。其宗旨是协调和统一成员国的石油政策，并确定以最适宜的物段来维护它们各自及共同的利益，保证产油国有公平都和稳定的石油价格，想石油消费国提供有效的、经济的和稳定的石油供应，使投资者得到公平合理的投资回报。分布：1.中东波斯湾沿岸：探明储量约占世界探明储量的一半。沙特阿拉伯已探明储量为世界第一，伊朗为第三。 2.中南美洲：约占世界总探明储量的1/5 3.欧洲及中亚 4.非洲 5.亚太地区：2.50%5.我国石油工业基本构成？6. 我国石油工业的主要企业构成？1.中国石油天然气集团公司2.中国海洋石油总公司3.中国石油化工集团公司4.陕西延长石油有限责任公司7.中国石油在海外勘探开发的基本情况？第二章 石油地质1. 石油地质学。是研究石油和天然气在地壳中生成、运移和聚集规律的学科，主要研究对象包括油气成因，油气藏形成和油气分布规律三大课题。2. 石油的主要组成。主要由CHE H两种化学元素组成，C约占83%-87%，H约占12%-14%，剩下的1%-3%之中有硫、氧、氮，还有极微量的磷、钒、钾、镍、硅、铁、钙、镁、钠烃类组成：烷烃、环烷烃、芳香烃非烃类组成：含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物3. 石油无机成因说和有机成因说的基本内容？石油的生成和运移过程？石油的生成过程及生成环境。无机成因论：石油来源于无机物，通过一系列物理化学反应形成。有机成因论：生物体是生成油气的最初来源。生物死亡后的残体，经过沉积作用埋藏于水下的沉积物中，在一定的深度和温度等适宜条件下，经过一定的生物化学、物理化学变化形成石油和天然气。先决条件：1.适合于生物大量生存繁殖的环境 2.适合于生物有机质沉淀后被长久保存的环境。 有机质向石油 天然气转化的两大主要因素：温度和时间，温度高，时间短；温度低，时间长。石油生成过程：生物化学生气阶段（大部分有机质转化成干酪根保存在沉积岩中。由于细菌的生物化学降解作用，产物一甲烷为主）热催化生油气阶段（干酪根发生热降解，获得大量低分子液态烃和气态烃。在热催化作用下，有机质能够大量转化为石油和湿气，是主要的生油时期）热裂解生凝析气阶段（液态烃急剧减少，C25以上高分子正构烷烃含量趋于零，只有少量低碳原子数的环烷烃和芳香烃；低分子正构烷烃剧增，主要是甲烷及其气态同系物。甲烷及其气态同系物在地下深层时呈气态，当采至地面时凝结成液态轻质石油，即凝析油，并伴有湿气。该阶段有机质进入了高成熟阶段）深部高温生气阶段（已形成的液态烃和重质气态烃强烈裂解，变成热力学上最稳定的甲烷，干酪根残渣释出甲烷后进一步缩聚，H/C原子比降至0.45-0.3。该阶段出现了全部沉积有机质热演化的最终产物干气甲烷和碳沥青或石墨）石油运移过程：石油和天然气在各种地质因素作用下所产生的在地壳内的任何移动都成为运移。油气的运移从其生成的那一刻姐开始了，油气可以从烃源岩运移到储集层，从储集层运移到圈闭中形成油气藏，也可以由于地质条件的改变而从圈闭沿输导层运移到别的储集层中，或者通过断层或封闭性差的盖层向上运移到达地表。油气的运移可分为初次运移和二次运移初次运移：指从原来生成它的沉积物到后来储集它的沉积物的运移。主要动力为静压力，压实作用。另外还有毛细管力。二次运移：指发生在储集岩内的运移，或从一个储集层到另一储集层中的运移。二次运移主要是在浮力和水动力作用下进行的。石油生成条件：古地理环境与地质条件（长期被淹没的地区、离岸近的地区、浅海地区、稳定的水体、地壳长期稳定沉降，而且沉降幅度应与沉积物补偿速度大体一致）和物理化学条件（细菌作用、温度和时间、压力作用、岁花季作用、放射性作用）。4. 储集层的类型及性质、圈闭及类型、油气藏。类型：根据岩石类型吧储集层分为三大类：碎屑岩类储集层、碳酸盐岩储集层、其他类型储集层。性质：碎屑岩类；包括砂岩、沙层、砾岩等。储集空间主要是粒间原生孔隙。孔隙度在5-40%之间。目前世界上60%以上巨型油气田的储集层属于该类型。碳酸盐类：该层构成的油气田常常储量大，产量高，容易形成大型油气田。世界上60%以储量都位于该层。其他类型：有岩浆岩、变质岩、粘土岩及火山岩等。可以形成良好的油气储集层，但一发现油田中，该给行储集层所占比例很小。圈闭：能把油气集中储藏起来，是油气藏的所在地。圈闭包含两个含义：要有适于油气运移、聚集和储存的储集层；能够阻止油气逸散的盖层和遮挡层。根据控制圈闭形成的地址因素，可将圈闭分为三大类：构造型（世界上发现最多、最常见的一种圈闭，是由于地壳运动使地层发生变形或断裂变位形成的圈闭，如背斜圈闭和断层圈闭）、地层型（是因地层变化而行成的圈闭，既可以是沉积造成，也可以是成盐作用等引起。）和复合型圈闭（多种因素共同作用形成）。油气藏：形成：油气藏类型：构造油气藏（由构造变形或变位形成的油气聚集，最重要的是背斜油气藏和断层油气藏）、地层油气藏（油气聚集在地层圈闭中的油气藏，根据圈闭成因非为地层不整合油气藏由沉积成岩作用和地壳运动形成、地层超覆油气藏由于不整合面的存在所形成的油气藏和岩性油气藏聚集在岩性圈闭中的油气藏）、复合油气藏5.