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开采一块油气田,是一定要先开采天然气,然后才能开采石油吗?

 pgl147258 2015-03-20

【寒木钓萌的回答(32票)】:

不是,采油的同时往往伴随者天然气,因为因地质条件的不同天然气往往溶解在原油里。在采出原油的同时,压力、温度会下降,天然气会析出,这时就需要通过多级分离器,利用物理或化学的方法将它们分离开来。在一些地质条件较好的油藏,原油上方存在气顶,这有利于原油的开采,以为在地下天然气被压缩,有较大的能量,可以利用气体把原油压上来(如自喷井),这样容易获得较高的产量和稳定生产,更经济一些。

【tianbill的回答(28票)】:

恰恰相反,往往为了利用天然气的弹性能量,反而不会在气层射孔开采(避射)。

Neon Yasushi说的其实很对,但是可能没时间详细回答题主的问题。那小的我就说一下吧,其实这是一个很基础的问题,学习石油工程的同学应该都可较好的解释。

首先开发和开采是两个不同的概念(分为油气田开发和油气田开采方向),一般认为开发指的是从油气从地层渗流到井筒(油井)的过程,而开采指的是从井筒底部(井底)流到井口分离器的过程,分离器之前属于石油工程专业的范畴(我),再之后就是储运工程同学的专长了(我媳妇)。开发方式是指把原油从地层深处驱动到井底(近似水平流动)的能量来源,因此,也叫做驱动方式。若驱动原油的能量来自于天然的弹性能量,则叫做弹性驱动或天然能量开发;若来自于注入水,则叫做水压驱动或注水开发;若来自于外注的化学物质,则叫做化学驱油,等等。开采方式或采油方式,是指把原油从井底举升到井口(近似垂向流动)的能量来源,因此,也叫举升方式。若举升原油的能量来自于原油自身的压力,则叫做自喷采油;若来自于抽油机,则叫做机械抽油(机抽);若来自于外注的气体,则叫做气举采油,等等。我想题主应该指的是开发方式。来自李传亮老师采油方式,还是开发方式?

油气田(field)有两种定义,地质学上的定义和管理学上的定义。地质学上将同一构造背景下的油藏组合称作一个油气田,如大庆的萨尔图、朝阳沟、宋芳屯等油田。每一个油田都由若干个油藏组合而成。而油藏(reservoir)是地下的一个地质体,有深度,有大小。因为一个油气田包含多种驱动方式的油气藏,每种的开发方式不同,因此我想题主最好把题目改为“开发一个油气藏,是一定要先开发天然气,然后才能开发石油吗?”虽然这有些学究,但是还是严格一些好^_^。顺便打一下母校的广告:网站首页-油气藏地质及开发工程国家重点实验室

油气藏多种多样,按照油气藏的驱动方式可以分为五类:水压驱动、弹性驱动、气压驱动(气顶)、溶解气驱动和重力驱动见下图。而其中涉及到天然气的有气顶驱动和溶解气驱动。水压驱动顾名思义主要靠天然或注入水体能量,弹性驱动主要靠流体和岩石孔隙的膨胀能量,重力驱动则是流体的重力(比如说在很厚的油藏底部射孔,靠重力流动)。天然气由于具有很好的压缩性(气体的压缩性都高于液体,想想水枪和气枪的区别)因此如果油气藏中存在自由气,也就气顶一般就要充分利用气顶的弹性能开发,因此为了利用天然气的弹性能量,反而不会在气层射孔开采(避射)。

题主可能会认为油井采出天然气就会认为油藏有气顶,这种误区对于非专业人士很正常,但是专业题主可能会认为油井采出天然气就会认为油藏有气顶,这种误区对于非专业人士很正常,但是专业

的同学其实知道油气的地面状态和地下是不同的,地下(in-situ)压力和温度都比地面高(一至几十兆帕不等)。这就涉及到了油气藏流体的高压物性参数,在高压高温下地面出现的天然气其实在地下是溶解在原油中的。随着压力降低会溢出或析出溶解气,这样会很大的增加原油的粘度,对开发不利,但同时也会依靠压缩性提供一定的驱动能量这对开发有利,因此人们往往寻求一个平衡,控制压力,防止天然气大量的放出但又可以利用其弹性能。

