石油勘探开发全流程

油气田勘探开发的主要流程：地质勘察—物探—钻井/录井—测井—固井—完井—射孔—采油/修井/增采—运输—加工等。这些环节，一环紧扣一环，相互依存，密不可分，这里我们对石油勘探开发的流程做一个全局的大概的了解。

一、地质勘探

地质勘探就是石油勘探人员运用地质知识，携带罗盘、铁锤等简单工具，在野外通过直接观察和研究出露在地面的底层、岩石，了解沉积地层和构造特征。收集所有地质资料，以便查明油气生成和聚集的有利地带和分布规律，以达到找到油气田的目的。但因大部分地表都被近代沉积所覆盖，这使地质勘探受到了很大的限制。

地质勘探的过程是必不可少的，它极大地缩小了接下来物探所要开展工作的区域，节约了成本。

二、物探

即地球物理勘探。在地球物理勘探中，反射波法地震方法是一种极重要的勘探方法。地震勘探是利用人工激发产生的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘测地下地质情况的方法。地震波在地下传播过程中，当地层岩石的弹性参数发生变化，从而引起地震波场发生变化，并发生反射、折射和透射现象，通过人工接收变化后的地震波，经数据处理、解释后即可反演出地下地质结构及岩性，达到地质勘查的目的。

三、钻井

经过石油工作者的勘探会发现储油区块 , 利用专用设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的圆柱孔眼，并钻达地下油气层的工作，称为钻井。

在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。诸如寻找和证实含油气构造、获得工业油流、探明已证实的含油气构造的含油气面积和储量，取得有关油田的地质资料和开发数据，最后将原油从地下取到地面上来等等，无一不是通过钻井来完成的。钻井是勘探与开采石油及天然气资源的一个重要环节，是勘探和开发石油的重要手段。

钻井的种类可分为以下几种。

1）基准井：在区域普查阶段，为了了解地层的沉积特征和含油气情况，验证物探成果，提供地球物理参数而钻的井。一般钻到基岩并要求全井取心。

2）剖面井：在覆盖区沿区域性大剖面所钻的井。目的是为了揭露区域地质剖面，研究地层岩性、岩相变化并寻找构造。主要用于区域普查阶段。

3）参数井：在含油盆地内，为了解区域构造，提供岩石物性参数所钻的井，参数井主要用于综合详查阶段。

4）构造井：为了编制地下某一标准层的构造图，了解其地质构造特征，验证物探成果所钻的井。

5）探井：在有利的集油气构造或油气田范围内，为确定油气藏是否存在，圈定油气藏的边界，并对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需的地质资料而钻的井。各勘探阶段所钻的井，又可分为预探井，初探井，详探井等。

6）资料井：为了编制油气田开发方案，或在开发过程中为某些专题研究取得资料数据而钻的井。

7）生产井：在进行油田开发时，为开采石油和天然气而钻的井。生产井又可分为产油井和产气井。

8）注水(气)井：为了提高采收率及开发速度,而对油田进行注水注气以补充和合理利用地层能量所钻的井。专为注水注气而钻的井叫注水井或注气井，有时统称注入井。

9）检查井：油田开发到某一含水阶段，为了搞清各油层的压力和油、气、水分布状况，剩余油饱和度的分布和变化情况，以及了解各项调整挖潜措施的效果而钻的井。

10）观察井：油田开发过程中，专门用来了解油田地下动态的井。如观察各类油层的压力、含水变化规律和单层水淹规律等，它一般不负担生产任务。

11）调整井：油田开发中、后期，为进一步提高开发效果和最终采收率而调整原有开发井网所钻的井（包括生产井、注入井、观察井等）。这类井的生产层压力或因采油后期呈现低压，或因注入井保持能量而呈现高压。

四.录井（与钻井同步实施）

录井是用地球化学、地球物理、岩矿分析等方法，观察、收集、分析、记录随钻过程中的固体、液体、气体等返出物信息，以此建立录井剖面，发现油气显示，评价油气层，为石油工程提供钻井信息服务的过程。

