天然气的特点
1.
2.
3.
4.
5. 比重低，热值高 易燃且燃烧完全 流体，具流动性，可用管道输送 易开采，可借助自然能量或用机械抽吸采出 成分复杂，用途广泛
石油对中国经济的影响
在20世纪，中国石油工业从小到大，经历了60--70年代的高速发展和80年代以来稳
定发展的阶段，为国民经济的发展做出了重大贡献。1959年大庆油田的发现，从根本上改
变了我国石油工业的面貌，1965年结束了对进口石油的依赖，实现了自给；在61～70年代，
胜利、辽河、华北等油气田的相继发现和开发使全国原油产量迅速增长，1978年产量突破
1亿吨大关，从此我国跨入了世界产油大国的行列；自80年代以来，由于国民经济的快速
增长和对环境保护要求的提高，对石油天然气的需求逐步加大。我国从1993年起成为石油
净进口国，进口量逐年增加，供需矛盾日益突出。
石油对中国经济的影响
对中国来说，近年来煤、电、油的供应呈现全面紧张的态势，能源价格不断上涨，将
维持在比较高的水平，现在很难再出现或者回到过去低价竞销的状态。现在煤炭的后续增
产不足、产能比失调状况也堪忧，国内原油资源和增产有限，对外依存度增加，加之铁路
运输瓶颈制约，短时间内能源紧缺的状况难以有明显改善。由于成品油需求量不断增大，
再加之东北地区许多油田减产、新疆地理等原因给成品油的采购、运输带来的影响，使得
一些地方出现成品油紧缺、加油站油料断档的现象。
石油对国家安全影响
第一次世界大战以来，石油同战争的关系更加密切。它体现在相辅相成的两个方面：
一方面，战争需要石油，离不开石油。石油成为关系战争胜败的战略物资。因此，在战争
中，双方都力图拥有强大的石油供应基地和可靠的石油供应保障；同时，也都力图夺取或
摧毁敌方的石油生产基地和石油补给线。为此而组织战斗和战役。
另一方面，随着石油的用途日益广泛，石油对战争、经济和社会生活越来越重要，石
油也成为发动战争的起因。尤其在第二次世界大战以后，全球性的大战没有了，但地区性
的局部战争不断。这些战争，几乎全都有争夺石油或石油控制权的背景。特别是在中东，
全球霸权主义和地区霸权主义者发动战争，就是为了控制中东的石油资源，控制世界石油
市场和石油供应，从而控制盟国，控制世界。
地区分布
油----主要在中东（波斯湾）、墨西哥湾-加勒比海、独联体（巴库-里海西岸、伏尔加-
乌拉尔地区及西西北利亚）；次为地中海沿岸、北美、西欧（北海）、中国。
气----主要在俄罗斯（西西北利亚）、中东、北美、西欧（北海）。
国家分布
油----沙特阿拉伯、伊拉克、阿联酋、科威特、伊朗、（前五位占63%），加上委内瑞拉、
俄罗斯、利比亚、墨西哥、中国（前十位占83.7%）。（2001年）
气----俄罗斯、伊朗、美国、沙特阿拉伯、阿联酋（前五位占62%），加上阿尔及利亚、
委内瑞拉、伊拉克、加拿大、挪威（前十位占75%）。（1993年）
在战争期间，强化石油生产和供应，是参战的战略需要。
六条原则：（1）运河应不加封锁地向一切船只开放；（2）尊重埃及对运河的主权；（3）
运河的管理要与任何国家的政治脱离；（4）通行费由埃及和运河使用者之间协商确定；（5）
通行费的适当部分用于运河的改进；（6）今后的分歧将通过仲裁解决。
第四次中东战争和第一次石油危机
不向禁运国家（美国、荷兰、葡萄牙、南非－因为它们公开支持以色列）供应原油和
成品油。为保证对这些国家的禁运，还禁止向美国转口石油的国家和地区（包括特立尼达
多巴哥、巴哈马、荷属安德列斯群岛、加拿大、波夺黎各、巴林、关岛和新加坡）出口石
油。此外，对向美国市场供应成品油的炼油厂（包括设在意大利、希腊和法国南部的）消
减原油供应。
对优惠国和不受禁运的国家100％供应石油。优惠国指阿拉伯、伊斯兰、非洲的石油
进口国，如埃及等。法国、西班牙、英国、印度等国已与以色列断交，不受禁运影响。
对中立或半禁运国家，减少石油供应量，这指日本和比利时。
这就是“三种油桶策略”，对西方国家区别对待，分化瓦解。
石油禁运一直持续到1974年3月8日，整整5个月之久。受打击严重的是西欧和日
本。
禁运开始后，多数西欧国家限制了车速，实行燃油配给制；禁止星期天驱车外出；禁止晚
上开霓红灯；缩短工作时间。日本出现了抢购商品的风潮；出租车司机上街游行 。
石油涨价，使正开始陷入经济危机的美、欧、日的经济雪上加霜。
1973年四季度时，西方国家工业生产增长速度已经减缓或停滞。油价大涨，使它们
的社会经济活动陷入一片混乱。1974年，西方国家的经济增长率，西德最好，只有1％，
英国-0.5％，美国-1.75％，日本最严重，是-3.25％。
日本的经济受打击最严重，是因为日本的石油几乎完全依赖进口，而且75％左右依
赖从中东进口，向日本本供应石油的主要是西方国家的大石油公司。石油危机一来，它们
优先向美国、西欧供应石油，倒霉的还是日本。
这一场经济危机，到1975年下半年开始复苏，但十分缓慢。这就是西方国家惊呼的
第一次能源危机
直接寻找油气藏的手段-钻井。
钻井过程中的监测手段：-地质录井，气测，中途测试，裸眼井测井。
钻井后使什么是石油？-工业的血液。
石油埋藏在沉积岩中。-沉积环境。
油气藏是怎样形成的？-生油…运移…圈闭。
寻找可能存在油气藏的地质构造-地震勘探。
井孔固定-固井。
井的完成-完井。
怎样使地层中的油流到地面?-油井产出方法。
怎样可以改善生产?-油层改造和保护。
石油的主要成分：碳（C ）80%-88% ；含有少量氧（O ）、硫
氢（H ） 10%-14% ；（S ）和氮（N ）。
石油中烃类主要是烷烃，分子通式为：CnH2n+2：
1-4个C 是气体，5-16个C 是液体，17个C 以上 是固体；
石油的组分有油质、胶质、碳质和沥青质等；
天然气的组分有甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等。
石油物理性质：相对密度：小于0.94为轻质油；大于0.94为重质油；地下粘度：
大于50mPa.s 为稠油；
天然气的相对密度在0.6-0.7之间。
干气：甲烷含量超过90%称干气。湿气：油田溶解气，乙、丙、丁烷含量高（20-30%）
称湿气。
石油-工业的血液
⏹ 各种燃料的来源；
⏹ 重要的化工原料：乙稀、丙稀、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘等。
第一节 沉积岩
地壳由三大类岩石组成：岩浆岩、变质岩和沉积岩。
岩浆岩：是由岩浆冷凝而成的岩石。
变质岩：是原来的岩石在外界条件（温度、压力等）作用下变质而形成的新岩石。
沉积岩：原来的母岩（岩浆岩、变质岩和沉积岩）遭受风化剥蚀，经搬运、沉积和成岩作
用而形成的岩石。
沉积岩的形成
风化和剥蚀
⏹ 搬运
⏹ 沉积成岩：压实作用； 胶结作用；重结晶作用。
沉积岩分类
⏹ 沉积岩大致分为碎屑岩（砾岩，砂岩，粉砂岩）、粘土岩（泥岩，页岩）和化学岩
（石灰岩，白云岩）三大类
沉积岩的形成环境
⏹ 陆相：是指在大陆环境上形成的沉积相；
⏹ 海相：即海洋沉积相，细分为滨海相、浅海相、半深海相和深海相；
⏹ 海陆过渡相：处于海陆过渡地带的各种沉积相。
沉积岩的沉积构造
⏹ 层面构造：常见的有波痕、干裂、雨痕、雹痕、生物钻孔和动物足迹等；
⏹ 常见的有四种，即水平层理、波状层理、单向斜层和交错层理。
沉积韵律和沉积旋回
剖面上呈周期重复的规律:
⏹ 正韵律：自下而上由粗到细的沉积韵律；
⏹ 沉积的韵律：是指相似岩性的岩石在地层垂直方向上有规律的重复变化，反韵律：
自下而上由细到粗的沉积韵律；
沉积旋回：一个正韵律和一个反韵律组成一个 沉积旋回
地层单位和地质年龄
地层单元 对应的地质时期 地质年龄
新生界 新生代 65百万年以内
中生界 中生代 230-65百万年
古生界 古生代 570-230百万年
元古界 元古代 2500-570百万年
太古界 太古代 4600-2500百万年
在储集层中油气与水同时存在，由于油气的密度比水低，油气在浮力、构成力和水动
力的作用下，由高压区（凹陷）向低压区（凸起）运移，途中遇到遮挡场所就聚集起来。
储集层中具有阻止油气运移的条件、可以聚集油气的特定场所叫圈闭，圈闭中聚集了一定
规模的油气就叫油气藏。
（一）油气藏形成可以分为三个阶段：生油、运移和圈闭。
1、 油气生成价段：生物催化，热降解生油，热裂化生气。
2、 石油生成的理化条件：氧化还原、温度、压力、时间和催化作用。
3、 天然气成因类型：生物化学气、油型气、煤型气、 和无机成因气。
（二）油气运移聚集
二、 油气藏动态保存（圈闭）
二、油气藏形成条件
