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石油

石油,确切地说是原油及其制品的统称。一般情况下,石油通指未经过加工的原油,是一种从地下深处直接开采的粘稠的、深褐色(或稍带绿色)液体。主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物,与煤一样属于化石燃料。石油主要被用来作为燃料油成为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。

石油的常用计量单位“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7-8桶。

石油资源

石油地理的分布,总体上非常不平衡:从东西半球来看,约3/4的石油资源集中于东半球,西半球仅占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。

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、柴达木和东海大陆架八大盆地,其可采资源量17.2亿吨,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%。

石油工业

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

所谓石油勘探,就是为了寻找和查明油气资源,而利用各种勘探手段了解地下的地质状况,认识生油、储油、油气运移、聚集、保存等条件,综合评价含油气远景,确定油气聚集的有利地区,找到储油气的圈闭,并探明油气田面积,搞清油气层情况和产出能力的过程,为国家增加原油储备及相关油气产品。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。

油田开发

 “油田开发”指的是用钻井的办法证实了油气的分布范围,并且油井投入生产后可以形成一定生产规模。由于各个油田的地质情况不同,天然能量以及原油的性质不同,因而对不同油田采取什么样的开发方式?如何合理布置生产井的位置?以及确定油田的年产量,这都是油田投入开发之前进行技术经济比较和论证的。又由于石油埋藏地下,在开采过程中,其内部油、气、水是不断流动着、变化着的,这种流变性是其他固体矿藏所不具有的特点。因此,要有效地开发油田,就得在开发过程中,不断调整各项措施,以适应变化的情况;同时,还要不断地改造油层,使它能朝着人们预定的、有利于开发的方向变化和发展。这是在油田开发过程中需要不断研究和解决的问题。总的来说,油田开发的过程是一个不断认识、不断调整的过程,需要人们具有先进的认识方法和改造技术,才能实现对它有效开发。
油田开发的基本工作内容:
(一) 搞清油藏类型、选择开发方式,是有效开发油田的前提条件
(二) 各式各样的油田开发方式及方法

由于油藏的多样性,决定了油田开发方式的多样性。归纳起来大体有下列四个方面的开发方式:一是保持和改善油层驱油条件的开发方式;二是优化井网有效应用采油技术的开发方式;三是特殊油藏的特殊开发方式;四是提高采收率的强化开发方式。具体的又可分为:

(1) 利用天然油层能量的开发方式。油气要有一定的能量,驱使它从油层流到井,并上升到地面。这种能量在各个油藏中的存在条件是不一样的。一般来说,一个油气藏中,由于地层压力的作用,油气和岩石都具有一定的弹性能量;油中含有较多的天然气,当压力下降到一定程度后,这些溶解在油中的天然气就会逸出,而产生气驱油的能量;还有油藏中的水(边水或底水)随着采油过程中会发生流动,产生水驱油的能量。这些在油藏中自然具备的能量,在油藏开发初期,它们都能很好地发挥作用。因此油田开发中都应该充分地加以利用。但是实践又告诉人们,一个油藏中这种天然能量是有限的,它能发挥作用的时间是很短的,尤其是油中的溶解气,随油一起被采出以后,地下原油就会收缩,粘度增大,这样就会直接加大采油的难度,最终降低了原油的采收率。因此,现在油田开发中,对天然能量只利用弹性驱油能量,对溶解气驱能量是不加利用的,并要给以保护,使得天然气在油层条件下,不从油中分离出来。这样,就产生了保持或改善油层驱油条件的问题。

 
(2) 保持和改善油层能量的开发方式。从油藏中采出了油和气,这就会使得地下发生亏空,从而降低地下原有的能量。为保持地下足够的驱油能量,势必就得向油藏中再注入相应体积的东西去弥补采出的亏空。现代油田开发中,一般采用注水或注气的办法来保持油层能量。因为水和气比较容易注入油层,来源又比较丰富,一般都可以就地取得,自然也就比较经济,以水换油或以气换油,是很值得的。注气,一般就是用油藏中采出的天然气,通过专门的注气井再回注到油层的高部位中去。往地下注水又可分为:边部注永、底部注水和内部注水三种。边部注水和底部注水,即分别是从油藏的边水里和底水里注入,来弥补地下亏空,使注入水与原来的边水和底水一起来驱油到采油井里去;油田内部切割注水是因为边水(或底水)离采油井太远,在边部和底部里注入难以发挥作用的情况下,则就采取在油层内部注水,以水挤油,驱油向采油井流动。无论是注气或注水,都要根据不同油藏的具体地质条件,以及实际的需要和可能来进行的,而且在油藏的什么部位注入,注入的水或气的具体要求及处理,以及注入技术工艺、注入量多大为适宜等等,都需要经过专门的研究和设计,并通过现场试验后,逐步实施完成的。