油藏？油层？油田？油藏：只有油聚集的圈闭称为油藏。气藏同理油层：含有油气流体的孔隙性砂岩或裂缝性碳酸盐岩的储集层称为油气层油田：统一局部构造面积内，收同一构造运动所控制的，上、下叠置的若干个油藏的总和。第三章 石油勘探1.石油勘探的基本任务及基本过程。基本任务：寻找油气存在的标志。调查阶段主要任务：通过地面地质调查或地球物理测量或地球化学探测调查油气藏存在的条件。【区域普查主要任务：从整个盆地（新区）着眼，了解区域地质概况，大体构造轮廓，划分构造单元，初步查明生、储油条件，评价区域含油远景，划分可能的含油气有利地带。综合详查：区域普查发现含油气有利地区以后，采用多种勘探方法，进一步查明生、储油的有利地区，为钻探尽快提供依据。】勘探阶段主要任务：发现油田，查明油田。【预探阶段：主要任务是在详查确定的可能含油的构造上，根据油气生成、运移、聚集、保存等成油因素综合评价，选出有利的二级构造带和最有希望的三级构造，钻预探井，证实地下是否有油气流。初探阶段：主要任务是在预探已证实的工业性油气藏面积上，视不同类型的构造和圈闭条件，采用不同的布探井方法，进行钻探，探明油藏边界，拿下初步储量、面积（三级），迅速掌握油藏的大体规模。详探阶段：主要任务是在经过初探大体圈定的含油面积内，进一步钻探和开辟生产实验区，详细研究油气藏的地质特征（含油层变化规律，压力系统和产量动态，油、气、水情况），算准储量，为油藏开发取得全部必要的数据。】石油勘探基本过程：寻找盆地生油凹陷油气聚集区圈闭打探井油田5. 石油勘探划分为那几个阶段？石油勘探划分为调查阶段（区域普查阶段和综合详查阶段）和勘探阶段（预探阶段、初探阶段和详探阶段）6. 石油勘探的方法（地质法、钻探法、地球物理法、地球化学法等）的基本概念？地质法：利用地质资料寻找油气田的基本方法。它主要是通过野外地质露头的观察、油气苗的研究，结合地质浅钻和构造剖面井等手段，查明生油层和储油层的地质特征，落实圈闭的构造形态和含油气情况。填出不同比例尺的地质图，同时对区域地质构造（1/100万1/10万）或局部地质构造（1/10万1/2.5万）进行重点研究。它研究的内容包括：地面地质的观察和研究、井下地质的观察和研究、实验室的测定和研究、航空、卫星照片的地址解释等。地质法一般具有技术简单、成本低的优点，但是，地质法在第四系复盖区或构造上下不符合地区就受到限制，因此，应和其它方法配合使用。钻探法：是油气勘探中必须采用的重要手段，从调查、发现油气藏到油气藏的开采都要利用钻探。根据任务，钻探井可以分为以下几类：1. 制井图：在覆盖区编制地质图2. 构造井：查明地下构造情况，编制构造图。3. 参数井（基准井）：为查明地下沉积剖面、生、储油层情况而钻的深井。4. 探井：找油或探明储量，一般可分为预探井和详探井。 预探井：在详查的基础上，在生、储条件比较有利的构造或圈团上拟定钻探的第一口探井 详探井：在已获工业油气流的构造或圈闭上，为取得该油气田的储油层面积和储量计算参数，在地震反射法精查构造图的基础上，视油气田面积的大小、构造的复杂程度而钻的井5. 生产井（生产井、注水井、注气井、资料井、检查井）：根据油田开发方案，为完成产能建设任务和产油气计划而部署的井。6. 调整井（生产井、注入井和检查井等）：油气田全面投入开发若干年后，根据开发动态及油藏、气藏数值模拟资料，为提高储量动用程度，调整油气或油水界面的推进速度，提高采收率，保证完成逐年国家规定的采油计划，所钻的井为调整井，根据开发研究设计部门编制的油气田调整开发方案加以实施。地球物理法：利用物理原理和技术来解决地质问题的方法。目前有关的石油勘探，都以地球物理法为主，它能够依据地球物质的密度、磁性、传播音波的性质、导电性及放射性质的差别，来决定岩石的种类、分布和构造形态。可分为两大类：地面地球物理勘探法（简称物探法，包括重力法、磁力法、电法、地震勘探等）和矿场地球物理勘探法（即测井法，是在井孔中进行的地球物理方法）。重力勘探：利用最简单的天然力场进行勘探的方法。在地表上用仪器测定由地下密度水平变化所引起的重力变化，依此推断地下构造的方法。磁力勘探：利用地磁现象进行勘探的方法。研究地球表面的磁力值而推断地下地质构造的一种物探方法，经济、迅速。地震勘探法：通过记录人工制造的地震波来研究地下地质情况的勘探方法。是地球物理勘探方法中精度最高、应用最广泛的一种方法。勘探过程中主要是采用地震勘探方法来寻找地下构造型、地层型和岩性型圈闭，然后才能拟定井位进行钻探以发现石油和天然气。可以说没有地震勘探也就很难开展有效的石油勘探工作。地震勘探法的原理是利用地壳岩石弹性及密度的变化，使震波的传播也因岩层弹性、密度的不同，而有快慢之别，震波遇两种弹性及密度不同的岩层，一部分穿过岩层继续前进，一部分经反射或折射回到地面，由震波到达地面的时间及该地区的速度分布，我们可以确定地层的深度及构造的形貌。