⏹ 具备生油层、储集层、盖层、且三者形成有效的“生储盖”组合；
⏹ 有效圈闭；
⏹ 运移通道；
（一）“生储盖”组合：
1：生油层：能够提供工业价值石油的生烃岩石叫生油岩或油源岩。
2：储集层：孔隙性和渗透性较好、能够储存石油和天然气，并且当开采时石油和天然气能
够从里面流出来的岩层叫储集层。
3：盖层：是一种致密的非渗透性岩层。多为泥质岩、石膏岩和石灰岩；
（一）构成按圈闭成因，油气藏可分为构造油气藏、非构造油气藏及复合油气藏。
（二）非构造油气藏：非构造油气藏的储油圈闭是由沉积作用或成岩作用形成的，主要包
括地层油气藏和岩性油气藏
五、油气藏分布规律
1，沉积岩厚度大、面积广的晚元古代以后的沉积盆地都有希望发现油气藏
2，生油凹陷内部及其周边的圈闭是油气藏分布的有利地带
第二章 石油勘探
石油勘探就是一个寻找油气田的过程。
⏹ 钻前手段：地质、化探、物探，主要是物探；
⏹ 钻后手段：钻井、录井、测井和试油；
第一节石油勘探的基础方法与原理
一、石油勘探的基本方法
1，地质法：是以岩石学、构造地质学、矿藏学等理论为基础，分析地质资料，评价含油气
远景。
2，物探法：重力勘探、磁法勘探、电法勘探和地震勘探。地震勘探是最主要的方法。 3，钻探法：直接取得最可靠的地质资料。
三、地震勘探的生产、工作程序
第一价段是野外采集工作；
第二阶段是室内资料处理；
第三阶段是地震资料的解释和绘图。
第二节 海洋石油勘探
一、海洋石油勘探范围
⏹ 水深不到200m 的大陆架地区：海洋潜在可采油气的65%；
⏹ 水深200-2500m 的陆坡地区有30%；
⏹ 更深水域，即陆隆地区只有4%；
⏹ 我国大陆架面积：130万平方米，油气资源主要分布在渤海、黄海、东海、南海一
带。
二、海洋地震勘探特点：
⏹ 1，海洋地震勘探施工特点：高效和低成本。
⏹ 2，海洋地震勘探技术特点：导航定位技术、海洋地震的震源。
⏹ 3，海洋地震的检波器系统：航拖，浮到指定深度（3-16m 。）
第三节 石油勘探步骤
一、区域勘探，二、圈闭预探，三、油气藏评价勘探，四、滚动勘探
第四节 油气勘探的发展趋势
一、寻找大型油气田仍然是首要目标
二、加强海洋油气田勘探
三、加强天然气勘探
四、大力寻找非构造油气藏
第三章 钻井与完井
⏹ 油气井分为探井和生产井两种；
⏹ 探井：获取资料，评价油气状况；
⏹ 石油和天然气是深埋在地下的流体矿藏，必须钻井才能生产；
⏹ 生产井：生产；
⏹ 井分三种：直井、斜井和水平井。
第一节 钻井设备
钻机：
动力系统：柴油机或电机，1490-4470千瓦；
提升系统由井架、天车、游车、大钩、吊环等组成。提升速度最小为0.24米/秒； 旋转系统：由转盘、转盘变速器、水笼头、方钻杆组成；功率：370-447千瓦（中型），
745千瓦（大型）；
循环系统：钻井液：水、粘土和化学处理剂配制。泥浆泵：两台，2980千瓦，占钻机
2/3功率。
井控系统：由防喷器、储能器机组和防喷器遥控面板、测试管汇和压井管汇组成； 监视系统：录井和司钻操作台仪表监测大沟负荷、钻压、转数、扭距、泵压、排量、
钻速等参数。
二、钻进工具
1，钻头（刮刀钻头，牙轮钻头，金刚石钻头，PDC 钻头，扩眼钻头，取芯钻头） 2，钻铤
⏹ 是一种钢质厚壁的简型管材。接在钻头之上向钻头施加钻压和传递扭距。 ⏹ 尺寸从33/8-11英寸；
⏹ 最重的钻铤每米可达300千克；
3，钻杆
⏹ 钢质厚壁管材。是钻井延伸、传递扭距和输送钻井液的工具；
⏹ 标准长度：8、10和12米（单根）；
⏹ 立根：2-3个单根（24-28米）组成一个立根。
4，方钻杆
⏹ 方钻杆位于钻柱最上端，其主要作用是传递扭距。
5，井下动力钻具
⏹ 螺杆钻具和涡轮钻具是两种主要的以钻井液的压力为动力的钻具；
⏹ 钻定向井、水平井和大斜度延伸井，能有效地控制井眼轨迹；
⏹ 螺杆钻具是靠钻井液流在螺杆钻具的定子和转子间的容积挤压得到扭距和转数；转
数低，扭距大，可控转数，定子的合成橡胶，抗高温及抗油能力差，适于浅井； ⏹ 涡轮转具是靠钻井液流冲击装在涡轮轴上的转子而得到扭距和转数；转数高扭距低，
结构复杂，适于硬地层；
6，其它钻井工具：稳定器、振击器、安全接头、安全截止阀、取心钻具和打捞工具等。
三、钻井液
⏹ 旋转钻井方法是利用钻井液清洗井底，携出井下钻屑并控制井内压力；
⏹ 水基钻井液：以水为连续相；
⏹ 油基钻井液：以油为连续相；
⏹ 泥浆（钻井液）：液相：淡水或盐水，某种油品。固相：重晶石，高岭土。 处理剂：
有机或无机化学处理剂。污染物：岩屑等 。
钻井液的作用：清洗井底、携出岩屑、冷却钻头、保护井壁、润滑钻具、破岩作用、平衡地层压力和保护油层。
四、钻井过程中的监测
⏹ 地质录井(钻时、岩心、岩屑、泥浆、井壁取芯) ；
⏹ 气测（半自动气测、色谱气测）；
⏹ 中途测试：DST ；
⏹ 裸眼井测井。
第二节 钻井过程
一、准备工作
⏹ 定井位；
⏹ 修公路；
⏹ 平井场；
⏹ 打基础；
⏹ 安装。
二、钻进
⏹ 钻进（狭义）；
⏹ 洗井；
⏹ 接单根；
⏹ 起下钻；
⏹ 其它作业
三、固井
目的：加固井壁和隔离钻井的油气，水层。固井是钻井过程中的重要作业。一般至少要有两次固井（生产井），多至4-5次固井（深探井）；
固井过程分三步：
1，下套管
2，注水泥
3，井口安装和套管试压
第三节钻杆测试（DST ）
石油钻探发现油气层后，除用电测手段取得油气层的资料和样品外，还要用钻杆测试的方法，直接取得油气层中油、气、水的静止和流动状态下的资料。从钻杆测试中可以了解到测试地层产量、地层损害、筛管堵塞、工具堵塞、断层、油藏边界、测试半径等资料。
一、地层测试原理和过程：
⏹ 钻杆测试工具组成：井底测试阀、封隔器和压力计。
三、地层测试资料的收集和初步解释
⏹ 资料来源：返回地面的流体；取样器中流体；井下压力计资料。
⏹ 初步分析：
第三节 完井
完井，顾名思义，即井的完成。通常完井分探井完井和开发井完井。
⏹ 探井完井：包括发现有价值的油气，开始下油层套管，注水泥固井，射孔，试油气，
直到弃井或临时性弃井；
⏹ 开发井完井：包括下油层套管，注水泥，射孔，下生产管柱和安装井口直到交井；
一、保护油气层的措施
⏹ 采取平衡压力钻井油气层；
⏹ 减少钻井液和完井液的滤失性；
⏹ 清除钻井液和完井液中的无用固相颗粒；
⏹ 控制膨润土的含量；
⏹ 减少钻井液和完井液对油气的浸泡时间；
⏹ 固井水泥对油气层的损害更严重，在水泥中加失水剂和缩短水泥凝固时间；
二、完井方法
⏹ 套管射孔完井；
⏹ 尾管射孔完井；
⏹ 先期裸眼完井；
⏹ 后期裸眼完井；
⏹ 筛管完井；
⏹ 砾石充填完井。
三、完井井口装置
组成：通常包括套管头、油管头和采油树三大部件
⏹ 套管头：在完井中起着悬挂和密封油层套管的作用；
⏹ 油管头：与油层套管连通，起着悬挂、支撑井中油管柱，密封油管柱和套管的环形
空间的作用。
⏹ 采油树：安装在油管头上，是油气井生产的总闸门，用来控制和调节油气流的生产；
四、油气井的射孔方法
⏹ 射孔：完井前用射孔弹把封固的油气层射开这就叫射孔；
⏹ 正压射孔：是在套管里的液柱压力大于地层压力下进行射孔；
⏹ 负压射孔：是在生产管柱的封隔器坐封后，在生产管柱内的压力低于油气层压力下，
用电缆把射孔枪送到预定的油气层深度进行射孔；
⏹ 过油管射孔：用电缆把把射孔弹送到预定的油气层深度射孔；
⏹ 油管输送射孔：将射孔枪接在油管柱的下部，下入到井下预定深度，封隔器坐封和
装好采油树后，打开清腊闸门和总闸门，用投棒或环空加压的办法起爆射孔。
五、完油试油
⏹ 试油：完井作业的最后工序；
⏹ 探井试油：主要是了解地层的真实情况和生产能力，为勘探的情况和生产能力做出
评价；
⏹ 生产井试油：要按开发方案的试油程序进行。试油时间长，资料收集全面详细，资
料解释系统深入。通过测试和解释，了解油气井在各种条件下的生产能力，为油田开发提供实际依据。
第四章 油田开发
本章介绍油气田是如何进行开发和生产的：
⏹ 油气田开发总体方案；
⏹ 油是怎样采出的；
⏹ 保持压力的措施-注水；
⏹ 改造油层-酸化和压裂；
⏹ 先进的增产技术。
以圈闭的成因为基础，将油气藏分为构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三大类。
⏹ 构造油气藏：
1，背斜油气藏。
2，断层圈闭油气藏。
储层是油气聚集的场所，其物理性质的好与差，以其分布规律与特征，对于油田开发方式和油井产量有直接关系。
⏹ 岩石孔隙度：岩石孔隙体与岩石总体积之比。
⏹ 有效孔隙度：流体可以在其中流动而互相连通的孔隙体积 与岩石总体积之比。 ⏹ 绝对渗透率：利用空气测试岩心的渗透率。
