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海底石油是埋藏于海洋底层以下的沉积岩及基岩中的矿产资源之一。海底石油(包括天然气)的开采始于20世纪初,但在相当长时期内仅发现少量的海底油田,直到60年代后期海上石油的勘探和开采才获得突飞猛进的发展。现在全世界已有100多个国家和地区在近海进行油气勘探,40多个国家和地区在150多个海上油气田进行开采,海上原油产量逐日增加,日产量已超过100万吨,约占世界石油总产量的1/4。
埋藏在海底的石油和天然气,不论其生成条件是否属于海洋环境,都列入海底石油资源。
近40多年来海上石油勘探工作查明,海底蕴藏有丰富的石油和天然气资源。据1979年统计,世界近海海底已探明的石油可采储量为220亿吨,占当年世界石油探明总可采储量的24%;近海海底已探明的天然气储量为17万亿立方米,占当年世界天然气探明总可采储量的23%。
美国石油地质学家H.D.赫德伯格认为全球具有含油气远景的海洋沉积盆地面积共有7800万平方公里,约与陆地上具有含油气远景的沉积盆地面积相当。
据美国石油地质学家L.G.威克斯1973年估计:世界上水深300米以内海底潜在的油气资源量约有1000亿吨原油和相当于556亿吨原油的天然气,还有500亿吨二次可采原油以及300亿吨重质原油。
油气藏的形成包括油气的生成、运移和储集等一系列复杂过程。海底沉积物内富含有机残余物,其主要来源为浮游生物(如藻类)和细菌。这些有机碎屑物随同泥沙沉到海底后,富含有机物的细粒沉积在缺氧的条件下开始有机物化学性质的转变。微生物活动是这种转变的主要因素之一。细菌作用产生的甲烷气体可在沉积浅部储层中出现或形成气体水合物。石油生成需要50~60°C以上的温度、一定的压力和一定的地质年代。这样的条件在埋藏深度大于1000米时才能达到。原始有机物质的类型在生成油或气的相对丰度方面起着重要作用。富含浮游生物、细菌等有机质的沉积物与湖泊、泻湖或海洋沉积环境有关,这类有机质被认为是生成石油的主要母质。植物表皮、孢子、花粉、树脂质和木质素等有机质的沉积物与近岸环境和河流相沉积环境有关,树脂质和木质素等被认为是生成天然气的主要母质。残余有机碳达 0.5%以上的泥岩和页岩被认为是有利的生油岩。残余有机碳超过0.1%的碳酸盐岩也可以是好的生油岩。
沉积岩内生成的烃类,经过运移进入多孔粗粒的沉积层或有孔隙和裂隙的岩层内聚集。这类孔隙性储集层多属于海退或海侵期的滨海相、河流相或生物礁相沉积。粗粒沉积物还可能被海洋浊流带到海底形成浊积岩,与细粒富含有机物的生油岩间互成层,形成良好的生油、储油和盖层组合。
石油与天然气只有聚集在具有封闭条件的各种类型圈闭内(如构造圈闭、地层圈闭或混合圈闭等)才能形成油气藏。海底油气藏的圈闭类型大多属于穹窿背斜构造,其次为由断层活动形成的滚动背斜或倾斜断块构造,不整合面形成的生物礁构造或潜山构造,盐膏层、软泥岩或火山岩形成的底辟构造,以及深海扇、浊积砂、沿岸砂坝、河道砂和三角洲形成的地层-岩性圈闭等。由于重力分异作用,天然气聚集在含油气构造的顶部,中部为油环,低处为水体。或因生油母质类型不同和差异聚集或油气运移等因素,一个构造带可能全部为气田,另一个构造带全部为油田。
在世界大洋中,深海洋盆与大陆边缘、小洋盆的油气远景有明显的不同。
深海洋盆区上覆沉积层一般较薄(平均为0.5公里),有机质含量较低,地温偏低,地层多呈水平产状,沉积物粒度细等,缺乏良好的储集条件。大洋中脊顶部虽然地温高,但沉积层极薄或缺失。因此,90%的深海洋底缺乏油气远景。但在某些被动大陆边缘的外侧,巨厚的陆缘沉积物延伸至深洋区,可有一定油气远景,如北美东部、阿根廷、南极洲和非洲西部岸外的深洋区。一些由大陆边缘延伸至洋盆区的海岭,如鲸鱼海岭、科科斯海岭和纳斯卡海岭等,其附近可堵截形成较厚的沉积层,可望含有油气。洋盆中的微型陆块及其周缘海域,一些火山岛和无震海岭的周围海域,也可能含有油气。
大陆边缘与小洋盆邻近陆地,常有大河注入,通常覆有较厚的富含有机质的沉积物。在南、北美洲东缘、亚洲南缘、非洲和欧洲西缘、非洲东缘、欧亚和北美洲北缘以及南极洲周缘的一些海域,沉积厚度可达10公里以上。有的沉积层粒度较粗,三角洲沉积、生物礁和浊流沉积层可构成良好的储层。一些小洋盆海域闭塞,海水循环受阻;在被动大陆边缘发育的早期(大陆破裂阶段),环境也比较闭塞,故有利于有机质的保存。可见,大陆边缘和小洋盆地区蕴藏着丰富的油气资源。海上油气田,大都分布在浅海陆架区。
大陆架对石油的生成和聚集具有许多有利条件。陆架区生油有机物来源丰富。快速的沉积和沉降有利于有机物的保存。较高的地温有利于有机质转化成石油和天然气。储油层的多孔性和渗透性有利于生油岩中烃类的排出和运移。构造运动形成多种类型的圈闭。巨厚的沉积盖层足以防止油气的散失。加之水深较小,便于开发,因此海底石油资源的勘探和开发主要集中在大陆架区。然而,水深较大的大陆坡和大陆隆,也拥有良好的油气远景。
近20年来,世界各地共发现了1600多个海洋油气田,其中70多个是大型油气田。已开发的近海油气田主要有中东波斯湾的背斜圈闭型油气田,美国墨西哥湾和西非尼日利亚的三角洲相沉积滚动背斜型油气田和盐丘构造型油气田,委内瑞拉马拉开波湖的断块型油气田,欧洲北海南部的二叠系断裂背斜气田、中部的第三系背斜油气田和北部的侏罗系倾斜断块-潜山油气田,东南亚在印尼、马来西亚、文莱和泰国湾亦已发现了一系列第三系背斜油气田。