地震勘探重要性：首先，在有地面露头地区。构造位置与地下储油构造位置多半不一致，只根据地面地质方法研究构造进行钻探必然招致失败。其次，在没有地面露头的各种类型的覆盖区，不可能用地质方法研究地面或地下构造。地震勘探程序：测量，钻井，爆照，接收。一般采用炸药震源（海上采用空气枪）。该方法可分为两类（折射法和反射法，折射计算深度的准确度不高，因此较不准确）电法勘探：利用岩石的电性质（电阻率、电化学特性）的差异，进行勘探的方法，在研究区域和局部电性标准层的起伏，查明区域和局部构造方面起一定作用，具有效率高、成本低的优点，在一些地区也可取得较好的成果。目前地球地质的电性可分为三类：A（有些地质现象会产生微弱的电位） B（有些地层会具有不同的电阻系数） C（某些物质可以像电容器一样短暂积存电流）在钻井中用于测定电力异常的方法很多，通常称为电测井（自然电位法、电阻率法、电磁法、感应电极法）自然电位法：利用矿物能与地层中的电解质发生作用产生电化电动势的性质来进行勘探的方法。主要应用于测定地质的矿物组成，砂岩和页岩层之间的岩性等。电阻率法：通过测定地层电导率在水平或垂直方向的变化而进行勘探的方法。主要用于检测岩层的含油性和岩性。电磁法：通过测定地下岩层电感应得变化而进行勘探。主要用于石油钻井中测定储集层的孔隙度和渗透率。感应电极法：通过测定地球地质的电容量而进行勘探的方法。地球化学法：是直接找油的方法。它通过测定地下油气向地表扩散和渗滤的微量烃类与周围介质所发生的生物化学、物理化学作用的产物，并根据这些产物的异常区来预测地下油气藏的存在（如生物体元素异常、大气、水体、土壤等元素异常）。地球化学法可分为两大类，一类是研究岩石以及油气水的原生的地球化学特征，其主要问题是研究与生油有关的地球化学指标及作用;另一类是研究地下油气藏中高浓度集中的油气向周围介质（土壤、岩石、地下水）扩散而产生的次生地球化学变化。7. 钻探井有那几类？见上题8. 油气储量的分级？石油储量的计算方法？储量定义：资源量（是经过石油地质、物探、化探普查勘探的含油气盆地，虽然没有打过预探井，但根据普查资料的分析研究认为有希望找到油田和气田，对这个盆地或盆地内的有利圈闭所含油气资源的半定量估计，称为资源量。）、储量（石油和天然气勘探的最终成果。包括按照勘探程序和勘探程度，根据地质参数所计算的各种等级的油气储量。）和可采储量（指在现有工艺技术经济条件下，从油气层中所能采出的一部分地下石油、天然气量。）中国各油气田储量分类分级标准：储量：探明储量、概算储量和远景资源量探明储量：在油气田评价勘探阶段完成或基本完成后计算的储量。按照勘探开发程度和油气藏复杂程度分为：开发探明储量（指在现代技术经济条件下，通过开发方案的实施，完成了开发井钻井和开发设施建设，并已投入开采的储量。该储量是制定油(气)田生产计划的依据。当提高采收率的设施建成后，应计算增加的可采储量。），未开发探明储量（指已完成评价钻探，并取得可靠的储量参数后所计算的储量。它是编制开发方案和进行开发建设投资的依据，所计算储量其相对误差不得超过已开发探明储量的 20。），基本探明储量（复杂油(气)田在完成地震详查、精查和三维地震，并钻探了部分评价井后，在储量计算参数基本齐全、含油面积基本控制的情况下所计算的储量为基本探明储量。基本探明储量的相对误差应小于 30。）概算储量：分为控制储量（在某一圈闭或断块内预探发现工业油(气)流后，以建立探明储量为目的，在评价钻探过程中钻了少量的评价井后计算的储量。即评价钻探尚未完成的情况下所计算的储量。），预测储量（是在地震详查以及其它方法提供的圈闭内，经过预探井钻探获得油气流、油气层或油气显示后，根据区域地质条件分析和类比，按容积法估算的储量。）远景资源量：是尚未发现的资源，按普查勘探程度分为圈闭法远景资源量和生油量法远景资源量储量计算方法：9. 石油勘探对周围环境的影响主要有哪些？环境的概念：环境既包括以空气、水、土地、植物、动物等为内容的物质因素，也包括以观念、制度、行为准则等为内容的非物质因素；既包括自然因素，也包括社会因素；既包括非生命体形式，也包括生命体形式。环境是相对于某个主体而言的，主体不同，环境的大小、内容等也就不同。污染概念：由于自然或人为的因素，环境的化学组成或物理状态发生了变化，与原来的情况相比，环境质量恶化，扰乱和破坏了生态系统和人们正常的生产和生活条件勘探污染：地震勘探阶段：放炮震源和噪声源；钻井阶段：主要来自钻井设备和钻井施工现场。钻井过程不仅会产生废气、废水，还会产生废渣和噪声。废气来自大功率柴油机排出的废气和烟尘；废水主要来自由柴油机冷却水、钻井废水、洗井替喷水及井场生活污水所组成；废渣主要有钻井岩屑、废弃钻井液及钻井污水处理后的污泥。测井过程：由于有时使用放射性辐射源和放射性核素，因此，其污染主要是放射性污染。地震及辐射特点：施工存在，结束消失。