⏹ 有效渗透率：油气和水三种流体，允许其中某一种流体通过的能力，其中K 为渗透
率。
Q=K(P1−P2) uL⏹ 油、气、水饱和度：储层岩石孔隙被流体充满的程度，通常是以该流体所占孔隙的
百分数来表示。
含油饱和度 So=（Vo/Vp）*100%
含气饱和度 Sg=（Vg/Vp）*100%
含水饱和度 Sw=（Vw/Vp）*100%
⏹ 润湿现象：润湿现象是指流体在其表面分子力的作用下，将其滴放在固体表面上时，
所呈现的流散现象。
⏹ 毛细管压力：毛细管压力是指在多孔介质的微细毛细管中，跨越两种非混相液体弯
曲界面的压力差，或者说是毛细管中弯曲液面两侧非润湿相压力和润湿相压力之差。
三、油、气、水性质
⏹ 原油的分类
1， 密度分类法：按API 度或密度对原油进行分类：
2，含硫量分类法:低含硫原油：含硫量小于0.5%
含硫原油：含硫量小于0.5-2%
高含硫原油：含硫量大于2%
⏹ 天然气分类
1，按矿藏分类： 气藏气：主要为甲烷，含量大于85%以上；油藏气：也称伴生气，它包括溶解气和气顶气，特征是乙烷和乙烷以上的烷类含量较高；
凝析气藏气：除含有大量的甲烷之外，戊烷及其以上的烃类含量较高。
2，按烃类的组成分类：
湿气：每1立方米天然气中，戊烷以上（C5+）的烃类，按 液态计大于10毫升的天然气叫湿气。
干气：按液态计小于10毫升的天然气叫干气。
3，按硫化氢和二氧化碳含量分类：
净气：是指天然气中硫化氢和二氧化碳含量甚微或不含有。
酸气：是指硫化氢和二氧化碳含量超过有关质量标准
⏹ 油气田水的分类
1，硫酸钠（Na 2SO 4）水型—开启型：代表着大陆环境，是环境封闭性差的反映，不利于油气聚集保存。
2，碳酸氢钠（NaHCO 3）水型--还原氧化型：这种水型的水pH 值大于8，为碱性水，我国油、气田水属于这种水型的很多，其储层多是陆相淡水潮湿的湖盆沉积，是含油气的良好标志。 3，氯化镁（MgCl 2）水型--氧化还原型：这种水型代表的典型代表是海水，生成于海洋环境，
说明油层与地面不连通，封闭条件好。在很多情况下，氯化镁水型存在于油气田内部。 4，氯化钙（CaCl 2）水型--还原封闭型：在完全封闭的地质环境中，地下水与地表完全隔离不发生水的交替，这与油气聚集所要求的环境相同，是含油气的良好标志。
我国油气田水的基本类型，是碳酸氢钠型和氯化钙型，总的矿化度变化范围在3，000-300，000毫克/升。
四、油层的压力与温度
⏹ 油层压力：是指油气层中某一点的流体（油、气、水）所 承受的压力。
1，静水柱压力：油层压力的来源，也是原始油层压力。一般油层深度增加100米，压力增加1兆帕左右。
2，原始油层压力系数：是指原始油层压力与油层深度相当的静水柱压力之比，原始油层压力系数用Kp 表示。
3，静压：即当前的油层压力。
4，流压：即油气井在生产时测得的井底压力。
5，生产压差：静压与流压之差。
⏹ 油层温度
1，地温梯度：一般来说，平均每加深33米，地层温度增加1度。
2，地温梯度变化范围可以在2-4度间变化。克拉玛依油田是2度/100米，华北地区：3.5-3.6度/100米，而东北松辽盆地：4度/100米。
五、油井试油
⏹ 试油：就是测试油井生产能力，取全取准各项资料，为油田开发提供依据； ⏹ 所取资料：分层的产量、油气水物理性质，油层压力和温度。
第二节油田开发
油田开发是一项技术业务性很强的工作，它涉及的技术领域很广，它包括地质、油藏、钻井、完井、采油、地面工程设计和经济分析等。
一、油藏的驱动类型
油藏在开采过程中，驱使原油流向井底，并升举到地面，主要依靠的能量来源是什么？
⏹ 刚性水压驱动：有充足供水能力的边水或底水的水头压力。
⏹ 弹性水压驱动：主要依靠与油藏含油部分相连通的广大水体的弹性膨胀；
生产特点：当产量保持一定时，油层弹性能量逐渐消耗，压力不断下降。国内大部分已开发油田属于弹性水压驱动。
⏹ 气压驱动：主要依靠气顶中压缩天然气的弹性膨胀力；
⏹ 弹性驱动：主要来源于油藏本身岩石和流体的弹性膨胀力；
⏹ 溶解气驱动：主要来源于原油中溶解气的膨胀；
⏹ 重力驱动：主要靠原油自身的重力。
二、储量计算
⏹ 储量分级：
1，探明储量。
2，控制储量。
3，预测储量。
⏹ 石油储量计算(容积法) ：
原油： N o =100hAφ(1-Swi)ρo /Boi
天然气： G s =10-4N o R si
⏹ 石油可采储量计量：可采储量=原始地质储量*采收率
水压驱动油藏采收率为30-50%；
气顶驱动油藏采收率为20-40%；
溶解气驱油藏采收率为10-20%。
三、油田注水方式
注水方式，就是注水井在油田上的分布形式。
⏹ 边缘注水：
⏹ 内部切割注水：
⏹ 面积注水：
四、油田开发总体方案
第三节注水工程
一、水源及水质
⏹ 水源的选择：
⏹ 水质标准要求：
二、水的处理
⏹ 沉淀：
⏹ 过滤：
⏹ 化学剂杀菌：
⏹ 脱氧：
⏹ 曝晒：
⏹ 含油污水处理：
四、注水井分层注水
⏹ 为什么要分层注水？（各小层渗透率不同，水线推进不均匀） ⏹ 分层配水管柱：
五、注水开采简要过程
第一阶段：建设投产、产量上升，不含水至低含水（小于25%）；
第二阶段：油田稳产，中含水（25-75%）；
第三阶段：产量递减，高含水（75-90%）；
第四阶段：低速开采，特高含水（大于90%）；
第四节采油与增产
采油基本方法：自喷采油和机械采油二种。
一、采油
⏹ 自喷采油：
能量来源：井底压力和溶解气。
自喷过程：油层渗流、井筒流动、
油嘴节流和地面管线流动。
⏹ 气举采油：当油井停喷以后，为了使油井能够继续出油，人为地把天然气压入井下，
使原油喷出地面。
优点：1，在不停产条件下，加深气举维持产量；
2，可以进行补孔、生产测井和封堵底水；
3，减少作业次数，降
低生产成本。
条件：要有气源和压缩机站
⏹ 抽油机有杆泵采油： ⏹ ⏹ ⏹ ⏹
⏹ 工作原理：
优点：设备简单，投资少，
便于管理，适应性强。
适用范围：产液量200方/日
以下的不超过3000米的井。
⏹ 电潜电动离心泵采油：
组成：井下部分、地面部分和电缆。
工作原理：
应用范围：排量大， 适用于高产井、深井、 斜井、稠油井、 含蜡井。
缺点： 成本高，起下作 业繁重。
⏹ 水力活塞泵、射流泵采油：
水力活塞泵：是利用地面高压泵，将动力液（水或油）泵入井中，井下泵是一组成对的往复式柱塞组成，其中一个柱塞被动力液驱动，从而带动另一个柱塞将井内液体升举到地面。
优点：扬程范围大，起下泵操作简单。可用于斜井、定向井和稠油井采油。
射流泵：工艺流程与水力活塞泵基本相同，只是井下泵由喷嘴及喉管组成，动力液通过喷嘴变成高速射流，与井内的液体混合，把能量加压到产出的液体上，并把它升举到地面。
二、增产措施
⏹ 油层酸化处理：
1，酸化：一般酸化和酸化压裂。
2，碳酸盐岩（灰岩）油气层酸化：用盐酸。
3，砂岩油气层酸化：用常规酸化，用土酸（盐酸和氢氟酸混合）。
⏹ 油层压裂：
1，水力压裂：
2，压裂液和支撑剂：
3，增产效果：
石油勘探就是寻找一个油气田的过程，根据石油地质学的油气田分布规律，采用各种合适的先进勘探技术与方法，从而达到最经济地探明油气储量的目标。按照工作程序，石油勘探分阶段地进行地质和经济评价，筛掉无工业价值的地区，逐步集中勘探“靶区”，直到发现和探明工业油气田。
钻前间接手段：钻前间接手段包括地质方法、化探方法（地球化学勘探）和物探方法（地球物理勘探）方法，其中主要是物探方法，钻前勘探的大部分投资用于物探。
通过钻前勘探工作，可以推测一个较大区域或者一个圈闭的石油地质信息，例如有什么时代的地层，每套地层的岩性（砂岩、泥岩和碳酸盐岩等）、厚度、构造、含油气情况等，据此设计探井井位和层位。
钻探直接手段
钻探工程包括钻井、录井、测井和试油等多种专业技术手段。
1，钻井是依据岩石力学、流体力学、管柱力学和油层保护等多门专业，按预定井深和井身结构钻穿地层，输通油气通道。
2，录井，即地质录井，意思是录取钻井过程中的各种显示。录井与钻井是同时进行的，通过钻井过程中对泥浆、岩屑、岩芯等资料的直接观察、化验、分析，识别地层岩性、油气显示，同时为钻井提供工程参数等。
,3，测井，即矿场地球物理测井，是钻井完成后或者钻井中途测试时，将物理仪器下到井眼内对地层进行一系列物理测试，如电、磁、声、放射性、核磁共振等，通过这些物理信息识别地层的岩性、储层物性（孔隙度和渗透率等）和油气水分布规律等。
钻探最后一道工序是射孔和试油。
1，射孔是用射孔枪将目的层的套管和地层射开若干个孔，为地层流体流入井筒打开通道。目的层到底有没有油气、产量如何，都要经过试油确认.