中国有辽阔的海域和大陆架。渤海、黄海、东海和南海水深浅于200米的大陆架面积为100多万平方公里。渤海、黄海和北部湾属于半封闭型的大陆架。东海和珠江口外属于开阔海型的大陆架。几条流域面积广大的江河由陆地携带入海的泥沙量每年超过20亿吨。中国大陆架的生储油条件是有利的。经物探工作查明,中国近海具有含油气远景的沉积盆地有7个,面积共达70万平方公里(表2)。
中国于1960年开始在海南岛西南的莺歌海进行海上地球物理测量和钻井。1967年以来,先后在渤海(1967)、北部湾(1977)、莺歌海(1979)和珠江口(1979)获得工业油流。中国近海大陆架海底石油资源的勘探和开发工作已逐步开展。
南美洲墨西哥湾。海上天然气的储量以波斯湾第一,被称为"石油海";北海第二;墨西哥湾第三。中国大陆架的海底石油产量远景很大,很有可能成为将来的"石油海"。
石油勘探,就是考证地质历史,研究地质规律,寻找石油天然气田。主要要经过四大步骤,即:确定古代的湖泊和海洋(古盆地)的范围;然后从中查出可能生成石油的深凹陷来;第三步是在可能生油的凹陷周围寻找有利于油气聚集的地质圈闭;最后对评价最好的圈闭进行钻探,查证是否有石油或天然气,并搞清它有多少储量。下面对这四个步骤的工作内容作一介绍。(具体的石油勘探技术方法后面有专题论述)
前面已经讲到了,石油是在古代的湖泊或海洋的沉积物中生成的,油田也是在这里形成的。因此,确定古湖古海(即古盆地)所在及其范围当属是首要的。
确定古湖古海的地质依据,主要是研究岩石和化石(古代保存在地层中的生物遗体或印模、痕迹等)。通过地质家们的研究,地球上的岩石种类极多,但最基本的可以分为三大类,一是火成岩(亦叫岩浆岩),它是由地球深部的岩浆喷发到浅处或地面后,凝固而成的。电视中曾多次报导过现代火山喷发的壮观场面,因此对这种岩石的来源与形成是好理解的。二是沉积岩,前面在油气形成问题时,已谈到了它的来源与形成过程了,它就是确定古湖古海最主要的物质依据。也就是说,哪里有沉积岩,哪里就是古代湖泊或海洋,这是毫无疑问的。三是变质岩,这主要是各种岩石(包括火成岩、沉积岩),在地壳的变迁过程中因经受高温高压而改变了原来的性质变成了既坚硬又致密的另一类岩石。
古湖泊和古海洋又怎样区别呢?这主要是通过化石来确定和区分的。因为湖泊与海洋的生物特征是大不一样的。另外,即使同样的沉积岩,湖泊和海洋岩石的物理化学性质也是不一样的。简单地说,是以当时水的咸淡来分的,淡水为湖,咸水为海……。
古湖古海的保存状况对找油找气的影响十分重要,在后来的地质变迁中,或遭受过风化剥蚀,造成残缺不全;或遭到火成岩的侵入破坏;或经过严重的变质过程等等,这些情况也都要通过对岩石性质和地层保存的完整程度等方面考证其发育过程。
不论是湖盆或者海盆,面积都很大,一般也有上万平方公里,大如新疆的塔里木盆地,竟超过50万平方公里。盆底的形态也是凹凸不平,很不规则的,有高低,有深浅,较低的部分称之为凹陷,高的部位称之为凸起或隆起,一般水中的生物遗体比较容易富集在盆底的低处,所以凹陷是被认为盆地中有利于生油的部位,当然也是较深的为好,故在明确了盆地范围以后的第二步就是查明深凹陷的位置,也就是找出能够生成较多油气的地方。
寻找地质圈闭是寻找油田的中心环节。任何一个找油部门对这一工作都是十分重视的。地质圈闭有大有小,有深有浅,形态各异。例如大庆油田的大庆长垣,其圈闭面积达千余平方公里,是迄今为止我国找到的最大储油圈闭。当然也有小到不足一个平方公里的,有的单独的含油圈闭只有一口油井。地质圈闭有的可以部分地露出地面,甚至一座高山即为一个完整的地质圈闭;有的埋藏很深,地表完全看不出来。我国有能力探测到的圈闭埋深,大约在五、六千米深左右,在这个深度以内,用人工地震的方法可以查得比较准确,钻井也能够得着。寻找圈闭自然也是一个由浅入深、由大到小的过程,对于深而小的圈闭,找到它当然是很困难的,它要求的技术精度、难度要比一般情况下高的多。
找到地质圈闭以后,还要对圈闭进行是否具备储油条件的研究和评价工作。一般来说,在靠近生油凹陷的地质圈闭,有利于油气运移进去,成为有希望的油田,而对其他地方的圈闭,评价就要低一些。再则各个圈闭本身的保存是否完整,可储藏油量的大小等情况也需要进行研究和评价。
对所找到的地质圈闭,里面是否储藏着石油或天然气,在没有对它进行钻井验证之前,一般是很难给以定论的。因此,对地质圈闭进行钻探,这是寻找油田的最后一个步骤,也是极其重要、极其关键的一个步骤。其重要性及关键性在于,这个步骤中所采取的一切技术和手段,它都关系到一个油田能否顺利诞生以及它的实际命运问题。
在油田发现史上有不少这样的情况:一个圈闭本来是充满了石油的,但因钻探技术及方法不当,而没有发现其中的油气,直到若干年后,人们再次认识,再次钻探时才证实是个油田;还有的在首次钻探中就发现了油层,但其中油气就是出不来或油气产量很低、结果评价为没有工业开采价值而弃置一旁,可是以后的重新钻探或经过一定的技术措施,又喷出了高产油气流。可见,钻探是发现油气田至关重要的一步,它与前面的工作关系,如同十月怀胎与一朝分娩那样,所以必须十分认真对待。