车辆对生态破坏与石油开发的各工艺环节相比，勘探期间对环境的影响相对较小。主要影响在：（1）施工过程的粗犷作业，野蛮碾压，对生态环境影响比较明显。（2）钻井三废排放，井场封闭。（3）地震对环境的影响：远离居民区，白天施工第四章 钻井工程1. 井的基本结构？井可以分为井口，井身，井壁，井底。井身可以分成导管，表层套管，技术套管，生产套管。2. 钻井方法的基本工艺过程？钻具的构成及作用？钻头有那几种？钻井方法基本工艺过程：（1）钻前准备（定井位，修公路，平井场，打基础，供水、供电、通讯，钻井设备的搬迁和安装，井口的准备） （2）钻进（钻进，洗井，接单根，起、下钻，固井） （3）完井钻井方法演变：人工挖掘顿钻钻井旋转钻井类型：顿钻钻井（即冲击钻井，功率小，速度慢。它不适应快速钻井的要求），旋转钻井（它比顿钻优点多，所以，应用最广泛。转盘钻井是其中之一），射流钻井（高速射流冲击井底，使岩石破碎，并随时由射流流体将破碎的岩屑清除出去，极大地提高了破岩效率，减少了能量的损失和浪费。）新兴钻井法：溶化法，热涨裂法，化学反应法，机械诱导应力法钻具：转盘钻井地面要使用一套设备，地下还要使用一套钻具，这套钻具包括有方钻杆、钻杆、钻铤等，钻进中，将方钻杆、钻杆、钻铤用接头连接起来组成的管串叫钻柱。（包括方钻杆，钻杆，钻铤，接头，钻头）钻具作用：方钻杆：传递扭矩和承受钻柱的重量。钻杆：主要用以传递扭矩、输送泥浆、钻进使用。钻铤：它可以承受压力，也可给钻头加一定的压力，以便增加钻井速度。接头：连接管柱、保护重要部件的丝扣等。钻头种类：刮刀钻头、牙轮钻头和金刚石钻头，特殊钻头刮刀钻头适用范围：普通刮刀钻头是剪切、切削型,适用于松软地层。镶齿刮刀钻头,是切削研磨型,可用于软、中硬和硬地层。牙轮钻头：牙轮钻头使用的数量最多，它既可用于软地层、中硬地层，也可用于硬地层。金刚石钻头：钻头质量好，钻头寿命长，钻头进尺就多。钻头选型，钻进参数选择好，泥浆性能好，这样钻一口井钻头数量就用的少，钻井速度就快，钻井成本也低。特殊钻头：取心钻头，矛形钻头，菱形钻头，偏心钻头，梯形钻头。3. 钻机的分类及组成？石油钻机是用来钻油、气井的一套钻井设备。分类：大型钻机（超重型钻机和重型钻机），轻便钻机组成：起升系统旋转系统 循环系统传动动力及系统控制系统井控系统4. 泥浆的类型及在钻井过程中作用？固井和完井的基本过程？类型：泥浆（洗井液）是粘土颗粒分散在水中而构成。在此,粘土颗粒是分散体,水是分散介质(或称分散相),泥浆就是以粘土为分散体,水为分散介质的分散体系。泥浆分为油基和水基泥浆作用：悬浮和携带岩屑，通过井口返出岩屑和泥浆性能进行录井；润滑、冷却钻头和钻具；稳定井壁，防止井壁剥落和坍塌；平衡地层压力，能发挥水力效能，实行喷射钻井和优选参数钻井。固井基本过程：下套管注水泥井口安装和套管试压完井基本过程：用特定方法联通油气层和井筒，用替喷或抽汲等方法诱导油气流进入井筒。完井类型：一般分为两大类（套管完井和裸眼完井）1套管射孔完成法 2裸眼完井法 3衬管完井法 4砾石衬管完井法油气层：含有油气流体的孔隙性砂岩或裂缝性碳酸盐岩的储集层称为油气层。6.钻井过程对环境的主要影响及控制措施。钻井过程中的污染因子：钻井废水、废弃钻井液、钻屑、柴油机烟气、噪声等。废钻井液：废钻井液处理方法：直接排放(适于处理无毒或低毒、易生物降解的钻井液)、回填法（固液分离，液体处理后就地排放，污泥干燥后就地填埋，适用于处理淡水基和油基钻井液）、回注法（将废弃钻井液通过深井注入安全地层或注入井的环形空间。适用于处理水基和油基钻井液。优点为安全，环保，费用低，占地面积小。缺点为可能会给地下水带来污染。）、土地耕作法（除去废钻井液上部水层，然后把储存坑中的废渣污泥和钻屑直接撒放到土壤表面，再用基础土壤耕作机吧它们混入到土壤中去。适用于淡水基钻井液的处理。不适用于氯离子含量很高的废钻井液。）、固化处理法（将废钻井液固液分离，加入固化剂，使钻井液转化成像土壤一样的固体假性土壤，用于填埋原处、还耕或油田井场及道路的建设，实现了废钻井液的“无毒、无害、低成本、再利用”。优点：减少废弃钻井液中的金属离子和有机物对土壤的侵蚀和沥滤；存放钻井废液的储存坑在钻井过程一结束即能还耕；设备简单。特别适用于处理毒性较大、含过渡金属和重金属的废钻井液）、微生物处理法钻井废水：钻井废水特点：点多、面广、间歇性排放、不可控排放、污染物种类复杂（悬浮物、重金属、油、酚、硫化物、有机物等。组成和浓度随钻井液系的变化而变化）处理方法：1.减少用水量，采用相应节水措施。 2.处理回收：预处理（除油，酸化中和）一级处理（混凝沉淀、气浮）二级（深度）处理（催化氧化，生物处理，吸附，膜处理等。）钻井废气：来源：动力设备运转过程中燃烧油料所产生的烟气、烟尘。成分：二氧化硫，氮氧化物，一氧化碳，烟尘。处理方法：配置尾气净化装置（气-固相催化反应器，湿式洗涤法）HSE管理体系（国际石油天然气工业通行的管理体系）：H健康，S安全，E环境第五章 采油工程1.