2， 试油是对目的层进行抽吸，测试产液性质和产量，同时进行压力测试，用以分析油藏的
物性参数
一、石油勘探的基本方法
1、地质法
地质法是以岩石学、构造地质学、矿藏学等理论为基础，对出露在地面的地层和岩石进行观察、研究，综合、全面分析某区域的地质资料，以便了解一个地区有无生成石油和储存石油的条件，最后对该地区的含油气远景作出评价，指出油气有利地区。有时在岩石出露的地区，也可能直接发现油气藏。
2、物探法
当地面条件较为复杂，地表为松散沉积或沙漠覆盖的地区，或被水覆盖的海洋或
湖泊，地面和水面上看不到岩石，地质法就受到了很大的限制。如果用大量钻井取岩芯的办法来了解地下地质情况，不仅成本太高，效率也很低。这时就要应用物探法。
地球物理勘探（简称物探）法是根据地质学和物理学的原理，利用电子学和信息论等许多科学技术领域的新技术，建立起来的一种较新的勘探石油的方法。它是利用各种物理仪器在地面观测地壳中的各种物理现象，从而推断、了解地下的地质构造特点，以寻找可能的储油构造。物探法是一种间接找油的方法。
物探法之所以能用来查明地下地质构造的特点，主要是因为组成地壳的各种岩石或组成地质构造的各个岩层具有不同的物理性质，因而不同岩石或地层对地面上的物理仪器就有不同的反应。根据仪器测量的结果，就可以推断地下地质构造的特点。
现代应用于石油勘探的主要物探方法有：
①重力勘探（利用岩石的密度差别）；
②磁法勘探（利用岩石的磁性差别）；
③电法勘探（利用岩石的电性差别）；
④地震勘探（利用岩石的弹性差别）。
其中，地震勘探是当前物探的主要方法。
3、钻探法
因为物探法只能帮助我们了解地下地质构造的特点，寻找到适合于储存油气的地质构造。但是，这些构造是不是储存着油气，物探法还不能作出准确判断，而要根据物探法提出的钻井井位进行钻探，直接取得地下最可靠的地质资料，通过分析研究才能确定地下的构造特点及含油气情况。
地震勘探是油气勘探的主要方法
地震勘探的生产工作，基本上可分为三个环节：野外采集工作，室内资料处理，地震资料的解释和绘图。 地震勘探的特点：地震勘探与其它物探方法相比，具有精度高的优点。
地震勘探与钻探相比，又有成本低以及可以了解大面积地下地质构造情
况的特点。
海洋地震的震源：
① 空气枪震源；②套筒爆炸器震源；③蒸汽枪。 区域勘探是在一个盆地或其一部分地区内进行石油勘探的第一阶段，是在一般地质调查和地质填图的基础上进行的。 圈闭预探是在区域勘探的基础上，查明了区域地质和石油地质概况．特别是生油和储集条件之后，在有油气远景的二级构造带或局部构造圈闭上进行的油气勘探工作。
油气藏评价勘探可分为项目建立、地震精查、评价井钻探、油气田评价四个步骤来完成。
海上钻井装置按其结构特点可分为固定式和移动式两类。前者包括桩基式平台和重力式平台两种。后者又分为座底式和浮动式。座底式包括自升式平台和沉浮式平台；浮动式包括浮式钻井船和半潜式钻井平台两种。
固定式平台：桩基式平台，重力式平台，
移动式平台：沉浮式平台，自升式平台，浮式钻井船，半潜式钻井平台。
强化注水系统：这是典型的面积注水系统，其井网严格地按一定的几何形状布置。可分为四点注水系统、五点注水系统、七点注水系统、九点注水系统和反九点注水系统。
但开发指标并不是确定开发方案的唯一因素，选择开发方案时还须考虑以下几项原则：
（1）开发方案设计应确定合理的采油速度；
（2）开发方案设计必须适合地下油层性质，使各套开发层系的水驱控制储量达到90％以上；
（3）开发设计应按“效益第一”的原则，少打井多采油，工艺简单，管理主动，油井利用率高；
（4）开发方案设计必须为后期调整留有余地，实践一步、认识一步、调整一步。
总之，油田开发过程是一个长期反复实践和不断认识的过程，油田开发方案的设计只是整个油田开发过程中的第一步，油田开发部署还必须在油田开发过程中不断完善调整。 自喷井在管理上主要应抓好三个方面：
①管好生产压差；
②取全取准资料；
③保证油井正常生产。
这三个方面在生产是相互联系和相互促进的，缺一都不能使油井获得高产稳产，但管好生产压差是关键。正常情况下，生产压差的控制是通过地面改换油嘴的大小来实现的。
油井压裂是指对于埋藏在地下几百米或几千米深的油层，利用流体的压力作用使油层形成人工裂缝的方法。尤其是低渗透油藏，如果不进行人工压裂，几乎不可能有产能。
酸化是通过向油层中注人酸液刘油层进行化学溶蚀作用，扩大油井附近的地层流动通道，提高地层的渗透性能。
油层伤害概念：从钻头钻开油层起，在整个开发过程小，油层相继受到钻井、固井（注水泥）、完井、防砂、酸化、压裂、采油注水、三次采油等所有井下工程处理，这些工程作业都需要各种工作液，这些工作液会不同程度地侵入地层，与油层发生物理化学反应，使油层渗透性降低，导致油气层产能降低，甚至采不出油气。这就是油层伤害，也叫地层（储层）伤害。造成油层伤害的原因有多种，主要是与降低油层渗透性有关，比如：①固体颗粒堵塞；②化学沉淀堵塞；③油层粘土膨张；④油层非膨胀性颗粒分散远移等。
油田企业是指主要从事石油天然气勘探开发的工业企业，其主要活动是对地下油气资源进行勘探开发，采出石油、天然气。
油田企业的主要工作对象是油气田，油田企业作为资源采掘企业与其它工业企业有明显的特殊性，具体表现为以下几个方面。
1、 隐秘性，
2、 油气勘探开发投资多、风险大，
3、 油气勘探开发的经济效益受资源和地理条件的制约。
4、 油田开发过程中成本、产量、利润的变化有自身的特点。
5、 油田企业的再生产是不断外延下的简单再生产。
6、 石油生产具有技术复杂性和协作紧密性。
总的来说，油田企业目前的组织结构既是一个经营实体，又是一个社会机构。其主要的业务活动范围包括：
（1）油气勘探、升发和生产石油及天然气。是油田重要的主营业务。
（2）油田专业技术服务业务。包括地震、钻井、录井、测井、井下作业、试油、油建、管道运输等。
（3） 学校、医院、公园等文教卫生部门。
（4）科研机构。如设计、勘察、钻采工艺及地质勘探开发研究机构。
（5）能源设施等保障机构。如供电、供水、通讯等。
（6）行政单位。
天然气的特点
1.