在盆地内或一个圈闭上第一口或第一批探井应该打在什么位置,这是要综合考虑多种资料以后才能确定的。其实,第一口井就找出油田来的可能性是比较小的,如新疆克拉玛依因为旁边有黑油山可以看得见,它就是第一号探井生油的。至于我国东部在覆盖区找油田,就不那么容易了,大庆油田的第一口出油井是松基3井,说明在此以前至少已有了两口空井;胜利油田的第一口出油探井是华8井,说明在此之前曾经至少打了7口干井;大港油田是在打了近20口探井以后才发现的;任丘油田的第一口出油井是任4井,在它以前,曾经有5口以上的井落了空。当然,确定探井井位也不是无章可循、完全盲目的,简单而言,以找油为目的的探井(另有以探明地层为目的的井称之为基准井或参数井)总是尽可能定在圈闭的最高位置,其理由就是油和气总是浮在水的上面。这里的所谓"高"是指含油层的"高"。地质结构十分复杂,因而"高"也不是绝对的高,形象地比喻:如果要钻探的圈闭象个反扣着的碗或盆,第一口探井就定在拱起的碗或盆底上;如果这个圈闭象一条竖放着的大鱼,第一口井位就定在其脊背的高处;如果圈闭象一块倾斜的板(克拉玛依),探井就定在它的上方。也有极少的例外,比如一般人的头发都在头顶上最密,但秃顶者却在头部的周围才有头发,如果一定要在头顶去剪发,只会徒劳无益,新疆准噶尔盆地就有这样的实例,五十年代在其最高处打成了一口探井,一无所获,到了八十年代又在四周较低处打井,却出了油,用"秃顶"周围的头发来比喻,确有相似之处。也有确实在"盆底"找到油的,犹如炒菜的锅里放点油,它不可能停在锅沿上,这是因为这里的地层里几乎没有水,石油不占密度差的优势浮起来,只好"沉底"了,这种实例很少,所以"高处找油"仍然是首先应当遵循的准则。
当一个地质圈闭经钻探后,有一口井获得了有工业开采价值的油气流,这就算是找到了一个油田。但是,还必须进一步把这个油田的具体范围和出油能力搞清楚。因此,在钻探过程中发现油气之后,就应立即查清油层的层数、深度、厚度,并要搞清油层的岩性和其他物理性质,还要对油层进行油气生产能力的测试和原油性质的分析。然后再进行扩大钻探,进一步探明圈闭含油气情况,算出地下的油气储藏量有多少。这样,对单独个油田来说,它的初步勘探工作就算结束了。
最后这里还需加以说明的是,在实际寻找油田的工作中,这个步骤不可能绝然分开进行,而总是相互联系、交错进行的。找有利生油凹陷的过程中,往往也同时就找到了地质圈闭;在找地质圈闭过程中,也会发现新的沉积地层或新的生油凹陷;在钻探圈闭时,也会发现新的生油层和储集层,以致给人们增加许多新的认识。总的来说,寻找油田的过程,一方面是人们对地下情况不断积累资料、深化认识的过程,一方面又是找油技术不断进步的过程。
当然有了,要不中国海洋石油公司在干什么,海底石油管道可以将海上的石油从平台上输送到FPSO船上,或者直接输送到陆地终端,南海和渤海都有。
石油焦可能大家通常讲的是生焦,也就是石油提取完的废弃物再未进行加工过的。煅后焦是用生焦。进行煅烧一次过后的石油焦。
石油焦就是重油提炼的过程中剩下的渣滓,也就是我们平时说的生焦,煅后是一个加工过程,就是1300度的煅烧后排除生焦里的杂质,主要是挥发分和灰分等,
关于石油的生成,是一个长期争论不休的问题,但人们普遍认为石油是过去地质时期里,由生物遗体经过化学和生物化学变化而形成的。形成石油要具备三个条件:一是要有大量的生物遗体;二是要有储集石油的地层和保护石油不跑掉的盖层;三是还要有有利于石油富集的地质构造。一些石油地质学家认为,大陆架海底通常是厚度很大的中生代和第三纪与第三纪以后的海相沉积,这种地质构造是石油生成与储蓄的良好的场所。大陆架与近海紧相连,近海有着大量的藻类,鱼类以及其他浮游生物,这些都是形成石油的原料。当这些生物迅速被河流带来的沉积物掩埋后,这些被埋藏的生物遗体与空气隔绝,长期处在缺氧的环境里,再加上厚的岩石的压力,高温及细菌作用,便开始分解。再经过长期的地质时期,这些生物遗体逐渐变成了分散的石油。在浅海,特别是在岛屿岬角阻隔的海湾中,水域处于平静的半封闭状态,最利于有机物的堆积,随着大量泥沙的沉积,这就为石油的储集创造了良好的条件。石油储集在砂岩的孔隙中,就好像水充满在海绵里一样,不致石油流失而长期缓慢地沉降在大陆架浅海区。那些沉降幅度大、沉降地层厚的盆地,往往是形成石油最有利的地区。在这些大型沉积盆地中,因受挤压而突出的一些构造,又往往是储积石油最多的地方。因此在海上找石油,就要找那些既有生油地层和储油地层,又有很好的盖层保护的储油构造地区。
浩瀚的海洋中,上有几百米、几千米的水层,下有几千米厚的岩石层,看也看不见,摸也摸不着,怎样才能找到石油呢?在实践中,人们创造了独特的找油办法,一般有地质勘探、地球物理勘探和地球化学勘探等办法。其中物理勘探是普遍采用的办法。海上石油物理勘探一般是在海洋调查船上装备特别的仪器设备,来发现有利于石油聚集的地层和构造。最常用的办法是采用重力勘探,磁力勘探和地震勘探。所谓地震勘探的方法,就是在海水中用炸药爆炸或用压缩空气,电火花瞬时释放大量的能量,产生人工地震波,利用声波在不同物质中以不同速度传播的原理,来寻找对石油储积有利的地层和构造。所谓重力勘探就是使用重力仪测定海底岩石的重力值,以求得岩石的密度、地质年代和深度。通过对海区重力场的观测来了解沉积岩的厚度和基岩起伏情况,划分所测地区的构造单元,研究隆起的性质,从而来固定油气区。所谓磁力勘探是通过置放在调查船或调查专用飞机上的磁力仪,来测定船舶或飞机经过海区磁力强度大小,以确定海底下磁性基底上沉积的厚度、地质构造,从而寻找石油和天然气。上述的这些方法只能间接地确定海洋石油在海洋中的位置,究竟海底是否有石油,储量有多大,还必须通过海上钻探这种直接的方法才能证实。因此,海上钻探是油气勘探开发中的重要一环。通过钻探打井所取得的岩心样品来确切掌握海底油气资源的情况。在海上钻井比在陆地上钻井要困难得多。首先是因为海面动荡不定,要保持钻井稳定,就要建造一个高于海面的工作台或者钻井平台,然后在平台上开展钻探活动。海上钻井平台一般有固定式钻井平台和活动式钻井平台。当然也有的国家制造了钻井船,把钻井设备安装在船上进行钻井作业。世界上在海洋里钻井数量最多的是美国。英国、印度尼西亚、马来西亚、印度、俄罗斯等国也为数不少。1965年,美国埃克森石油公司在南加利福尼亚近岸海域用"卡斯-1"号钻井装置在世界海洋上打下了第一口深水井,水深为193米。后来,深水石油钻井的数量越来越多,技术装备也越来越先进。世界上钻井水深大于1000米的钻井船有18艘,其中,最大钻井水深为2600米,最大钻井深度为1000米。从未来的发展趋势来看,海上石油钻探将向深海发展。