采油的方式有那些（自喷采油、机械采油）及其原理？方式：自喷采油：在原始条件下，油层岩石与孔隙空间内的流体处于压力平衡状态，一旦钻开油层，由于井中的压力低于油层内部的压力，在井筒与油层之间就造成了压差，油层压力就推动石油向压力低的井底流去。动力源于油层压力。气举采油：从套管与油管的环形空间注入天然气，通过油管下部的凡尔进入油管，注入油管内的天然气降低井筒内液柱密度，从而降低对油层的回压，使原油有可能流入井内，并将原油举升到地面。简单概括为利用高压压缩机人为将天然气压入井下，使原油喷出地面。常规有杆泵采油：把抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给劲下柱塞泵。当活塞上行时，吸液体入泵，排液体出井：活塞下行时，泵筒内液体专业入油管内，不排液体出井。电动潜油离心泵采油：当电机带动轴上的叶轮告诉旋转时，充满在叶轮内的液体在离心力的作用下从叶轮中心沿着叶片间的留到甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，使压力和速度同时增加，经过导壳的留到而被引向次一级的叶轮，这样逐次使液体的压力能量增加。将每个叶轮逐级叠加之后，可获得一定扬程，从而将井下液体举升到地面螺杆泵采油：动力设备带动驱动头、抽油杆旋转，使旋杆泵转子随之一起转动，油层产出流体经旋杆泵下部吸入，由上端排出，实现增压，并沿油管柱向上流动。水力射流泵采油：利用井下的液压驱动机带动井下泵往复运动，代替抽油机和抽油杆带动深井泵抽油。生产方式分为两种：开式流程和闭式流程。其他机械采油2. 为什么要进行分层注水、分层采油、分层改造、堵水和防砂？各工艺的主要内容是什么？分层注水：原因：多油层的油田由于各油层的渗透性是不同的,如果在一口注水井里不分好坏油层笼统注水,虽然也能达到保持压力的目的,但是注进去的水在渗透性好的油层跑的快,而在渗透性不好的油层内跑得很慢,采油井上见不到好的注水效果,而好油层已经大量出水。内容：为解决这个问题实行了分层注水,专门设计了能将好坏油层分开注水的工具,称其为封隔器。分层采油：原因：（1）注水井在高渗透层控制注水, 可是在油井中的高渗透层产油得不到控制。结果, 在同一油井中高渗透油层是产油多,注入水少, 能量得不到及时补充, 造成地层压力下降, 影响了高渗透层的出油;(2)低渗透层出油能力差又受高渗透油层的影响, 不能充分发挥它的产油能力。内容：根据本油田的具体情况, 设计制造了各种类型的油井封隔器。它和分层注水用的封隔器相似, 是用配产器来实现分层定量采油的。分层改造：原因：主要任务是提高低渗透油气层的开发效果, 增加低渗透油层的渗透能力和导流能力。另一方面是对在油田钻井、射孔、修井过程中, 由于钻井液质量不好, 或因浸泡时间过长, 钻井液颗粒堵塞油层孔隙, 降低了油层的渗透能力而进行处理。分层改造是低渗透油气田投产完井措施和油田开发过程中的增产措施。内容：通常采用化学和物理方法改造：即油井酸化（酸化是用高压泵将酸液注入地层，酸液与碳酸盐或油层中的矿物和胶结物起化学反应，从而扩大裂缝和油层的孔隙，或解除油层堵塞，提高油层渗透能力，起到增产的作用。广泛采用的酸化措施有盐酸处理和土酸处理，盐酸主要用于碳酸盐岩油气层，土酸是用盐酸和氢氟酸配成的溶液，用于砂岩油田的酸化）和油井压裂（利用地面上的高压泵，将高粘度液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中, 随即在井底附近产生很高的压力。此压力将油井周围的油层压开裂缝，形成的裂缝带具有很高的渗透性，大大改善了油气层的导流能力。为了不让裂缝闭合，在压裂时要加入一定量的支撑剂（石英砂、核桃壳等），以支撑已形成的裂缝。压裂主要用于低渗透油气层的改造。）堵水：在油田开发过程中，油层出水会给油田开发工作带来严重影响，甚至降低油田最终开采率。油井出水后，首先确定出水层位，然后采用堵水方法进行封堵。堵水的目的就是在于控制产水层中水的流动和改变水驱油中水的流动方向，提高水驱油效率，力图使得油田的产水量在一段时间内下降或稳定，以保持油田增产或稳产，提高油田最终采收率。防砂：油井出砂的危害-主要表现为：砂埋油层或井筒砂堵造成油井停产，出砂使地面和井下设备严重磨蚀、砂卡，冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增，出砂严重时还会引起井壁坍塌而损坏套管。化学防砂：溶液型化学剂固砂、人工井壁防砂、其它化学固砂法。机械防砂：衬管防砂、砾石充填防砂3.提高采收率的方法有那些？采收率：指油田累计采出的油量占地质储量的百分比。油田采收率（%）=（累计采油量/地质储量）*100%3.稠油开采常用的方法（蒸汽吞吐、蒸汽驱）稠油开采：针对稠油粘度高的特点，创出了热力开采方法和化学开采方法。