2.
3.
4.
5. 比重低，热值高 易燃且燃烧完全 流体，具流动性，可用管道输送 易开采，可借助自然能量或用机械抽吸采出 成分复杂，用途广泛
石油对中国经济的影响
在20世纪，中国石油工业从小到大，经历了60--70年代的高速发展和80年代以来稳
定发展的阶段，为国民经济的发展做出了重大贡献。1959年大庆油田的发现，从根本上改
变了我国石油工业的面貌，1965年结束了对进口石油的依赖，实现了自给；在61～70年代，
胜利、辽河、华北等油气田的相继发现和开发使全国原油产量迅速增长，1978年产量突破
1亿吨大关，从此我国跨入了世界产油大国的行列；自80年代以来，由于国民经济的快速
增长和对环境保护要求的提高，对石油天然气的需求逐步加大。我国从1993年起成为石油
净进口国，进口量逐年增加，供需矛盾日益突出。
石油对中国经济的影响
对中国来说，近年来煤、电、油的供应呈现全面紧张的态势，能源价格不断上涨，将
维持在比较高的水平，现在很难再出现或者回到过去低价竞销的状态。现在煤炭的后续增
产不足、产能比失调状况也堪忧，国内原油资源和增产有限，对外依存度增加，加之铁路
运输瓶颈制约，短时间内能源紧缺的状况难以有明显改善。由于成品油需求量不断增大，
再加之东北地区许多油田减产、新疆地理等原因给成品油的采购、运输带来的影响，使得
一些地方出现成品油紧缺、加油站油料断档的现象。
石油对国家安全影响
第一次世界大战以来，石油同战争的关系更加密切。它体现在相辅相成的两个方面：
一方面，战争需要石油，离不开石油。石油成为关系战争胜败的战略物资。因此，在战争
中，双方都力图拥有强大的石油供应基地和可靠的石油供应保障；同时，也都力图夺取或
摧毁敌方的石油生产基地和石油补给线。为此而组织战斗和战役。
另一方面，随着石油的用途日益广泛，石油对战争、经济和社会生活越来越重要，石
油也成为发动战争的起因。尤其在第二次世界大战以后，全球性的大战没有了，但地区性
的局部战争不断。这些战争，几乎全都有争夺石油或石油控制权的背景。特别是在中东，
全球霸权主义和地区霸权主义者发动战争，就是为了控制中东的石油资源，控制世界石油
市场和石油供应，从而控制盟国，控制世界。
地区分布
油----主要在中东（波斯湾）、墨西哥湾-加勒比海、独联体（巴库-里海西岸、伏尔加-
乌拉尔地区及西西北利亚）；次为地中海沿岸、北美、西欧（北海）、中国。
气----主要在俄罗斯（西西北利亚）、中东、北美、西欧（北海）。
国家分布
油----沙特阿拉伯、伊拉克、阿联酋、科威特、伊朗、（前五位占63%），加上委内瑞拉、
俄罗斯、利比亚、墨西哥、中国（前十位占83.7%）。（2001年）
气----俄罗斯、伊朗、美国、沙特阿拉伯、阿联酋（前五位占62%），加上阿尔及利亚、
委内瑞拉、伊拉克、加拿大、挪威（前十位占75%）。（1993年）
在战争期间，强化石油生产和供应，是参战的战略需要。
六条原则：（1）运河应不加封锁地向一切船只开放；（2）尊重埃及对运河的主权；（3）
运河的管理要与任何国家的政治脱离；（4）通行费由埃及和运河使用者之间协商确定；（5）
通行费的适当部分用于运河的改进；（6）今后的分歧将通过仲裁解决。
第四次中东战争和第一次石油危机
不向禁运国家（美国、荷兰、葡萄牙、南非－因为它们公开支持以色列）供应原油和
成品油。为保证对这些国家的禁运，还禁止向美国转口石油的国家和地区（包括特立尼达
多巴哥、巴哈马、荷属安德列斯群岛、加拿大、波夺黎各、巴林、关岛和新加坡）出口石
油。此外，对向美国市场供应成品油的炼油厂（包括设在意大利、希腊和法国南部的）消
减原油供应。
对优惠国和不受禁运的国家100％供应石油。优惠国指阿拉伯、伊斯兰、非洲的石油
进口国，如埃及等。法国、西班牙、英国、印度等国已与以色列断交，不受禁运影响。
对中立或半禁运国家，减少石油供应量，这指日本和比利时。
这就是“三种油桶策略”，对西方国家区别对待，分化瓦解。
石油禁运一直持续到1974年3月8日，整整5个月之久。受打击严重的是西欧和日
本。
禁运开始后，多数西欧国家限制了车速，实行燃油配给制；禁止星期天驱车外出；禁止晚
上开霓红灯；缩短工作时间。日本出现了抢购商品的风潮；出租车司机上街游行 。
石油涨价，使正开始陷入经济危机的美、欧、日的经济雪上加霜。
1973年四季度时，西方国家工业生产增长速度已经减缓或停滞。油价大涨，使它们
的社会经济活动陷入一片混乱。1974年，西方国家的经济增长率，西德最好，只有1％，
英国-0.5％，美国-1.75％，日本最严重，是-3.25％。
日本的经济受打击最严重，是因为日本的石油几乎完全依赖进口，而且75％左右依
赖从中东进口，向日本本供应石油的主要是西方国家的大石油公司。石油危机一来，它们
优先向美国、西欧供应石油，倒霉的还是日本。
这一场经济危机，到1975年下半年开始复苏，但十分缓慢。这就是西方国家惊呼的
第一次能源危机
直接寻找油气藏的手段-钻井。
钻井过程中的监测手段：-地质录井，气测，中途测试，裸眼井测井。
钻井后使什么是石油？-工业的血液。
石油埋藏在沉积岩中。-沉积环境。
油气藏是怎样形成的？-生油…运移…圈闭。
寻找可能存在油气藏的地质构造-地震勘探。
井孔固定-固井。
井的完成-完井。
怎样使地层中的油流到地面?-油井产出方法。
怎样可以改善生产?-油层改造和保护。
石油的主要成分：碳（C ）80%-88% ；含有少量氧（O ）、硫
氢（H ） 10%-14% ；（S ）和氮（N ）。
石油中烃类主要是烷烃，分子通式为：CnH2n+2：
1-4个C 是气体，5-16个C 是液体，17个C 以上 是固体；
石油的组分有油质、胶质、碳质和沥青质等；
天然气的组分有甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等。
石油物理性质：相对密度：小于0.94为轻质油；大于0.94为重质油；地下粘度：
大于50mPa.s 为稠油；
天然气的相对密度在0.6-0.7之间。
干气：甲烷含量超过90%称干气。湿气：油田溶解气，乙、丙、丁烷含量高（20-30%）
称湿气。
石油-工业的血液
⏹ 各种燃料的来源；
⏹ 重要的化工原料：乙稀、丙稀、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘等。
第一节 沉积岩
地壳由三大类岩石组成：岩浆岩、变质岩和沉积岩。
岩浆岩：是由岩浆冷凝而成的岩石。
变质岩：是原来的岩石在外界条件（温度、压力等）作用下变质而形成的新岩石。
沉积岩：原来的母岩（岩浆岩、变质岩和沉积岩）遭受风化剥蚀，经搬运、沉积和成岩作
用而形成的岩石。
沉积岩的形成
风化和剥蚀
⏹ 搬运
⏹ 沉积成岩：压实作用； 胶结作用；重结晶作用。
沉积岩分类
⏹ 沉积岩大致分为碎屑岩（砾岩，砂岩，粉砂岩）、粘土岩（泥岩，页岩）和化学岩
（石灰岩，白云岩）三大类
沉积岩的形成环境
⏹ 陆相：是指在大陆环境上形成的沉积相；
⏹ 海相：即海洋沉积相，细分为滨海相、浅海相、半深海相和深海相；
⏹ 海陆过渡相：处于海陆过渡地带的各种沉积相。
沉积岩的沉积构造
⏹ 层面构造：常见的有波痕、干裂、雨痕、雹痕、生物钻孔和动物足迹等；
⏹ 常见的有四种，即水平层理、波状层理、单向斜层和交错层理。
沉积韵律和沉积旋回
剖面上呈周期重复的规律:
⏹ 正韵律：自下而上由粗到细的沉积韵律；
⏹ 沉积的韵律：是指相似岩性的岩石在地层垂直方向上有规律的重复变化，反韵律：
自下而上由细到粗的沉积韵律；
沉积旋回：一个正韵律和一个反韵律组成一个 沉积旋回
地层单位和地质年龄
地层单元 对应的地质时期 地质年龄
新生界 新生代 65百万年以内
中生界 中生代 230-65百万年
古生界 古生代 570-230百万年
元古界 元古代 2500-570百万年
太古界 太古代 4600-2500百万年
在储集层中油气与水同时存在，由于油气的密度比水低，油气在浮力、构成力和水动
力的作用下，由高压区（凹陷）向低压区（凸起）运移，途中遇到遮挡场所就聚集起来。
储集层中具有阻止油气运移的条件、可以聚集油气的特定场所叫圈闭，圈闭中聚集了一定
规模的油气就叫油气藏。
（一）油气藏形成可以分为三个阶段：生油、运移和圈闭。
1、 油气生成价段：生物催化，热降解生油，热裂化生气。
2、 石油生成的理化条件：氧化还原、温度、压力、时间和催化作用。
3、 天然气成因类型：生物化学气、油型气、煤型气、 和无机成因气。
（二）油气运移聚集
二、 油气藏动态保存（圈闭）
二、油气藏形成条件
⏹ 具备生油层、储集层、盖层、且三者形成有效的“生储盖”组合；
