地球物理概論

地球物理概論第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日第一部分：油氣開發(fā)與鉆探第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.1什么是石油，什么是天然氣? 石油和天然氣是儲存在地層中的物質(zhì)它們是從分解的動(dòng)植物殘骸演變而來科學(xué)家們認(rèn)為石油是這樣形成的： 很久很久以前死亡的動(dòng)植物被厚厚的沉積物緩慢掩埋。經(jīng)過很長的時(shí)間，在一定的壓力和溫度下，這些有機(jī)物轉(zhuǎn)變成立今天人們發(fā)現(xiàn)的石油。 (例如：現(xiàn)在人們能夠用某些廢棄物生成沼氣)第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日自然狀態(tài)下的石油有的粘稠，有的稀薄。顏色有黑的，也有淺顏色的。很多其他材料也來自于石油產(chǎn)品:塑料織布的材料(例如:聚酯纖維)日用化學(xué)品染料關(guān)于油氣我們還需要知道些什么？

通過提煉，石油可以制成很多產(chǎn)品:發(fā)電廠用的燃料輕型車用的汽油卡車和火車用的柴油飛機(jī)用的航空汽油房屋取暖用的燃料油第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日你知道石油中含有天然氣嗎？天然氣在石油里處于溶解狀態(tài)，就像汽水中溶解的發(fā)出嘶嘶響聲的二氧化碳一樣當(dāng)石油被開采出來的時(shí)候，一些天然氣也隨著石油被采出來。

一桶石油可能含有1~10,000立方英尺的天然氣，含量的多少取決于油藏的類型。一桶油中的氣體可以裝滿你的整個(gè)房子！第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.2哪里可以找到石油和天然氣?第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日有的人認(rèn)為石油在一個(gè)地下的大池子里.實(shí)際上，大多數(shù)油是嵌在巖石顆粒和沙子之間很小的孔隙里。大多數(shù)這樣的孔隙肉眼是看不到的。第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日那么我們?nèi)绾握业接杏偷膸r層呢?

油氣是在地層中天然的圈閉構(gòu)造中發(fā)現(xiàn)的。

這些油氣圈閉構(gòu)造由穹頂或斷層組成。非滲透性的巖石覆蓋在構(gòu)造頂部防止油氣逃逸到地表。非滲透性的巖石是指流體不能穿越的巖石。沒有這樣的油氣圈閉構(gòu)造，油氣就會向地表移動(dòng)，最終揮發(fā)掉。第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日油這是一個(gè)穹頂型油藏的例子:這是阻止油氣向上流動(dòng)的非滲透性巖石層。注意下面的水層，它防止了油向下逃逸。你知道為什么嗎？水第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日氣這是一個(gè)氣藏的例子和前面的例子一樣，非滲透性的巖層阻止了氣體的逃逸水第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日氣這是一個(gè)有氣頂?shù)挠筒氐睦佑蜑槭裁次覀円僭O(shè)氣體在頂部?水第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日我們?nèi)绾握业竭@些油藏呢?地球物理學(xué)家通過油藏反射的聲波找到它們，計(jì)錄聲波反射回來的時(shí)間計(jì)算機(jī)處理這些數(shù)據(jù)，構(gòu)造出地下巖層系統(tǒng)的圖像Gas油聲源接收器t=1sect=1.2sect=1.42sec第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.3發(fā)現(xiàn)了油藏之后我們該干什么????第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日我們鉆一口井進(jìn)去!!!

第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日我們用什么鉆井?第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日鉆井設(shè)備!以下是一些不同種類的鉆井設(shè)備:陸上鉆井架用于陸上鉆井鉆井船鉆井船和半潛式鉆井平臺用于水深100ft到5000+ft情況的鉆井半潛式鉆井平臺自升式鉆井平臺用于水深15ft到+/-350ft情況的鉆井內(nèi)陸駁船鉆井架用于水深8ft到30ft情況的鉆井第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日鉆井設(shè)備是什么?第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日鉆井設(shè)備:

一套可以使我們鉆入地層的特殊設(shè)備。

一套鉆井設(shè)備由很多不同的部分組成: 井架，地基，起重設(shè)備，發(fā)電機(jī)，鉆桿，鋼罐，泵，巖石碎屑處理設(shè)備，還有很多其他部件。你知道有的鉆井設(shè)備可以鉆探到地下6英里（9.7公里）深的地方嗎？那比珠穆朗瑪峰的高度還要大！第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日鉆柱鉆頭起重設(shè)備由以下部分組成:天車,游動(dòng)滑車,游動(dòng)鋼絲繩,和一個(gè)用來起降游動(dòng)鋼絲繩的絞車。井架底座井架這幅圖畫的是鉆井設(shè)備上的起重設(shè)備.這個(gè)設(shè)備被用來提升和放下鉆柱的。鉆柱是一根根10米(30ft)長的鉆桿連接起來組成的。待用鉆桿在這里，30ft長的鉆桿被一根根加到鉆柱上。這樣鉆柱不停的被加長，可以不停的朝地下鉆進(jìn)。第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日這是一幅鉆頭在巖層中鉆進(jìn)的示意圖鉆柱在地表被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)井眼底部的鉆頭旋轉(zhuǎn)。鉆頭上的“牙齒”把巖石磨成碎屑。鉆井泥漿被泵入鉆桿內(nèi)部，從鉆頭的噴嘴流入環(huán)形空間。環(huán)形空間是鉆桿和井壁之間的空間。泥漿將巖屑循環(huán)帶到地表，在那里這些巖屑被移除。

第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日3)泥漿和巖屑混在一起從環(huán)形空間向上提升，帶到地表。濾網(wǎng)5)巖屑被從泥漿中濾除，形成巖屑堆。這些巖屑將會被運(yùn)走并處理。

4)混合物通過在地表的濾網(wǎng)。1)干凈的泥漿被泵從泥漿池中抽出，注入鉆桿當(dāng)中。2)泥漿從鉆頭的流出，進(jìn)入到鉆桿和套管之間的環(huán)形空間，把鉆頭切下的巖屑向上帶出。6)干凈的泥漿透過濾網(wǎng)，回到泥漿池。鉆井泥漿循環(huán)泥漿泵第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日鉆井的工序首先用大鉆頭鉆一小段井眼然后鋼制的套管被下入井中，并用水泥固定套管的外側(cè)，防止井眼塌陷。0’200’第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日下一步，一個(gè)小一些的鉆頭在第一個(gè)套管內(nèi)部開鉆。這個(gè)鉆頭從上一個(gè)套管的底部鉆出一個(gè)新的井眼。200’0’500’然后在這個(gè)新的井眼中也下套管，并用水泥固定。第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日如前，再鉆一個(gè)更小的井眼，再下相應(yīng)的套管，防止塌陷。第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日用這種方法，井眼分段鉆進(jìn)，直到目標(biāo)儲層被鉆穿。這時(shí)候，地質(zhì)專家必須確定目標(biāo)儲層是否含有油氣。第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日他們通過對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行測井知道是否有油氣。

測井是用電纜將設(shè)備下到井下，記錄巖石的物理屬性，如電阻，孔隙度，密度，放射性，孔隙壓力等等。1.4地質(zhì)學(xué)家如何辨別地層中是否含有油氣？第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日砂頁巖粉砂巖頁巖粉砂巖白云石頁巖這是一個(gè)測井記錄圖的例子。地質(zhì)學(xué)家通過觀察測井記錄，來決定應(yīng)該繼續(xù)把井進(jìn)行完井－－如果地層有油的話，或者把井封堵拋棄－－如果地層沒有油的話。伽馬射線200’500’3000’電阻抗孔隙度看似是很好的砂巖好阻抗，可能是油氣差阻抗，可能是水差孔隙度好孔隙度差阻抗，可能是水差孔隙度差孔隙度第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日你能說出地質(zhì)專家應(yīng)該在哪一段進(jìn)行完井嗎？}這里!根據(jù)顯示，這里是很干凈的砂巖，具有很好的孔隙度和阻抗。好孔隙度好孔隙度好孔隙度伽馬射線200’500’3000’電阻抗孔隙度看似是很好的砂巖好阻抗，可能是油氣差阻抗，可能是水差孔隙度好孔隙度差阻抗，可能是水差孔隙度差孔隙度第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日如果測井結(jié)果很好，我們在生產(chǎn)層段下最后一次的套管,用水泥固定。第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日然后在井眼內(nèi)用射孔槍進(jìn)行射孔，擊穿生產(chǎn)層段部分的井壁套管。第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日在井眼里放入生產(chǎn)油管,用封隔器把生產(chǎn)層段和上部的套管空間分隔開。油管封隔器第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日最后，這口井的流體被采到地面的管線，這些管線把井和地面的生產(chǎn)設(shè)備連接起來。第三十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日地面的生產(chǎn)設(shè)備將生產(chǎn)出的流體中的油、水、氣分離分離器油水氣第三十三頁，共三十六頁，2022年，8月2