1）狭义录井

常规录井：岩屑录井、岩心录井、气测录井、钻井工程参数录井、荧光录井等。录井新技术：轻烃色谱分析录井、热蒸发烃色谱分析录井、核磁共振录井、离子色谱水分析、地层压力评价等。

2）广义录井

除了常规录井以外，广义录井还包括：井位勘测、钻井地质设计、录井工程设计、录井信息传输、油气层综合评价解释、单井地质综合评价等。

五、测井

测井，也叫地球物理测井或矿场地球物理，简称测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法（包括重、磁、电、震、核）之一。简而言之，测井就是测量地层岩石的物理参数，就如同用温度计测量温度是同样的道理；

石油钻井时，在钻到设计井深深度后都必须进行测井，以获得各种石油地质及工程技术资料，作为完井和开发油田的原始资料。这种测井习惯上称为裸眼测井。而在油井下完套管后所进行的二系列测井，习惯上称为生产测井或开发测井。其发展大体经历了模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井四个阶段。

测井的原理

任何物质组成的基本单位是分子或原子，原子又包括原子核和电子。岩石可以导电的。我们可以通过向地层发射电流来测量电阻率，通过向地层发射高能粒子轰击地层的原子来测量中子孔隙度和密度。地层含有放射性物质，具有放射性（伽马）；地层作为一种介质，声波可以在其中传播，测量声波在地层里传播速度的快慢（声波时差）。地层里的地层水里面含有离子，它们会和井眼中泥浆中的离子发生移动，形成电流，我们可以测量到电位的高低（自然电位）。

测井的参数

1.GR-自然伽马

GR是测量地层里面的放射性含量，岩石里粘土含放射性物质最多。通常，泥岩GR高，砂岩GR低。

2.SP-自然电位

地层流体中除油气的地层水中的离子和井眼中泥浆的离子的浓度是不一样的，由于浓度差，高浓度的离子会向低浓度的离子发生转移，于是就形成电流。自然电位就是测量电位的高低，以分辨砂岩还是泥岩。

3.CAL-井径

井径就是测量井眼尺寸的大小。比如用八寸半的钻头钻的井眼，测量的井径或为八寸半，或大于八寸半（称扩径），或小于八寸半（称缩径）。测量的井径是对所钻井眼尺寸大小的直观认识。

4.AC-声波

常说人所说的声波即是声波时差，单位为毫秒每英尺，声波时差小，也就是声波在地层传播的时间少，说明地层比较致密和坚硬。反之地层比较疏松。

5.ZDL-密度

用放射源向地层发射高能粒子轰击地层的原子来测量密度，密度值是岩石单位体积的密度，包括固体和流体。

6.CN-中子

用放射源向地层发射高能粒子轰击地层的原子来测量中子，我们也叫中子孔隙度，也叫总孔隙度，测量的是流体体积占整个岩石的百分比。

7.电阻率（resistivity）

电阻率分为微侧向和双侧向（包括浅侧向和深侧向），它们的区别就在于探测深度不一样，深侧向探测深度最大，浅侧向次之，微侧向最小。由于泥浆对地层的侵入不同，井眼为圆心在不同的半径范围内，地层有完全被泥浆侵入、部分被泥浆侵入、未被泥浆侵入，这分别对应微侧向、浅侧向、深侧向探测的地层。

8.其它

核磁测井：测压取样(测压是测量地层压力，以计算地层流体的密度，进而确定流体性质；取样是将地层里的流体抽出来取到地面);

井壁取心：垂直地震（VSP）(Vertical seismicprofile);

六、固井

为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的分层测试及在整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。