⏹ 有效圈闭；
⏹ 运移通道；
（一）“生储盖”组合：
1：生油层：能够提供工业价值石油的生烃岩石叫生油岩或油源岩。
2：储集层：孔隙性和渗透性较好、能够储存石油和天然气，并且当开采时石油和天然气能
够从里面流出来的岩层叫储集层。
3：盖层：是一种致密的非渗透性岩层。多为泥质岩、石膏岩和石灰岩；
（一）构成按圈闭成因，油气藏可分为构造油气藏、非构造油气藏及复合油气藏。
（二）非构造油气藏：非构造油气藏的储油圈闭是由沉积作用或成岩作用形成的，主要包
括地层油气藏和岩性油气藏
五、油气藏分布规律
1，沉积岩厚度大、面积广的晚元古代以后的沉积盆地都有希望发现油气藏
2，生油凹陷内部及其周边的圈闭是油气藏分布的有利地带
第二章 石油勘探
石油勘探就是一个寻找油气田的过程。
⏹ 钻前手段：地质、化探、物探，主要是物探；
⏹ 钻后手段：钻井、录井、测井和试油；
第一节石油勘探的基础方法与原理
一、石油勘探的基本方法
1，地质法：是以岩石学、构造地质学、矿藏学等理论为基础，分析地质资料，评价含油气
远景。
2，物探法：重力勘探、磁法勘探、电法勘探和地震勘探。地震勘探是最主要的方法。 3，钻探法：直接取得最可靠的地质资料。
三、地震勘探的生产、工作程序
第一价段是野外采集工作；
第二阶段是室内资料处理；
第三阶段是地震资料的解释和绘图。
第二节 海洋石油勘探
一、海洋石油勘探范围
⏹ 水深不到200m 的大陆架地区：海洋潜在可采油气的65%；
⏹ 水深200-2500m 的陆坡地区有30%；
⏹ 更深水域，即陆隆地区只有4%；
⏹ 我国大陆架面积：130万平方米，油气资源主要分布在渤海、黄海、东海、南海一
带。
二、海洋地震勘探特点：
⏹ 1，海洋地震勘探施工特点：高效和低成本。
⏹ 2，海洋地震勘探技术特点：导航定位技术、海洋地震的震源。
⏹ 3，海洋地震的检波器系统：航拖，浮到指定深度（3-16m 。）
第三节 石油勘探步骤
一、区域勘探，二、圈闭预探，三、油气藏评价勘探，四、滚动勘探
第四节 油气勘探的发展趋势
一、寻找大型油气田仍然是首要目标
二、加强海洋油气田勘探
三、加强天然气勘探
四、大力寻找非构造油气藏
第三章 钻井与完井
⏹ 油气井分为探井和生产井两种；
⏹ 探井：获取资料，评价油气状况；
⏹ 石油和天然气是深埋在地下的流体矿藏，必须钻井才能生产；
⏹ 生产井：生产；
⏹ 井分三种：直井、斜井和水平井。
第一节 钻井设备
钻机：
动力系统：柴油机或电机，1490-4470千瓦；
提升系统由井架、天车、游车、大钩、吊环等组成。提升速度最小为0.24米/秒； 旋转系统：由转盘、转盘变速器、水笼头、方钻杆组成；功率：370-447千瓦（中型），
745千瓦（大型）；
循环系统：钻井液：水、粘土和化学处理剂配制。泥浆泵：两台，2980千瓦，占钻机
2/3功率。
井控系统：由防喷器、储能器机组和防喷器遥控面板、测试管汇和压井管汇组成； 监视系统：录井和司钻操作台仪表监测大沟负荷、钻压、转数、扭距、泵压、排量、
钻速等参数。
二、钻进工具
1，钻头（刮刀钻头，牙轮钻头，金刚石钻头，PDC 钻头，扩眼钻头，取芯钻头） 2，钻铤
⏹ 是一种钢质厚壁的简型管材。接在钻头之上向钻头施加钻压和传递扭距。 ⏹ 尺寸从33/8-11英寸；
⏹ 最重的钻铤每米可达300千克；
3，钻杆
⏹ 钢质厚壁管材。是钻井延伸、传递扭距和输送钻井液的工具；
⏹ 标准长度：8、10和12米（单根）；
⏹ 立根：2-3个单根（24-28米）组成一个立根。
4，方钻杆
⏹ 方钻杆位于钻柱最上端，其主要作用是传递扭距。
5，井下动力钻具
⏹ 螺杆钻具和涡轮钻具是两种主要的以钻井液的压力为动力的钻具；
⏹ 钻定向井、水平井和大斜度延伸井，能有效地控制井眼轨迹；
⏹ 螺杆钻具是靠钻井液流在螺杆钻具的定子和转子间的容积挤压得到扭距和转数；转
数低，扭距大，可控转数，定子的合成橡胶，抗高温及抗油能力差，适于浅井； ⏹ 涡轮转具是靠钻井液流冲击装在涡轮轴上的转子而得到扭距和转数；转数高扭距低，
结构复杂，适于硬地层；
6，其它钻井工具：稳定器、振击器、安全接头、安全截止阀、取心钻具和打捞工具等。
三、钻井液
⏹ 旋转钻井方法是利用钻井液清洗井底，携出井下钻屑并控制井内压力；
⏹ 水基钻井液：以水为连续相；
⏹ 油基钻井液：以油为连续相；
⏹ 泥浆（钻井液）：液相：淡水或盐水，某种油品。固相：重晶石，高岭土。 处理剂：
有机或无机化学处理剂。污染物：岩屑等 。
钻井液的作用：清洗井底、携出岩屑、冷却钻头、保护井壁、润滑钻具、破岩作用、平衡地层压力和保护油层。
四、钻井过程中的监测
⏹ 地质录井(钻时、岩心、岩屑、泥浆、井壁取芯) ；
⏹ 气测（半自动气测、色谱气测）；
⏹ 中途测试：DST ；
⏹ 裸眼井测井。
第二节 钻井过程
一、准备工作
⏹ 定井位；
⏹ 修公路；
⏹ 平井场；
⏹ 打基础；
⏹ 安装。
二、钻进
⏹ 钻进（狭义）；
⏹ 洗井；
⏹ 接单根；
⏹ 起下钻；
⏹ 其它作业
三、固井
目的：加固井壁和隔离钻井的油气，水层。固井是钻井过程中的重要作业。一般至少要有两次固井（生产井），多至4-5次固井（深探井）；
固井过程分三步：
1，下套管
2，注水泥
3，井口安装和套管试压
第三节钻杆测试（DST ）
石油钻探发现油气层后，除用电测手段取得油气层的资料和样品外，还要用钻杆测试的方法，直接取得油气层中油、气、水的静止和流动状态下的资料。从钻杆测试中可以了解到测试地层产量、地层损害、筛管堵塞、工具堵塞、断层、油藏边界、测试半径等资料。
一、地层测试原理和过程：
⏹ 钻杆测试工具组成：井底测试阀、封隔器和压力计。
三、地层测试资料的收集和初步解释
⏹ 资料来源：返回地面的流体；取样器中流体；井下压力计资料。
⏹ 初步分析：
第三节 完井
完井，顾名思义，即井的完成。通常完井分探井完井和开发井完井。
⏹ 探井完井：包括发现有价值的油气，开始下油层套管，注水泥固井，射孔，试油气，
直到弃井或临时性弃井；
⏹ 开发井完井：包括下油层套管，注水泥，射孔，下生产管柱和安装井口直到交井；
一、保护油气层的措施
⏹ 采取平衡压力钻井油气层；
⏹ 减少钻井液和完井液的滤失性；
⏹ 清除钻井液和完井液中的无用固相颗粒；
⏹ 控制膨润土的含量；
⏹ 减少钻井液和完井液对油气的浸泡时间；
⏹ 固井水泥对油气层的损害更严重，在水泥中加失水剂和缩短水泥凝固时间；
二、完井方法
⏹ 套管射孔完井；
⏹ 尾管射孔完井；
⏹ 先期裸眼完井；
⏹ 后期裸眼完井；
⏹ 筛管完井；
⏹ 砾石充填完井。
三、完井井口装置
组成：通常包括套管头、油管头和采油树三大部件
⏹ 套管头：在完井中起着悬挂和密封油层套管的作用；
⏹ 油管头：与油层套管连通，起着悬挂、支撑井中油管柱，密封油管柱和套管的环形
空间的作用。
⏹ 采油树：安装在油管头上，是油气井生产的总闸门，用来控制和调节油气流的生产；
四、油气井的射孔方法
⏹ 射孔：完井前用射孔弹把封固的油气层射开这就叫射孔；
⏹ 正压射孔：是在套管里的液柱压力大于地层压力下进行射孔；
⏹ 负压射孔：是在生产管柱的封隔器坐封后，在生产管柱内的压力低于油气层压力下，
用电缆把射孔枪送到预定的油气层深度进行射孔；
⏹ 过油管射孔：用电缆把把射孔弹送到预定的油气层深度射孔；
⏹ 油管输送射孔：将射孔枪接在油管柱的下部，下入到井下预定深度，封隔器坐封和
装好采油树后，打开清腊闸门和总闸门，用投棒或环空加压的办法起爆射孔。
五、完油试油
⏹ 试油：完井作业的最后工序；
⏹ 探井试油：主要是了解地层的真实情况和生产能力，为勘探的情况和生产能力做出
评价；
⏹ 生产井试油：要按开发方案的试油程序进行。试油时间长，资料收集全面详细，资
料解释系统深入。通过测试和解释，了解油气井在各种条件下的生产能力，为油田开发提供实际依据。
第四章 油田开发
本章介绍油气田是如何进行开发和生产的：
⏹ 油气田开发总体方案；
⏹ 油是怎样采出的；
⏹ 保持压力的措施-注水；
⏹ 改造油层-酸化和压裂；
⏹ 先进的增产技术。
以圈闭的成因为基础，将油气藏分为构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三大类。
⏹ 构造油气藏：
1，背斜油气藏。
2，断层圈闭油气藏。
储层是油气聚集的场所，其物理性质的好与差，以其分布规律与特征，对于油田开发方式和油井产量有直接关系。
⏹ 岩石孔隙度：岩石孔隙体与岩石总体积之比。
⏹ 有效孔隙度：流体可以在其中流动而互相连通的孔隙体积 与岩石总体积之比。 ⏹ 绝对渗透率：利用空气测试岩心的渗透率。