(3) 自喷井采油开发方式。凡是油井能够自喷采油的油田(或油藏),其油层压力比较大,驱油能量比较足,油层的渗透率比较高。这是油田开发中最为理想的一种开采方式。因为自喷采油易于管理,采油成本比较低。所以,这样的油田(或油藏),更应该及时地实行注水,以保持油层内的足够驱油能量,便油井能延长自喷期。但是,一个油田的自喷期毕竟也是有限的。之后总是要转到用机械采油的方式来继续开采。

(4) 机械采油开发方式。这有两种情况,有的油藏能量低,渗透性差,油井开始即不能自喷;还有是自喷开采的油藏,在油井含水达到一定程度后就不再自喷了。在这两种情况下都只能用机械开采的方式来进行。机械采油方式的油藏同样需要给以补充能量。机械采油的方法和技术又有很多种,后面还要专门谈到。

(5) 热力采油开发方式:这主要是针对稠油油藏(在油层温度条件下,地下原油粘度大于l00毫帕•秒)的开发而采用的一种方式。其基本原理主要是通过向油层注入热水或蒸汽提高油藏温度而降低原油的粘度,提高原油的流动度,然后把它开采出来。热力采油又可分为:
    a) 蒸汽吞吐法。先向生产井内注入蒸汽半个月左右(每天注150立方米左右的水烧成的蒸汽),然后关井几天,使注入的热量在井筒周围的油层中扩散,再开井生产。此为一个蒸汽吞吐周期,以此循环往复进行,但随着周期次数的增加,注汽量也应逐渐增加,而产油量下降,且周期也越来越短。
    b) 蒸汽驱油法(含热水驱)。由注入井向油层内注入若干倍于油层孔隙体积的蒸汽(或热水),使它逐渐向外扩散,蒸气随着压力和温度在地层中不断下降,也就凝成为热水。由蒸汽和热水驱动而达到顺利采油的目的。
   c) 火烧油层。从注入井向油层连续注入助燃剂(空气),同时用井下点火器将油层点燃(加热到原油能自燃的温度)而发生燃烧,使附近的原油蒸发和焦化。轻质油蒸汽随燃烧前缘逐渐向外流动,直至生产井被采出。焦化的重烃则可继续燃烧提供热量。由于油层燃烧温度可达250~500°C,使稠油、重质油可以降粘,且在油气热膨胀及轻油稀释汽的驱替作用下被开采出来。使用此法可达最高的采收率50~80% 。
实施热采开发的油藏,除因其原油性质特殊所决定外,对其地质条件也有一定的要求,即油层厚度要大些,埋藏深度要浅些(<1500米),且孔隙度要大于25%,渗透率要达50x10E-3微米平方。这样的油藏才能获得较好的热采效果和经济效益。
热采仅是开发稠油油藏的一种方式,除此之外,还有降粘开采法、稠化水开采法等等,另外,特殊油藏还有其他类型的,例如凝析油藏,又应该以不同的开发方式来开采,这里不再列举。

(6) 强化开发方式。这主要是当油田进入开发后期,为进一步提高油田采收率,针对不同情况所采取的各种开采方式。现在一般把强化开发方式列作为三次采油的开采方法。

油田开发程序 是指油田从详探到全面投入开发的工作顺序。1)在见油的构造带上布置探井,迅速控制含油面积。2)在已控制含油面积内,打资料井,了解油层的特征。3)分区分层试油,求得油层产能参数。4)开辟生产试验区,进一步掌握油层特性及其变化规律。5)根据岩心、测井和试油、试采等各项资料进行综合研究,作出油层分层对比图、构造图和断层分布图,确定油藏类型。6)油田开发设计。7)根据最可靠、最稳定的油层钻一套基础井网。钻完后不投产,根据井的全部资料,对全部油层的油砂体进行对比研究,然后修改和调整原方案。8)在生产井和注水井投产后,收集实际的产量和压力资料进行研究,修改原来的设计指标,定出具体的各开发时期的配产、配注方案。由于每个油田的情况不同,开发程序不完全相同。