随着海上油气业生产的发展,海洋石油和天然气开采和设备也在不断发展。固定式生产平台形成了现代海上油田的基本特征。这种平台大都是钢质桩基平台,一般由上部结构、导管架、钢桩三个部分组成。上部结构一般由一个或几个组块组成,组块是生产设施,生活设施及动力设备的大本营。上部结构安装在导管架顶部,通过桩腿连接构件和水泥浆与导管架结合为一个整体。导管架旋转在海底,浸泡在水中。导管架以下部分是钢柱,钢柱全部打入大陆架上通过桩壁与土壤的摩擦力和桩尖提供的承载力,支撑整个平台以及所受到的自然环境荷载,如风力、波浪力、冰力、流力、地震力等。1947年美国在墨西哥湾水深6米处建造了世界上第一座海上钢制石油平台,我国也于1966年在渤海建成了一座现代化钻井平台。
为配合开采海上石油、天然气,很多国家在油气储藏和运输方面也建设了相应的配套装置。1988年5月,日本在长崎附近的上五岛完成了世界上第一个石油储备基地的建设,耗资1900兆亿日元,建造了5艘巨型储油船。
海底石油的生产过程一般分为勘探和开采两个阶段。海上勘探原理和方法与陆地上勘探基本相同,也分普查和详两个步骤。其方法是以地球物理勘探法和钻井勘探法为主,其任务是探明油气藏的构造、含油面积和储量。变查是从地质调查研究入手,主要通过地震、重力和磁力调查法寻找油气构造。在普查的基础上,运用地球物理勘探分析了解海底地下岩层的分布、地质构造的类型、油气圈闭的情况确定勘探井井位。然后,采用钻井勘探法直接取得地质资料,分析评价价和确定该地质构造是否含油、含油量及开采价值。
海底石油的开采过程包括钻生产井、采油气、集中、处理、贮存及输送等环节。海上石油生产与陆地上石油生产所不同的是要求海上油气生产设备体积小、重量轻、高效可靠、自动化程度高、布置集中紧凑。一个全海式的生产处理系统包括:油气计量、油气分离稳定、原油和天然气净化处理、轻质油回收、污水处理、注水和注气系统、机械采油、天然气压缩、火炬系统、贮油及外输系统等。
供海上钻生产井和开采油气的工程措施主要有:①人工岛,多用于近岸浅水中,较经济。②固定式采油气平台,其形式有桩式平台(如导管架平台)、拉索塔式平台、重力式平台(钢筋混凝土重力式平台、钢筋混凝土结构混合的重力式平台)。③浮式采油气平台:其形式又分:a.可迁移式平台(又称活动式平台),如坐底式平台(也称沉浮式平台)、自升式平台、半潜式平台和船式平台(即钻井船)。b.不迁移的浮式平台,如张力式平台、铰接式平台。④海底采油装置:采用钻水下井口的办法,将井口安装在海底,开采出的油气用管线直接送往陆上或输入海底集油气设施。
供开采生产的油气集中、处理、转输、贮存和外运的工程设施:①装有集油气、处理、计量以及动力和压缩设备的平台。②贮油设施,包括海上储油池、储油罐和储油船。③海底输油气管线。④油气外运码头,包括单点系泊装置和常规的海上码头(有固定式和浮式两种)。
石油产品可分为:石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。 其中,各种燃料产量最大, 约占总产量的90%;各种润滑剂品种最多, 产量约占5%。各国都制定了产品标准, 以适应生产和使用的需要。
是消耗量最大的品种。汽油的沸点范围(又称馏程)为30 ~ 205°C,密度为0.70~0.78克/厘米3,商品汽油按该油在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分,标记为辛烷值70、80、90或更高。号俞大,性能俞好,汽油主要用作汽车、摩托车、快艇、直升飞机、农林用飞机的燃料。商品汽油中添加有添加剂(如抗爆剂四乙基铅)以改善使用和储存性能。受环保要求,今后将限制芳烃和铅的含量。
主要供喷气式飞机使用。沸点范围为60~280℃或150~315℃(俗称航空汽油)。为适应高空低温高速飞行需要,这类油要求发热量大,在-50C不出现固体结晶。 煤油沸点范围为180 ~ 310℃主要供照明、生活炊事用。要求火焰平稳、光亮而不冒黑烟产量不大。
沸点范围有180~370℃和350~410℃两类。对石油及其加工产品,习惯上对沸点或沸点范围低的称为轻,相反成为重。故上述前者称为轻柴油,后者称为重柴油。商品柴油按凝固点分级,如10、-20等,表示低使用温度,柴油广泛用于大型车辆、船舰。由于高速柴油机(汽车用)比汽油机省油,柴油需求量增长速度大于汽油,一些小型汽车也改用柴油。对柴油质量要求是燃烧性能和流动性好。燃烧性能用十六烷值表示愈高愈好,大庆原油制成的柴油十六烷值可达68。高速柴油机用的轻柴油十六烷值为42~55,低速的在35以下。
用 作锅炉、轮船及工业炉的燃料。商品燃料油用粘度大小区分不同牌号。
用于香精、油脂、试剂、橡胶加工、涂料工业做溶剂,或清洗仪器、仪表、机械零件。