⏹ 有效渗透率：油气和水三种流体，允许其中某一种流体通过的能力，其中K 为渗透
率。
Q=K(P1−P2) uL⏹ 油、气、水饱和度：储层岩石孔隙被流体充满的程度，通常是以该流体所占孔隙的
百分数来表示。
含油饱和度 So=（Vo/Vp）*100%
含气饱和度 Sg=（Vg/Vp）*100%
含水饱和度 Sw=（Vw/Vp）*100%
⏹ 润湿现象：润湿现象是指流体在其表面分子力的作用下，将其滴放在固体表面上时，
所呈现的流散现象。
⏹ 毛细管压力：毛细管压力是指在多孔介质的微细毛细管中，跨越两种非混相液体弯
曲界面的压力差，或者说是毛细管中弯曲液面两侧非润湿相压力和润湿相压力之差。
三、油、气、水性质
⏹ 原油的分类
1， 密度分类法：按API 度或密度对原油进行分类：
2，含硫量分类法:低含硫原油：含硫量小于0.5%
含硫原油：含硫量小于0.5-2%
高含硫原油：含硫量大于2%
⏹ 天然气分类
1，按矿藏分类： 气藏气：主要为甲烷，含量大于85%以上；油藏气：也称伴生气，它包括溶解气和气顶气，特征是乙烷和乙烷以上的烷类含量较高；
凝析气藏气：除含有大量的甲烷之外，戊烷及其以上的烃类含量较高。
2，按烃类的组成分类：
湿气：每1立方米天然气中，戊烷以上（C5+）的烃类，按 液态计大于10毫升的天然气叫湿气。
干气：按液态计小于10毫升的天然气叫干气。
3，按硫化氢和二氧化碳含量分类：
净气：是指天然气中硫化氢和二氧化碳含量甚微或不含有。
酸气：是指硫化氢和二氧化碳含量超过有关质量标准
⏹ 油气田水的分类
1，硫酸钠（Na 2SO 4）水型—开启型：代表着大陆环境，是环境封闭性差的反映，不利于油气聚集保存。
2，碳酸氢钠（NaHCO 3）水型--还原氧化型：这种水型的水pH 值大于8，为碱性水，我国油、气田水属于这种水型的很多，其储层多是陆相淡水潮湿的湖盆沉积，是含油气的良好标志。 3，氯化镁（MgCl 2）水型--氧化还原型：这种水型代表的典型代表是海水，生成于海洋环境，
说明油层与地面不连通，封闭条件好。在很多情况下，氯化镁水型存在于油气田内部。 4，氯化钙（CaCl 2）水型--还原封闭型：在完全封闭的地质环境中，地下水与地表完全隔离不发生水的交替，这与油气聚集所要求的环境相同，是含油气的良好标志。
我国油气田水的基本类型，是碳酸氢钠型和氯化钙型，总的矿化度变化范围在3，000-300，000毫克/升。
四、油层的压力与温度
⏹ 油层压力：是指油气层中某一点的流体（油、气、水）所 承受的压力。
1，静水柱压力：油层压力的来源，也是原始油层压力。一般油层深度增加100米，压力增加1兆帕左右。
2，原始油层压力系数：是指原始油层压力与油层深度相当的静水柱压力之比，原始油层压力系数用Kp 表示。
3，静压：即当前的油层压力。
4，流压：即油气井在生产时测得的井底压力。
5，生产压差：静压与流压之差。
⏹ 油层温度
1，地温梯度：一般来说，平均每加深33米，地层温度增加1度。
2，地温梯度变化范围可以在2-4度间变化。克拉玛依油田是2度/100米，华北地区：3.5-3.6度/100米，而东北松辽盆地：4度/100米。
五、油井试油
⏹ 试油：就是测试油井生产能力，取全取准各项资料，为油田开发提供依据； ⏹ 所取资料：分层的产量、油气水物理性质，油层压力和温度。
第二节油田开发
油田开发是一项技术业务性很强的工作，它涉及的技术领域很广，它包括地质、油藏、钻井、完井、采油、地面工程设计和经济分析等。
一、油藏的驱动类型
油藏在开采过程中，驱使原油流向井底，并升举到地面，主要依靠的能量来源是什么？
⏹ 刚性水压驱动：有充足供水能力的边水或底水的水头压力。
⏹ 弹性水压驱动：主要依靠与油藏含油部分相连通的广大水体的弹性膨胀；
生产特点：当产量保持一定时，油层弹性能量逐渐消耗，压力不断下降。国内大部分已开发油田属于弹性水压驱动。
⏹ 气压驱动：主要依靠气顶中压缩天然气的弹性膨胀力；
⏹ 弹性驱动：主要来源于油藏本身岩石和流体的弹性膨胀力；
⏹ 溶解气驱动：主要来源于原油中溶解气的膨胀；
⏹ 重力驱动：主要靠原油自身的重力。
二、储量计算
⏹ 储量分级：
1，探明储量。
2，控制储量。
3，预测储量。
⏹ 石油储量计算(容积法) ：
原油： N o =100hAφ(1-Swi)ρo /Boi
天然气： G s =10-4N o R si
⏹ 石油可采储量计量：可采储量=原始地质储量*采收率
水压驱动油藏采收率为30-50%；
气顶驱动油藏采收率为20-40%；
溶解气驱油藏采收率为10-20%。
三、油田注水方式
注水方式，就是注水井在油田上的分布形式。
⏹ 边缘注水：
⏹ 内部切割注水：
⏹ 面积注水：
四、油田开发总体方案
第三节注水工程
一、水源及水质
⏹ 水源的选择：
⏹ 水质标准要求：
二、水的处理
⏹ 沉淀：
⏹ 过滤：
⏹ 化学剂杀菌：
⏹ 脱氧：
⏹ 曝晒：
⏹ 含油污水处理：
四、注水井分层注水
⏹ 为什么要分层注水？（各小层渗透率不同，水线推进不均匀） ⏹ 分层配水管柱：
五、注水开采简要过程
第一阶段：建设投产、产量上升，不含水至低含水（小于25%）；
第二阶段：油田稳产，中含水（25-75%）；
第三阶段：产量递减，高含水（75-90%）；
第四阶段：低速开采，特高含水（大于90%）；
第四节采油与增产
采油基本方法：自喷采油和机械采油二种。
一、采油
⏹ 自喷采油：
能量来源：井底压力和溶解气。
自喷过程：油层渗流、井筒流动、
油嘴节流和地面管线流动。
⏹ 气举采油：当油井停喷以后，为了使油井能够继续出油，人为地把天然气压入井下，
使原油喷出地面。
优点：1，在不停产条件下，加深气举维持产量；
2，可以进行补孔、生产测井和封堵底水；
3，减少作业次数，降
低生产成本。
条件：要有气源和压缩机站
⏹ 抽油机有杆泵采油： ⏹ ⏹ ⏹ ⏹
⏹ 工作原理：
优点：设备简单，投资少，
便于管理，适应性强。
适用范围：产液量200方/日
以下的不超过3000米的井。
⏹ 电潜电动离心泵采油：
组成：井下部分、地面部分和电缆。
工作原理：
应用范围：排量大， 适用于高产井、深井、 斜井、稠油井、 含蜡井。
缺点： 成本高，起下作 业繁重。
⏹ 水力活塞泵、射流泵采油：
水力活塞泵：是利用地面高压泵，将动力液（水或油）泵入井中，井下泵是一组成对的往复式柱塞组成，其中一个柱塞被动力液驱动，从而带动另一个柱塞将井内液体升举到地面。
优点：扬程范围大，起下泵操作简单。可用于斜井、定向井和稠油井采油。
射流泵：工艺流程与水力活塞泵基本相同，只是井下泵由喷嘴及喉管组成，动力液通过喷嘴变成高速射流，与井内的液体混合，把能量加压到产出的液体上，并把它升举到地面。
二、增产措施
⏹ 油层酸化处理：
1，酸化：一般酸化和酸化压裂。
2，碳酸盐岩（灰岩）油气层酸化：用盐酸。
3，砂岩油气层酸化：用常规酸化，用土酸（盐酸和氢氟酸混合）。
⏹ 油层压裂：
1，水力压裂：
2，压裂液和支撑剂：
3，增产效果：
石油勘探就是寻找一个油气田的过程，根据石油地质学的油气田分布规律，采用各种合适的先进勘探技术与方法，从而达到最经济地探明油气储量的目标。按照工作程序，石油勘探分阶段地进行地质和经济评价，筛掉无工业价值的地区，逐步集中勘探“靶区”，直到发现和探明工业油气田。
钻前间接手段：钻前间接手段包括地质方法、化探方法（地球化学勘探）和物探方法（地球物理勘探）方法，其中主要是物探方法，钻前勘探的大部分投资用于物探。
通过钻前勘探工作，可以推测一个较大区域或者一个圈闭的石油地质信息，例如有什么时代的地层，每套地层的岩性（砂岩、泥岩和碳酸盐岩等）、厚度、构造、含油气情况等，据此设计探井井位和层位。
钻探直接手段
钻探工程包括钻井、录井、测井和试油等多种专业技术手段。
1，钻井是依据岩石力学、流体力学、管柱力学和油层保护等多门专业，按预定井深和井身结构钻穿地层，输通油气通道。
2，录井，即地质录井，意思是录取钻井过程中的各种显示。录井与钻井是同时进行的，通过钻井过程中对泥浆、岩屑、岩芯等资料的直接观察、化验、分析，识别地层岩性、油气显示，同时为钻井提供工程参数等。
,3，测井，即矿场地球物理测井，是钻井完成后或者钻井中途测试时，将物理仪器下到井眼内对地层进行一系列物理测试，如电、磁、声、放射性、核磁共振等，通过这些物理信息识别地层的岩性、储层物性（孔隙度和渗透率等）和油气水分布规律等。
钻探最后一道工序是射孔和试油。
1，射孔是用射孔枪将目的层的套管和地层射开若干个孔，为地层流体流入井筒打开通道。目的层到底有没有油气、产量如何，都要经过试油确认.