当前在生产实践中主要用的是热力方式开采。目前，世界上只有蒸汽吞吐和蒸汽驱的方法用于稠油工业性开采。蒸汽吞吐工艺技术是向稠油层注入高温、高压蒸汽，使稠油的粘度降低，这样石油就可以从油层中流入井筒而开采出来。蒸汽驱也是这个道理，是利用热蒸汽来驱动稠油，这样来提高稠油油田的开采效果。5.油田开发部署的调整主要有那些内容？层系调整：对于多油层通常是采用划分开发层系，用不同的井网单独开发，以减缓开采过程中的层间矛盾，改善开发效果，提高油藏开发的经济效益。但在开发过程中，会出现不均衡现象，为了更合理地开发，需要进一步共划分开发层系。井网调整：主要着眼于提高产量和采收率以及经济效益。包括注水方式调整和井网密度调整两方面。驱动方式调整：根据油藏的地址条件建立技术上有效的、经济上可行的驱动方式，同时要考虑到产量的要求。工作制度调整：水驱油的流动方向以及注入方式的调整。开采工艺调整：随着油田开发的进行，根据油田的具体情况对开采工艺进行调整。采油过程环境污染以及治理措施1含油污水：来源：油田采出水和注水井的洗井水。特性：油水密度差值小，水中悬浮固体含量高、颗粒粒径小，细菌含量高，有机物含量高，矿化度高处理方法：建设污水回收流程，集中处理，提高处理率和回注率，对含油污水做到综合利用2落地原油：指油井中生产的未进入集输管线而散落在地面的原油。原因：油井投产前。自喷油井投产前地面集输管线尚未建成，射空替喷时原油进入土油池;试油、试采。试油、试采作业主要是探井所产原油部分进土油池；井下作业。油井作业中,压井替喷,不压井作业的跑、冒油以及在起出油管,抽油杆在井场放置或者清洗而散落在井场的原油;生产过程。在原油生产中由于管理不善造成少量原油漏失落地(包括偷盗);生产事故。如发生井喷、集输管线断裂造成的落地原油。落地原油危害：原油落地后往往与水、砂、泥土形成混合物。在露天暴露时,其中的溶解气、轻烃会挥发进入大气,造成大气污染;渗入土壤会造成土壤污染;特别是有时由于土油池失修或大雨造成溢油,使原油流入水域造成水体污染。处理措施：建设原油集输小流程，将采出油用罐装车运走，用铁油池代替土油池，对落地原油进行回收。采油噪声：分机械噪声（大型机械设备）和作业噪声（井下大型压裂酸化作业中十几种设备同时开动而产生的噪声。）采油废气：主要为无组织泄漏产生的烃类气体，以及事故状态下，井下作业中产生。第六章 油气集输 1油品的主要运输方式及特点？2油气集输的主要工艺内容和流程类型？油气集输概念：把油井生产的油气收集、输送和处理成合格产品的过程。这一过程从油井井口开始，将油井生产出来的原油和伴生天然气的混合物，在油田上进行集中和必要的处理或初加工，得到四种合格产品：原油、天然气、轻质油、净化水。主要工艺：1.油气的收集加热保温，化学降粘、降凝法，物理降粘、降凝法2.油、气、水的初步分离沉降罐中进行重力分离3. 产品净化处理(1)原油：脱水、除砂、脱盐、脱气(原油稳定)(2)原油含水0.5%；含盐50mg/L；含气1m3 /t(3)天然气：小油珠、水蒸汽、含油(C5 以上成分)10g/m3 ;含H2S20mg/m3 (4)轻质油：去除水分(5)含油污水：隔油、粗粒化、气浮、过滤4.油、气、水的计量 指导油田的开发与生产；反映完成国家计划任务的指标；作为商品在国内外销售的依据5.油、气、水、轻质油的转输与储存利用泵、管线和储罐进行多次转输和储存主要集输类型：1. 按集输布站方式分类：一级布站流程（井口与原油库之间只有联合站）、二级布站流程（有计量站和联合站）、三级布站流程（有计量站、中转站和联合站集油站）2. 按通往油井的管线数量分类：单管集输流程（萨尔图流程和小站流程）、双管集输流程（蒸汽伴随流程、双管掺热油流程、双管掺热水流程、掺活性水流程）、三管热水伴随集输流程3. 按集输系统的密闭程度分类：密闭集输流程（油气集输全密闭流程：密闭集输、密闭处理、密闭储存和轻油、污油的回收。 石油及天然气等混合物从油井出来再集输、中转、脱水、净化等过程中，所用的都是密闭的管道输送。油气在存储和处理过程中均使用耐压容器，即在正常生产情况下，油气不与外界相互连通，只有当容器压力超过一定极限时，安全阀才开启泄压，实现密闭储存和密闭处理。在生产过程中排放的污油、污水、天然气等全部回收处理，中间过程不开口。）和开式集输流程（石油及天然气等混合物从油井出来在集输、中转、脱水、原油稳定等过程中所用的容器如：缓冲罐、沉降罐、贮油罐。因为有机械呼吸阀和液压安全阀与大气相通，使它们都是常压或接近常压，这样往往因温度或压力的波动保证不了流程的密闭程度）集中处理站（联合站）：它所承担的任务、建设规模和在油田的建设位置，一般由总体规划根据开发部门提供的资料综合对比后确定。集中处理站包括：油气工艺系统、公用工程（供电、供排水、供热、通讯、采暖、通风、道路、土建等）、供注水、污水处理、消防、变电以及必要的生产设施。