从石油制得的润滑油约占总润滑剂产量的95%以上。除润滑性能外,还具有冷却、密封、防腐、绝缘、清洗、传递能量的作用。产量最大的是内燃机油(占40%),其余为齿轮油、液压油、汽轮机油、电器绝缘油、压缩机油,合计占40%。商品润滑油按粘度分级,负荷大,速度低的机械用高粘度油,否则用低粘度油。炼油装置生产的是采取各种精制工艺制成的基础油,再加多种添加剂,因此具有专用功能,附加产值高。
俗称黄油,是润滑剂加稠化剂制成的固体或半流体,用于不宜使用润滑油的轴承、齿轮部位。
包括石蜡(占总消耗量的10%)、地蜡、石油脂等。石蜡主要做包装材料、化妆品原料及蜡制品,也可做为化工原料产脂肪酸(肥皂原料)。
主要供道路、建筑用。
用于冶金(钢、铝)、化工(电石)行业做电极。
除上述石油商品外,各个炼油装置还得到一些在常温下是气体的产物,总称炼厂气,可直接做燃料或加压液化分出液化石油气,可做原料或化工原料。 炼油厂提供的化工原料品种很多,是有机化工产品的原料基地,各种油、炼厂气都可按不同生产目的、生产工艺选用。常压下的气态原料主要制乙烯、丙烯、合成氨、氢气、乙炔、碳黑。液态原料(液化石油气、轻汽油、轻柴油、重柴油)经裂解可制成发展石油化工所需的绝大部分基础原料(乙炔除外),是发展石油化工的基础。原油因高温结焦严重,还不能直接生产基本有机原料。炼油厂还是苯、甲苯、二甲苯等重要芳烃的提供者。最后应当指出,汽油、航空煤油、柴油中或多或少加有添加剂以改进使用、储存性能。各个炼油装置生产的产物都需按商品标准加入添加剂和不同装置的油进行调和方能作为商品使用。石油添加剂用量少,功效大,属化学合成的精细化工产品,是发展高档产品所必需的,应大力发展。
在辽阔的海底蕴藏着丰富的石油和天然气资源。我国有将近460万平方公里的辽阔海域,有18000多公里的漫长海岸线,浅海大陆架开阔,渤海、黄海、东海及南海的南北两翼都有面积广大、沉积巨厚的大型盆地,石油和天然气的蕴藏量极大,我国的海洋石油开采已初具规模。蕴藏在海底的石油和天然气是有机物质在适当的环境下演变而成的。这些有机物质包括陆生和水生的繁殖量大的低等植物,死亡后从陆地搬运下来,或从水体中沉积下来,同泥砂和其它矿物质一起,在低洼的浅海环境或陆上的湖泊环境中沉积,形成了有机淤泥。这种有机淤泥又被新的沉积物覆盖、埋藏起来,造成氧气不能自由进入的还原环境。随着低洼地区的不断沉降,沉积物不断加厚,有机淤泥所承受的压力和温度不断增大,处在还原环境中的有机物质经过复杂的物理、化学变化,逐渐地转化成石油和天然气。经过数百万年漫长而复杂的变化过程,有机淤泥经过压实和固结作用后,变成沉积岩(也叫水积岩),形成生油岩层。
沉积岩最初沉积在象盆一样的海洋或湖泊等低洼地区称为沉积盆地,沉积盆地在漫长的地质演变过程中,随着地壳运动所发生的"沧海桑田"的变化,海洋变成陆地,湖盆变成高山,一层层水平状的沉积岩层发生了规模不等的挠曲、褶皱和断裂现象,从而使分散混杂在泥砂之中具有流动性的点滴油气离开它们的原生之地(生油层),经"油气搬家"再集中起来,储集到储油构造当中,形成了可供开采的油气矿藏,所以说沉积盆地是石油的"故乡"。 在储油构造里,由于油、气、水比重不同而发生重力分异:气在上部,水在下部,而石油层居中间。储油构造包括油气居住的空间--储集层;覆盖在储集层之上的不渗透层--盖层;以及遮挡油气进入后不再跑掉的"墙"--封闭条件。只要能找到储油构造,就可以找到油气藏。油气藏往往是两种或几种类型的油气藏复合出现,多个油气藏的组合,就叫油气田。
海底石油管道中封堵器的水声通信
为了实现智能封堵器海洋工作环境中的无线遥控动作,本文提出了水声通信技术。整个水声通信过程可以归结为首先由PC机发出指令给调制解调器,经功率放大匹配后送至水声换能器,水下部分按逆方向接收。
海底石油管道金属探测器设计及应用
我国有着丰富的海洋能资源,而各项技术的发展使得对海底油气资源的开发成为了可能。海底油气运输管道,作为其运输环节,起着至关重要的作用。但输出油气的管道容易造成管道损伤造成大量经济损失的同时也对海洋环境污染巨大,因此,海底管道检测对于节能环保具有重大意义。本文提出了一种基于电磁感应原理的海底管道金属探测器并对其进行仿真分析。
海底勘探是指为探明资源的种类、储量和分布对海底资源,尤其是海底矿产资源,进行的取样、观察和调查的过程。海底矿产资源丰富,从海岸到大洋均有分布,如全球海底石油储藏量约为世界已探明石油储量的两倍,深海锰结核和海底热液矿床等储量也很巨大,都有待于勘探和开发利用。
发展简史 19世纪末,美国即在加利福尼亚海边与岸相连的木桩平台上开采海底石油。以后40多年间,由于受技术条件限制,各国都只在海边简单的工程设施上沿用陆上油田的工艺设备打井和采油。20世纪30年代至50年代,墨西哥湾和波斯湾相继发现大油(气)田,海上石油(气)勘探和开发工程开始有较快发展。1947年美国在6米水深的浅海建造了第一座岛状导管架桩基平台,1954年又建成第一艘可迁移的自升式钻井平台,使海上勘探和开发活动的范围进一步扩大。60年代后,出现了新型的勘探装置及大型施工船舶,与此同时,能源需求剧增,导致世界海上石油和天然气工业产生一次飞跃,海上石油(气)勘探和开发进入自然条件更复杂的近海海域。到1979年为止,世界上已有近百个国家和地区在海上开采石油(气),已能在10000米水深海域进行地球物理勘探,在1000多米水深海域钻井采油,采油平台的高度达330米,海底管线的敷设深度达到350米。中国沿海的石油(气)勘探开始于1959年,1967年首次在渤海钻采到石油,1972年自行设计建造了第一艘自升式钻井平台,1975年又在渤海建成第一座多功能的综合性平台。