2， 试油是对目的层进行抽吸，测试产液性质和产量，同时进行压力测试，用以分析油藏的
物性参数
一、石油勘探的基本方法
1、地质法
地质法是以岩石学、构造地质学、矿藏学等理论为基础，对出露在地面的地层和岩石进行观察、研究，综合、全面分析某区域的地质资料，以便了解一个地区有无生成石油和储存石油的条件，最后对该地区的含油气远景作出评价，指出油气有利地区。有时在岩石出露的地区，也可能直接发现油气藏。
2、物探法
当地面条件较为复杂，地表为松散沉积或沙漠覆盖的地区，或被水覆盖的海洋或
湖泊，地面和水面上看不到岩石，地质法就受到了很大的限制。如果用大量钻井取岩芯的办法来了解地下地质情况，不仅成本太高，效率也很低。这时就要应用物探法。
地球物理勘探（简称物探）法是根据地质学和物理学的原理，利用电子学和信息论等许多科学技术领域的新技术，建立起来的一种较新的勘探石油的方法。它是利用各种物理仪器在地面观测地壳中的各种物理现象，从而推断、了解地下的地质构造特点，以寻找可能的储油构造。物探法是一种间接找油的方法。
物探法之所以能用来查明地下地质构造的特点，主要是因为组成地壳的各种岩石或组成地质构造的各个岩层具有不同的物理性质，因而不同岩石或地层对地面上的物理仪器就有不同的反应。根据仪器测量的结果，就可以推断地下地质构造的特点。
现代应用于石油勘探的主要物探方法有：
①重力勘探（利用岩石的密度差别）；
②磁法勘探（利用岩石的磁性差别）；
③电法勘探（利用岩石的电性差别）；
④地震勘探（利用岩石的弹性差别）。
其中，地震勘探是当前物探的主要方法。
3、钻探法
因为物探法只能帮助我们了解地下地质构造的特点，寻找到适合于储存油气的地质构造。但是，这些构造是不是储存着油气，物探法还不能作出准确判断，而要根据物探法提出的钻井井位进行钻探，直接取得地下最可靠的地质资料，通过分析研究才能确定地下的构造特点及含油气情况。
地震勘探是油气勘探的主要方法
地震勘探的生产工作，基本上可分为三个环节：野外采集工作，室内资料处理，地震资料的解释和绘图。 地震勘探的特点：地震勘探与其它物探方法相比，具有精度高的优点。
地震勘探与钻探相比，又有成本低以及可以了解大面积地下地质构造情
况的特点。
海洋地震的震源：
① 空气枪震源；②套筒爆炸器震源；③蒸汽枪。 区域勘探是在一个盆地或其一部分地区内进行石油勘探的第一阶段，是在一般地质调查和地质填图的基础上进行的。 圈闭预探是在区域勘探的基础上，查明了区域地质和石油地质概况．特别是生油和储集条件之后，在有油气远景的二级构造带或局部构造圈闭上进行的油气勘探工作。
油气藏评价勘探可分为项目建立、地震精查、评价井钻探、油气田评价四个步骤来完成。
海上钻井装置按其结构特点可分为固定式和移动式两类。前者包括桩基式平台和重力式平台两种。后者又分为座底式和浮动式。座底式包括自升式平台和沉浮式平台；浮动式包括浮式钻井船和半潜式钻井平台两种。
固定式平台：桩基式平台，重力式平台，
移动式平台：沉浮式平台，自升式平台，浮式钻井船，半潜式钻井平台。
强化注水系统：这是典型的面积注水系统，其井网严格地按一定的几何形状布置。可分为四点注水系统、五点注水系统、七点注水系统、九点注水系统和反九点注水系统。
但开发指标并不是确定开发方案的唯一因素，选择开发方案时还须考虑以下几项原则：
（1）开发方案设计应确定合理的采油速度；
（2）开发方案设计必须适合地下油层性质，使各套开发层系的水驱控制储量达到90％以上；
（3）开发设计应按“效益第一”的原则，少打井多采油，工艺简单，管理主动，油井利用率高；
（4）开发方案设计必须为后期调整留有余地，实践一步、认识一步、调整一步。
总之，油田开发过程是一个长期反复实践和不断认识的过程，油田开发方案的设计只是整个油田开发过程中的第一步，油田开发部署还必须在油田开发过程中不断完善调整。 自喷井在管理上主要应抓好三个方面：
①管好生产压差；
②取全取准资料；
③保证油井正常生产。
这三个方面在生产是相互联系和相互促进的，缺一都不能使油井获得高产稳产，但管好生产压差是关键。正常情况下，生产压差的控制是通过地面改换油嘴的大小来实现的。
油井压裂是指对于埋藏在地下几百米或几千米深的油层，利用流体的压力作用使油层形成人工裂缝的方法。尤其是低渗透油藏，如果不进行人工压裂，几乎不可能有产能。
酸化是通过向油层中注人酸液刘油层进行化学溶蚀作用，扩大油井附近的地层流动通道，提高地层的渗透性能。
油层伤害概念：从钻头钻开油层起，在整个开发过程小，油层相继受到钻井、固井（注水泥）、完井、防砂、酸化、压裂、采油注水、三次采油等所有井下工程处理，这些工程作业都需要各种工作液，这些工作液会不同程度地侵入地层，与油层发生物理化学反应，使油层渗透性降低，导致油气层产能降低，甚至采不出油气。这就是油层伤害，也叫地层（储层）伤害。造成油层伤害的原因有多种，主要是与降低油层渗透性有关，比如：①固体颗粒堵塞；②化学沉淀堵塞；③油层粘土膨张；④油层非膨胀性颗粒分散远移等。
油田企业是指主要从事石油天然气勘探开发的工业企业，其主要活动是对地下油气资源进行勘探开发，采出石油、天然气。
油田企业的主要工作对象是油气田，油田企业作为资源采掘企业与其它工业企业有明显的特殊性，具体表现为以下几个方面。
1、 隐秘性，
2、 油气勘探开发投资多、风险大，
3、 油气勘探开发的经济效益受资源和地理条件的制约。
4、 油田开发过程中成本、产量、利润的变化有自身的特点。
5、 油田企业的再生产是不断外延下的简单再生产。
6、 石油生产具有技术复杂性和协作紧密性。
总的来说，油田企业目前的组织结构既是一个经营实体，又是一个社会机构。其主要的业务活动范围包括：
（1）油气勘探、升发和生产石油及天然气。是油田重要的主营业务。
（2）油田专业技术服务业务。包括地震、钻井、录井、测井、井下作业、试油、油建、管道运输等。
（3） 学校、医院、公园等文教卫生部门。
（4）科研机构。如设计、勘察、钻采工艺及地质勘探开发研究机构。
（5）能源设施等保障机构。如供电、供水、通讯等。
（6）行政单位。