集中处理站的主要设备有：分离器、水油缓冲罐、脱水泵、脱水加热炉、脱水器、原油缓冲罐、稳定塔送料泵、稳定塔、稳定塔加热炉、稳定原油储罐、外输泵、流量计、污水缓冲罐、污水泵等。原油脱水：沉降分离脱水、化学破乳脱水、电破乳脱水3原油稳定的目的及方法。原油稳定是指使净化原油中的溶解天然气组分汽化，与原油分离，较彻底地脱除原油中蒸气压高的溶解天然气组分，降低储存温度下原油蒸气压的过程。目的：1.降低原油蒸气压，满足原油储存、管输、铁路、公路和水运的安全和环境规定； 2.从原油中分出对人体有害的溶解杂质气体； 3.从原油稳定中追求最大利润。方法：负压分离稳定法（原油经油气分离和脱水之后，再进入原油稳定塔，在负压条件下进行一次闪蒸脱除挥发性轻烃，从而使原油达到稳定。主要用于含轻烃较少的原油。）加热闪蒸稳定法（先把油气分离和脱水后的原油加热，然后在微正压下闪蒸分离， 使之达到闪蒸稳定。）分馏稳定法（经过油气分离、脱水后的原油通过分馏塔，以不同的温度，多次气化、冷凝，使轻重组分分离。这个轻重组分分离的过程称为分馏稳定法。此种稳定方法主要适用于含轻烃较多的原油）多级分离稳定法（此稳定法运用高压下开采的油田。一般采用34级分离，最多分离级达67级。分离的级数多，投资就大。）4石油及其产品的运输方式及特点？公路运输、铁路、管道、水路管道分类：按油气管道分为企业内部管道和长输管道按介质分为输油管道、输气管道和油气混输管道原油库：用来接收、储存和发放原油的场所。具有储存油品单一、收发量大、周转频繁等特点，它是油田正常生产和原油外运（或外输）的一个重要衔接部分。分类：按照用途分类：铁路（铁路外运原油库）、管线（管线外输原油库）、汽车、水路、联合（联合外运原油库）按油库的库容量分为五级：一级油库总容积在100000m3 以上二级油库总容积在30000m3 100000m3 三级油库总容积在10000m3 30000 m3四级油库总容积在 1000m3 10000m3五级油库总容积在1000m3以下按石油储存方式分类：1.地面油库 2.隐蔽油库 3.山洞油库 4.地下水封油库 5.地下岩盐库 6.水下油库原油库组成：一般由收油、储存、发放设备及公用工程、生产和生活设施等部分组成。储罐：目前我国应用范围最广泛、技术最成熟的是拱顶储罐（储存挥发性较低或不挥发油品）、浮顶储罐（外浮顶储罐外浮又分为双盘式和单盘式和内浮顶储罐能有效防止风沙、雨雪、灰尘进入污染储液，也有更显著的隔热效果。）和球罐（适用于储存容量较大有一定压力的液体如液氨、液化石油气、乙烯等。）。5. 采油和油气集输过程中的主要污染源和污染物有那些？主要控制措施？主要污染源：废水污染源，废气污染源、噪声污染和固体废物污染法防治措施：含油污水处理： 1.去除水中杂质 物理除油法：主要用立式除油罐、斜板除油罐(池)、粗粒化罐等进行重力分离除油。 混凝除油除悬浮固体：投加絮凝剂破除乳化油及其它胶体物质。 过滤：以取出混凝后的悬浮固体为主，破乳后的油也相应除去 2.加入药剂 防垢剂 、缓蚀剂、杀菌剂 3.化学脱氧和密闭脱氧工艺流程有三类：两级沉降除油 + 一级过滤流程、气浮除油 + 两级过滤工艺、生物处理流程废气的处理措施：来源：燃烧烟气：SO2、Nox、TSP、CO等 无组织泄漏：烃类气体措施：密闭集输，优化流程，回收资源优化燃料，提高效率，尾气治理含油污泥处理措施：来源：油井出砂、落地原油污染的土壤、罐底油泥、井下作业、事故污染等等。措施：加温加压调理、浓缩干化法、污泥焚烧发电、萃取分离法、固化处理法、微生物处理法分级处理：资源回收，综合利用其他污染：在储运过程中，泄漏的石油制品和天然气挥发扩散、 燃烧又将引发一系列污染问题。特别是油类物质，进入土壤、水体后会发生许多物理、化学和生化反应，造成环境的严重污染。处理措施：提高工程技术措施，加强水土保持生态恢复措施，增加失效风险防范措施。第7章石油加工及其污染控制及其他1、石油加工企业的分类及主要工艺路线分类：燃料型石油加工厂（汽油、柴油、航空煤油）、燃料-润滑油型石油加工厂（燃料油、润滑油）、燃料-化工型石油加工厂（燃料油、化工原料）主要工艺路线：一次加工（把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围(即馏分)；一次加工装置：常压蒸馏或常减压蒸馏。）二次加工（将一次加工得到的馏分再加工成商品油。二次加工装置：催化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、烷基化、加氢精制等。）三次加工（将二次加工得到的商品油制取基本有机化工原料的工艺。三次加工装置：裂解工艺制取乙烯、芳烃等化工原料。）2、 原油预处理的目的及其过程主要的污染物的种类目的：脱盐、脱水。原油中均含有泥砂、铁锈等固体杂质，水、钠、钙、镁等盐类（如NaCl，MgCl2，CaCl2）。存在盐、水的危害： （1）增加储运、加工设备的负荷，增加动力消耗。 （2）影响常减压蒸馏的正常操作。 （3）结垢堵塞管道，降低传热速率。 （4）腐蚀设备，缩短开工周期。 （5）毒害催化剂，影响二次加工原料质量及产品质量。 主要污染物种类：含盐废水以及泥砂、铁锈等固体废物原油预处理过程：目前常采用二级电脱盐工艺流程。一般规定经过脱盐脱水装置处理后,油田外输原油含水0.5%,含盐量50mg/L。 原油预处理（脱盐、脱水）原理：95%的原油属于稳定的油包水型乳化液。原油中含的盐类除少量以晶体状态悬浮在油中以外,大部分的盐溶于水中,形成盐水为分散相、油为连续相的油包水型乳化液。（1）油水两相的自由沉降（2）原油乳状液的破乳化化学破乳 电场对原油破乳的作用原油的蒸馏：蒸馏是炼油厂的“龙头”，是石油炼制的第一步。它是利用石油中各组分沸点的不同，使其分离的方法。加热石油时，温度逐步升高，容易沸腾的、沸点低的烃就率先变成蒸汽，从石油中跑出来。沸点次高、沸点更高、沸点最高的一些烃，就会一个一个地挨次沸腾起来，陆续蒸出。把这些油气挨次分别冷凝下来，就可以把石油分成沸点不同的几个部分（“馏分”）。这种加工方法叫蒸馏或分馏。通过蒸馏装置一次加工直接得到的产品，叫做直馏产品（如直馏汽油、直馏煤油等）。蒸馏的分类：按蒸馏方式（简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏）按操作压强（常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏）在炼油厂中，都有一个高瘦和矮胖这样直立着的设备，就叫蒸馏塔。高瘦者叫常压分馏塔（简称常压塔），矮胖者叫减压分馏塔（简称减压塔）。石油的催化裂化：催化裂化是原料在催化剂存在条件下，在470530和0.10.3MPa的条件下，发生裂解等一系列化学反应，转化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的工艺过程。催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺，在炼油工业生产中占有重要的地位。催化裂化目的：提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品； 增加品种，提高产品质量。催化裂化原料：重质馏分油 产品：汽油，柴油，干气和液化气催化裂化特性：(1)轻质油收率高，可达7080； (2)催化裂化汽油的辛烷值高，马达法辛烷值可达7880，汽油的安定性也较好； (3)催化裂化柴油十六烷值较低，常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值，以满足规格要求； (4)催化裂化气体，C3和C4气体占80，其中C3丙烯又占70，C4中各种丁烯可占55，是优良的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料。根据所用原料，催化剂和操作条件的不同，催化裂化各产品的产率和组成略有不同，大体上，气体产率为1020，汽油产率为3050，柴油产率不超过40，焦炭产率57左右。催化裂化工艺流程：三大系统（反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统）（具体课件）加氢裂化：是重质原料在催化剂和氢气存在下进行的催化加工，生产各种轻质燃料油的工艺过程。用重质原料油生产轻质燃料油最基本的工艺原理就是改变重质原料油的相对分子质量和碳氢比，而改变分子和碳氢比往往是同时进行的。改变碳氢比有两个途径：一是脱碳，二是加氢。加氢裂化实质上是加氢和催化裂化这两种反应的有机结合。加氢裂化化学反应：裂化、加氢、异构化、环化及脱硫、脱氮和脱金属等。上述加氢裂化反应中，加氢反应是强放热反应，而裂化反应则是吸热反应，二者部分抵销，最终结果仍为放热反应过程。加氢裂化工艺特点：1生产灵活性 2产品质量好，收率高。加氢裂化流程，根据原料性质、产品要求和处理量的大小、催化剂的性能而分一段流程、二段流程以及串联流程。催化重整：是最重要的炼油过程之一（二次加工方法之一）。“重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构，分子大小的加工过程。 重整过程是在催化剂存在之下进行的。采用铂催化剂的重整过程称铂重整，采用铂辣催他别的称为铂绍重整，而采用多金属摧他剂的重整过程称为多金属重整。催化重整目的是：用以生产高辛烷值汽油或化工原料芳香烃，同时副产大量氢气可作为加氢工艺的氢气来源。原料：直馏汽油馏份。主要工艺流程：包括原料油预处理、重整反应、产品后加氢和稳定处理几个部分。生产芳烃为目的的重整装置还包括芳烃抽提和芳烃分离部分。3、 石油加工企业废水治理的基本工艺过程和原理？废水来源：1.含油污水：来源于各装置机泵冷却水、装置区冲洗地面水、原料罐区冲洗地面水、油罐罐底排水、各种油水分离器排水及被油污染的雨水等。