油气集输

把分散的油井所生产的石油、伴生天然气和其他产品集中起来,经过必要的处理、初加工,合格的油和天然气分别外输到炼油厂和天然气用户的工艺全过程称为油气集输。主要包括油气分离、油气计量、原油脱水、天然气净化、原油稳定、轻烃回收等工艺。

 石油炼制

石油炼制是指把原油加工成各种化学产品的过程。习惯上将石油炼制过程不很严格地分为一次加工、二次加工、三次加工三类过程。

一次加工过程是将原油用蒸馏的方法分离成轻重不同馏分的过程,常称为原油蒸馏,它包括原油预处理、常压蒸馏和减压蒸馏。一次加工产品可以粗略地分为:①轻质馏分油(见轻质油),指沸点在约370℃以下的馏出油,如粗汽油、粗煤油、粗柴油等。②重质馏分油(见重质油),指沸点在370~540℃左右的重质馏出油,如重柴油、各种润滑油馏分、裂化原料等。③渣油(又称残油)。习惯上将原油经常压蒸馏所得的塔底油称为重油(也称常压渣油、半残油、拔头油等)。

二次加工过程  一次加工过程产物的再加工。主要是指将重质馏分油和渣油经过各种裂化生产轻质油的过程,包括催化裂化、热裂化、石油焦化、加氢裂化等。其中石油焦化本质上也是热裂化,但它是一种完全转化的热裂化,产品除轻质油外还有石油焦。二次加工过程有时还包括催化重整和石油产品精制。前者是使汽油分子结构发生改变,用于提高汽油辛烷值或制取轻质芳烃(苯、甲苯、二甲苯);后者是对各种汽油、柴油等轻质油品进行精制,或从重质馏分油制取馏分润滑油,或从渣油制取残渣润滑油等。


三次加工过程  主要指将二次加工产生的各种气体进一步加工(即炼厂气加工)以生产高辛烷值汽油组分和各种化学品的过程,包括石油烃烷基化、烯烃叠合、石油烃异构化等。
石油经过加工提炼,可以得到的产品大致可分为四大类:
(1)石油燃料
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。
(2)润滑油和润滑脂
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。
(3)蜡、沥青和石油焦
  它们是从生产燃料和润滑油时进一步加工得来的,其产量约为所加工原油的百分之几。
(4)溶剂和石油化工产品
后者是有机合成工业的重要基本原料和中间体
 

石油贸易

1. 石油期货

石油期货(Oil future)就是由交易所统一制定的、规定在将来某一特定的时间、地点交割一定数量和品质的石油的标准化合约,是期货交易中的一个交易品种。或可简单理解为以远期石油价格为标的物品的期货。

20世纪70年代初发生的两次石油危机,给世界石油市场带来巨大冲击,石油价格剧烈波动,直接导致了石油期货的产生。石油期货诞生以后,其交易量一直呈快速增长之势,目前已经超过金属期货,是国际期货市场的重要组成部分。
在石油期货合约之中,原油期货是交易量最大的品种。目前世界上交易量最大,影响最广泛的原油期货合约共有3种:纽约商业商品交易所(COMEX)的轻质低硫原油即WTI(西德克萨斯中质原油)期货合约,伦敦国际石油交易所(ICE)的BRENT(北海布伦特原油)期货合约,以及新加坡国际金融交易所(SIMEX)的DUBAI(迪拜原油)期货合约。

其他成品油期货品种还有馏分油、无铅汽油、瓦斯油、取暖油、燃料油、轻柴油等。

2 石油输出国组织

石油是“工业生产的血液”,是重要的战略物资,世界产油国为了维护自身利益,于1960年9月成立石油输出国组织,简称欧佩克(OPEC),总部设在奥地利首都维也纳。其宗旨是协调和统一成员国的石油政策,维护各自的和共同的利益。现有12个成员国(截至2010年3月):伊拉克、伊朗、科威特、沙特阿拉伯、委内瑞拉、阿尔及利亚、厄瓜多尔、加逢、利比亚、尼日利亚、卡塔尔及阿拉伯联合酋长国。原油产量占世界总产量的40%。印尼暂时终止欧佩克成员资格。
(引自百度百科)