海上石油(气)生产过程 海上油(气)的生产分为勘探和开发两个阶段。海上勘探与陆上一样也分普查和详查两步。普查是从地质调查研究入手,主要通过地震、重力和磁力等地球物理方法寻找油(气)构造,其中以地震测量法最为常用(见海洋地球物理测量)。勘探是在普查基础上选择井位,钻取岩心,对已发现的油(气)构造做进一步核实,确定地质储量,以作出资源评价。开发过程包括钻生产井、采油(气)、集中、处理、贮存及输送等环节。其中把开采出来的油(气)全部送往岸上处理、贮存并外运的系统称全陆式集输贮运系统,一般只适合于离岸较近、井底有足够压力的油(气)田;各生产环节部分置于海上、部分置于陆上的称半海半陆式集输贮运系统,适合于离岸较远、规模较大的高产油(气)田;全部环节都在海上进行的称全海式集输贮运系统,一般只适合于离岸很远或分散、低产的油(气)田,以及早期开发的油(气)田。海上石油(气)勘探及开发工程设施 按其工作性质分为勘探设施、钻采工程设施和集输贮运工程设施3类。勘探设施 供普查用的专门设施主要有地震勘探船、重力和磁力勘探船及飞机等。仪器安装在船或飞机上,按预定测线勘探。供勘探时打钻井的设施,除近岸浅水区的个别情况下用固定平台外,多采用活动平台。其中坐底式钻井平台仅适用于5~30米水深;自升式钻井平台适用于10~110米水深,是目前世界上应用最广、拥有数量最多的一种钻井平台;半潜式钻井平台采取锚链系泊时,一般能适用于30~300米水深,采取索、链结合型或全索型系泊时,工作水深已达610米,甚至更深;船式钻井平台通常用锚泊定位,但在波浪作用下运动振幅较大。近年来发展了一种动力定位系统,它是用装在钻井船底部的检波器接收设在海底的声学装置发射的信号,来测定钻机相对于井口的位置,由计算机根据输入的位置坐标和环境信息控制全方位推进器的功率分配,以约束钻井船保持在井口上方的容许范围内,有动力定位系统的船式钻井平台已可用于600米以上深水中作业(见海上平台)。海上钻探的工艺与陆上类同,但需要用一根隔水套管隔开海水、引入钻具和导出泥浆。半潜式与船式平台的钻井设备上安装有消除摇荡影响的升沉与平移补偿器,还备有一套再进入井口的水下器具,包括井口盘、导向索或水下声学装置、水下电视等,以便在重返井场时将设备再导入海底井口。所有钻井平台均用于打勘探井,但浮式钻井平台也有用于深水中钻生产井的。钻采工程设施 供在海上钻生产井和开采油(气)的工程设施主要有4种类型:①人工岛,这种设施在近岸浅水中使用较经济。②固定式平台,是目前主要采用的一种工程类型。为了控制更大的油(气)藏面积,在一个平台上除打一口直井外,往往还要打多达几十口的斜井。由于其造价随水深成倍增长,这种类型在深水中使用有时不经济。③浮式采油(气)平台,将井口安装在浮式平台的甲板上,井口至海底之间以立管相联,依靠系泊锚链或张力钢索严格限制平台的摇荡。与勘探用的浮式钻井平台一样,也备有保证安全作业的水下器具,这种平台能适用于300米以上水深。④海底采油(气)装置,采取钻水下井口的方法。井口安装在海底,开采出来的油(气)用管线直接送往陆上或输入海底集油(气)设施。有的水下井口罩有一个常压室,油井的组装、控制和维修等作业都在常压环境中进行,称“干”式常压水下装置;无常压室的称“湿”式装置。这类装置无需露出水面的工作平台,但要具有深潜水的作业装备和技术条件。集输贮运工程设施 供开采出来的石油(气)集中、处理、转输、贮存和外运的工程设施,分为以下4部分:①装有集油(气)、处理、计量以及动力和压缩设备的平台。这类平台的结构形式与上述固定钻采平台相同。为减少平台数量和便于管理,有时把这些作业环节和钻采、贮存等环节合并在同一个平台上进行,使之成为多功能的综合性平台。不过,燃烧废气的火炬平台和生活平台往往单独设置。②贮油设施。对于全海式或半海半陆式系统,由于受海洋自然环境影响和运输条件的限制,需在海上设贮油设施,其容量要与油井日产量、来船周期和运输能力、环境因素极值等相协调。主要形式有系泊式和固定式两种,前者如贮油船、贮油浮筒等。后者又分两种,一种是设在固定平台上的贮罐,容量较小;另一种是座落于海底的水下贮罐,具有一个伸出海面之上的作业甲板,容量一般较大,如北海埃克菲斯克油田的钢筋混凝土水下油罐,底部直径92米,贮量达10000立方米(100万桶)。为了减小罐壁内外压力差,水下贮油罐常采取油水置换工艺。③海底输油(气)管线。通过它把整个海上油(气)田的生产系统联系起来。根据输送的油(气)性质和环境条件,分单层管和双层管两种。后者内管输油(气),外管作为保护套,内外管之间环形空间充填隔热保温材料。为了防止事故和延长使用年限,管线外部包有防腐绝缘层和混凝土防护层(兼作配重),而且在浅海区、通航区或渔场常将其埋置于海底表面以下一定深度。海底管线的敷设一般采用漂浮法、牵引法和敷管船法等,对于深海大油(气)田海底管线的敷设则多用敷管船进行。④油(气)出运码头。有单点系泊装置和常规的海上码头两类。单点系泊装置是一个用锚链系泊在海上的浮筒,浮筒与海底管线之间用橡胶软管或金属的弯曲硬管相连,浮筒与船舶之间用水面漂浮软管相连,船舶缆索系在浮筒顶部转盘的缆臂上,可随风、浪、海流自由旋转,始终处于最小阻力位置,具有适应性强、安装迅速并能搬迁等优点(如图)。海上码头分固定式和浮式两种,前者建于沿岸,后者往往就是贮油船,兼作靠泊来船码头之用。安全保障问题 海上石油(气)勘探和开发不仅耗资巨大,而且存在一定的危险,几乎年年都发生事故。其原因一是风暴、海浪、冰凌及地震(海啸)等自然因素产生的破坏,或井喷;二是操作不慎、管理不善或设计建造不周等所致。