固井的目的

1.封隔易坍塌、易漏失的复杂地层，巩固所钻过的井眼，保证钻井顺利进行；

2. 提供安装井口装置的基础，控制井口喷和保证井内泥浆出口高于泥浆池，以利钻井液流回泥浆池；

3. 封隔油、气、水层，防止不同压力的油气水层间互窜，为油气的正常开采提供有利条件；

4.保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染；

5.油井投产后，为酸化压裂进行增产措施创造先决有利的条件；

七、完井

根据油气层的地质特性和开发开采的技术要求，在井底建立油气层与油气井井筒之间的合理连通渠道或连通方式的过程叫做完井。

完井的方式

1).射孔完井(perforating)又分为:套管射孔完井、尾管射孔完井；

2).裸眼完井方式 (Open-hole)；

3).割缝衬管完井方式(Slotted Liner)；

4).砾石充填完井方式 (Gravel Packed) 又分为:裸眼砾石充填完井、套管砾石充填完井、预充填砾石饶丝筛管；

完井管柱主要包括油管、套管和按一定功用组合而成的井下工具。下入完井管柱使生产井或注入井开始正常生产是完井的最后一个环节。井的类型(采油井、采气井、注水井、注蒸汽井、注气井)不一样，完井管柱也不一样。即使都为采油井，采油方式不同，完井管柱也不同。

目前的采油方式主要有自喷采油和人工举升(有杆泵、水力活塞泵、潜油电泵、气举)采油等。井底结构是连接在完井管柱最下端的与完井方法相匹配的工具和管柱的有机组合体。

八、射孔

用专用射孔弹射穿套管及水泥环，在岩体内产生孔道，建立地层与井筒之间的连通渠道，以促使储层流体进入井筒的工艺过程叫做射孔。

九、采油

通过勘探、钻井、完井之后，油井开始正常生产，油田也开始进入采油阶段，根据油田开发需要，最大限度地将地下原油开采到地面上来，提高

油井产量和原油采收率，合理开发油藏，实现高产、稳产的过得叫做采油。

十、油气集输

把分散的油井所生产的石油、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。

集输流程

1）原油脱水

2）原油脱气

3）气液分离

4）油气计量

5）转油站

6）联合站

7）油气储运

8）储油罐

集输所需化学品

油气集输所需化学品包括以下14个类型：缓蚀剂、破乳剂、减阻剂、乳化剂、流动性改性剂、天然气净化剂、水合物制剂、海面浮油清净剂、防蜡剂、清蜡剂、管道清洗剂、降凝剂、降粘剂、抑泡剂等。

十一、石油炼化

石油炼化这里仅介绍炼油。炼油是指将石油通过蒸馏的方法分离生产符合内燃机使用的煤油、汽油、 柴油等燃料油，副产石油气和渣油；比燃料油重的组分，又通过热裂化、催化裂化等工艺化学转化为燃料油，这些燃料油有的要采用加氢等工艺进行精制。

最重的减压渣油则经溶剂脱沥青过程生产出脱沥青油和石油沥青，或经过延迟焦化工艺使重油裂化为燃料油组份，并副产石油焦。

润滑油型炼油厂经溶剂精制、溶剂脱蜡和补充加氢等工艺，生产出各种发动机润滑油、机械油、变压器油、液压油等各种特殊工业用油。

炼油设备大致分为六类：

1）流体输送设备

2）加热设备

3）换热设备

4）传质设备

5）反应设备

6）各类容器

以上各种炼油设备，有的主要用于炼油装置的，如加热炉、塔、换热器等特种工艺设备，有的则是不限于炼油装置的，如泵、压缩机等通用设备。

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以上，石油天然气产业其实是技术密集型产业，一直被发达国家垄断，广大发展中国家在技术层面就被挡在资源开发大门之外。不要看巴西、印尼、马来西亚、安哥拉、中东等国的石油产业红红火火，整个产业用的全是外国技术，并有大量的外资参与其中（石油产业也是资本密集型产业，而发展中国家往往缺乏启动资本，在资本层面又跌倒在起跑线上），关键技术和合同都掌握在外国工程师和跨国公司手里，大部分利润都被跨国公司端走了。