如:1969年春,中国“渤海2”号钢质桩基固定平台被特大冰凌推倒;1980年3月,挪威“亚历山大·基尔兰”号五立柱半潜式钻井平台在北海工作时,因其中一根立柱的连接构件疲劳断裂导致整个平台倾覆;1977年,埃科菲斯克油田一条海底输油管线突然失去控制,造成严重漏油事故。所以,应反复审核方案和工程质量,定期对工程设备作预防性维护,并加强对水文气象和地震的预测预报。发展趋势 海上石油(气)勘探和开发的规模将更大,半潜式平台已扩大应用于采油(气)、敷管以及后勤等方面,并将出现更多的海底采油(气)装置和全海式集输贮运系统。同时,浅于200米水深的大陆架海域仍是重要的油(气)勘探和开发区域,仍会继续完善和发展自升式钻井平台、浅水钻井船和常规的钻采工程设施,以及半海半陆式甚至全陆式的集输贮运系统。
第一条为了预防、控制和消除深海石油作业职业病危害,保护劳动者健康,依据《中华人民共和国职业病防治法》(以下简称职业病防治法),结合深海石油作业职业卫生管理的特殊情况,制定本办法。
第二条本办法适用于中华人民共和国领域内深海石油、天然气的勘探、开发、生产等上游项目及石油、天然气的加工利用等中下游项目的职业病防治活动。
第三条本办法所称上游项目,是指海深5米以上海底石油、天然气的勘探、开发、生产等作业;
本办法所称中下游项目,是指对深海开采的石油、天然气陆地后续加工等作业。
第四条卫生部是深海石油作业职业卫生监督管理的主管部门。
中国海洋石油总公司负责本公司所属用人单位的职业病防治的监督管理,设立海洋石油作业职业卫生监督管理办公室(以下简称海卫办)。
第五条深海石油作业用人单位(以下简称用人单位)应当建立健全职业病防治责任制,加强职业病防治管理,为劳动者创造符合国家职业卫生标准和卫生要求的工作环境和条件,对本单位产生的职业病危害承担责任。
第六条深海石油作业的新建、改建、扩建、技术改造、技术引进项目(以下统称建设项目)应当执行职业病危害预评价、控制效果评价的制度和职业病危害防护设施的“三同时”制度。
第七条对上游建设项目,在项目的总体开发方案阶段,建设单位应当委托具有相应资质的职业卫生技术服务机构对建设项目进行职业病危害预评价。
对中下游建设项目,在项目的可行性论证阶段,建设单位应当委托具有相应资质的职业卫生技术服务机构对建设项目进行职业病危害预评价。
第八条核准建设项目的审查要求。
(一)报国务院投资主管部门核准的建设项目。
在基本设计前,建设单位应当向海卫办提交职业病危害预评价报告书,其报告书应当经海卫办初审合格后,报卫生部审核。
预评价报告确定为严重职业病危害的建设项目,在基本设计阶段,建设单位应当将职业病防护设施设计报海卫办初审合格后,报卫生部审查,符合国家职业卫生标准和卫生要求的,方可施工。
(二)非国务院投资主管部门核准的建设项目。
按规定不需要报国务院投资主管部门核准的上游建设项目,建设单位应当将预评价报告书报海卫办审查。预评价报告确定为严重职业病危害的建设项目,在基本设计阶段,建设单位应当将职业病防护设施设计报海卫办审查,符合国家职业卫生标准和卫生要求的,方可施工。海卫办将审查结果报卫生部备案。
按规定不需要报国务院投资主管部门核准的中下游建设项目,建设项目的职业病危害预评价应当按所在地省级卫生行政部门的规定执行。
第九条基本设计阶段,建设单位应编写建设项目的职业卫生专篇,并落实经审核同意的预评价报告所提出的职业病防护措施。
第十条设计阶段,建设项目的设计单位应当依据《工业企业设计卫生标准》,并根据深海石油、天然气作业环境的特殊性,结合国际通行的规范标准,对建设项目卫生辅助用室及建筑物的采光、通风等内容进行设计。
第十一条建设项目在施工过程中,职业病防护设施要与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。
第十二条建设项目试投产后六个月内,建设单位应当委托具有相应资质的职业卫生技术服务机构进行职业病危害控制效果评价,并按照本办法第八条的分类规定进行验收,合格后,方可投入正式生产和使用。
第十三条用人单位应当按照职业病防治法的规定,采取职业病防治管理措施,并建立健全职业健康监护、职业病危害告知等规章制度。
用人单位应当在可能发生职业病危害的作业场所配备专职的职业卫生医师或者专职、兼职职业卫生管理人员,负责作业场所职业病防治管理和现场监护。
用人单位应当在可能发生职业病危害的作业场所配备急救设施和药品。
第十四条用人单位的负责人应当接受海卫办组织的深海石油作业职业卫生培训,并按照《职业病防治法》及本办法,负责本单位的职业病防治工作。
用人单位应当组织员工进行上岗前、在岗期间的深海石油健康检查及职业病防护作业培训,培训内容和考核结果应当存入用人单位职业卫生档案。
从事作业场所职业病防治的职业卫生医师和卫生管理人员应当参加经海卫办组织或认可的职业病防治知识培训,经考核合格后,方可上岗。
第十五条用人单位应当根据职业病危害预评价报告对作业过程中存在或者潜在的职业病危害因素进行识别、告知和控制。
对患有职业禁忌征的员工不得安排其从事所禁忌的作业;对在职业健康检查中发现有与所从事的作业相关的健康损害的员工,应当及时调离原工作岗位。
第十六条用人单位应当建立健全深海石油作业的操作规程,保护员工的职业健康。对有可能接触职业病危害因素的员工应配备相应的个人防护用品;个人防护用品必须符合职业病防治的要求。
第十七条用人单位应当对存在硫化氢、放射性同位素危害等特殊作业场所安装报警装置,并设置中、英文警示标识。
第十八条当作业场所发生职业病危害事故时,专职医生或者专职、兼职职业卫生管理人员应当及时对受害员工进行现场抢救并采取控制措施,组织同一作业场所的员工进行应急性健康检查;情况紧急时,所在地的监督管理机构应当迅速启动应急救援预案。
用人单位应当将职业病危害事故情况及时报告监督管理机构和海卫办,海卫办接到报告后,应当及时会同有关部门组织调查处理,必要时,可以采取临时控制措施。
第十九条用人单位应当委托具有相应资质的职业卫生技术服务机构对作业场所的职业病危害因素进行检测,每年至少一次,检测结果存入用人单位职业卫生档案,并及时将检测结果向员工公布。
用人单位应当将检测结果定期向海卫办报告。中下游项目的用人单位应当按规定同时向所在地行政主管部门报告。
第二十条用人单位应当保证作业场所的职业病危害因素的浓度(或强度)符合国家职业卫生标准和卫生要求。对于职业病危害因素超过国家卫生标准的工作场所,应当配备有效的职业病防护设备,并加强对职业病防护设施的管理和维护,保证其处于正常运行状态。
第二十一条用人单位的职业病危害项目应当按照卫生部《职业病危害项目申报管理办法》的规定向海卫办申报,由海卫办负责向国家行政主管部门申报;中下游项目的用人单位应当同时按规定向所在地行政主管部门申报。
第二十二条用人单位发现有职业病病人或者疑似职业病人,应当按照卫生部《职业病诊断与鉴定管理办法》的规定报告和妥善处理,保障职业病病人依法享有国家规定的职业病待遇。
第二十三条凡具备下列条件的职业卫生技术服务机构,可以向海卫办提出申请,经海卫办审核合格后,可为深海石油作业提供职业卫生技术服务。包括建设项目职业病危害评价、职业病危害因素的检测与评价、职业健康检查。
(一)取得卫生部建设项目职业病危害评价甲级资质的;取得省级卫生行政部门批准的职业健康检查资质的;
(二)熟悉深海石油作业特点,并具备相应的专业技术人员和工作经验的;
(三)制定有出海开展职业卫生技术服务的防范意外事故方案、应急措施、海上安全管理规章与服务行为规范;
(四)出海从事职业卫生技术服务的人员必须持有相应的健康证和接受过海上求救培训并取得相应证书;
(五)作业场所应当使用经鉴定合格的防爆型设备。
海卫办应当定期向用人单位公布符合条件的职业卫生技术服务机构的名册,供建设单位或用人单位选择。
第二十四条职业卫生服务机构出具的建设项目职业病危害预评价报告书,应当符合深海石油作业的特点,评价建设项目的职业病危害程度时,应当符合以下要求:
(一)建设项目职业病危害程度的确定,应当符合卫生部《建设项目职业病危害分类管理办法》的规定,并评估建设项目职业病危害发生的可能性及后果,确定建设项目属一般或严重职业病危害项目;
(二)预评价报告中必须对硫化氢、放射性危害做出风险评价,并充分考虑噪音、化学危险品、高温等对作业人员的危害。
第二十五条职业卫生技术服务机构出具的建设项目职业病危害控制效果评价报告书,应当针对深海石油作业的特点,提出符合职业卫生法律法规、标准和技术规范的要求和建议,并写明下列事项:
(一)建设项目的职业病危害程度,职业病防护设施的运行情况及效果;
(二)职业病危害及其事故的防范原则、防范措施以及安全操作程序和人员培训;
(三)建设项目投入使用后的日常监督和检测实施方案。
第二十六条海卫办监督管理深海石油作业职业病防治活动,履行下列职责:
(一)负责组织起草深海石油作业职业卫生管理规定及相关标准,报卫生部审查同意后,纳入国家职业卫生立法及标准体系;
(二)负责对深海石油作业用人单位职业病防治的监督管理;
(三)负责对深海石油作业新建、改建、扩建项目的职业病危害预评价报告、控制效果评价报告和严重职业病危害项目的防护设施设计的初步审查,经审查后,报卫生部审批;
(四)负责接受深海石油作业用人单位的职业病危害项目申报及管理工作,并按规定向国家行政主管部门报告;
(五)负责组织深海石油作业用人单位职业卫生法规、规范及标准的宣传培训工作;
(六)负责深海石油作业用人单位职业病病人或疑似职业病病人的报告及统计工作,并按规定向卫生部报告;
(七)完成卫生部交办的其他工作。
第二十七条根据工作需要海卫办可设立地区职业卫生监督管理机构,监督管理机构履行下列职责:
(一)用人单位职业病防治各项规章制度建立情况的监督检查;
(二)用人单位职业卫生培训情况的监督检查;
(三)职业病危害防护设施使用和维护情况的监督检查;
(四)职业病危害检测和职业健康监护工作情况的监督检查;
(五)建设项目职业病危害预评价、控制效果评价及职业病防护设施“三同时”执行情况的监督检查;
(六)用人单位职业禁忌和职业病患者的处理情况的监督检查;
(七)每季度向海卫办报告职业卫生监督检查的情况;
(八)当所在辖区用人单位发生职业病危害事故时,应当立即采取应急救援和控制措施,并及时向海卫办报告,协助海卫办进行调查处理;
(九)完成海卫办交办的其他工作。
第二十八条海卫办及所属的监督管理机构在执行任务时,有权采取下列措施:
(一)进入被检查单位和职业病危害现场,了解情况,调查取证,要求派人协助工作;
(二)对违反职业病防治法律、法规的用人单位提出整改要求;
(三)发现危及劳动者健康的重大职业病危害,有权通知现场负责人立即采取防护措施或暂停作业;
(四)控制职业病危害事故的现场,封存造成职业病危害事故或者可能导致职业病危害事故发生的材料和设备。
第二十九条用人单位违反《职业病防治法》及有关法规、规章及本办法规定的,由海卫办按照有关规定予以处罚。
第三十条本办法自2005年4月1日起施行。