如果是纯气藏更是如此,根本不用补充能量,完全利用气体大弹性能,这也是为何仅仅在油藏开发中注水,而气藏开发一般完全利用天然能量(不注水补充能量)的原因(一种特殊的气藏,凝析气藏除外)。

【苏鑫的回答(18票)】:

如果是这样,就没必要研究物质平衡方程了。油田的开采一定会伴随着天然气,有气顶形态的,也有随着底层压力下降从石油中析出来的。关于开采顺序的问题,我觉得应该看油藏适合哪种驱动方式,如果保持压力开采别采取了一定的提采措施,比如压裂或注高温蒸汽,那还真不一定是气先出来。现在我们国家已经明确规定一块新投产的油田,要早期注水,保压,增加稳产时间

【万可的回答(5票)】:

当然不是。相反,如果有天然气(如气顶),往往先采油,否则地层压力下降了之后,原油进入气顶区域,这部分原油几乎没法采出。可以去了解一下相关专业知识吧

【林阿林的回答(8票)】:

不一定要先采天然气再采油。

在深深的地下,高压下的天然气是溶解在原油里、渗透在岩石的孔隙中的。

在抽油的过程中,随着压力的降低,天然气会析出,这时就可以分离油气,分别进行不同的处理。

【PhilippeS的回答(4票)】:

给各位技术帝补充下,油气一般并存,所以为了拿到政府的批准来采油(卖大钱),需要找到政府能接受的气的处置方案。

现在即使非洲国家也很少允许直接点了(flaring),在发展中国家常见做法是开采并低价(or免费)提供给政府,也是一种商业的平衡吧。

挖到深海大油田,伴生大量气,公司都会悲喜交加吧,比起油走起装船卖钱,气还要搭管线输送到岸上,赔钱买卖啊,喀麦隆前几年就出了这样的资产,现在还在僵持呢。

当然现在液化天然气发展迅速,大气田也是香饽饽,比如滚烫的坦桑尼亚莫桑比克~

【楊琳的回答(4票)】:

油田中最典型的分层结构是上气中油下水(当然不典型的情况更多:譬如如果密封的岩层断裂可能天然气会跑掉;如果地层太深,可能只有天然气而没石油)。开采的时候因为压强的原因是先采油,但是采出来的往往是油气水的混合物;为了获取足够的压强,天然气和水还会从另外的管道注进去。@张贝所说的自喷井现在不多了,大部分都需要人工注水;中国美国很多老油井开采出来的液体里面水可以达到总体积的90%。

随着压强和温度的不同,油也有长链短链之分。@王博涵所说的天然气溶于石油是一种情况,另一种情况是像丁烷等气体在高压下本身就是液态;因此采1桶油水混合物顺带出标准情况下半立方米的天然气是很常见的事。重新注入的天然气除了保持油井的压强意外,如果在采油管附近释放, 还可以提高油的传输速度。

对于以沥青为主的非主流油矿,通常是先进行热分解再输送到地面,中间也会伴有少量裂解气体。

油气开采是一个行业而不是一个学科,所以当时教过我的教授都是十几年至三十几年的从业人员(Prof Loh曾经参与过设计多相位油泵,Prof Birnie还开着一个小公司;另外还有个Prof Loth主导了1975年世界第一个subsea系统的安装,还有个是flow assurance方面的专家)。 @Neon Yasushi所说的专业书籍不太好找,像《石油工程岩石力学基础》这种书太学究而不适合入门。除了必要的力学地质学等基础知识以外,我认为最有效的方式就是去看行业杂志以获取最新的信息(遇到不懂的就去Wikipedia)。我常去的网站有这几个:World Oil - Upstream NewsOffshore EngineerHome | Oil Online

【知乎用户的回答(1票)】:

这个要看情况,天然气不仅仅是一种矿藏,也是油气藏天然排驱能量,如在一些特定的稠油油藏中,溶解气为稠油冷采的主要动力,采收率能够达到20%。

【NeonYasushi的回答(1票)】:

不是。有的有油,气少;有的就是气藏。如果油气都有,往往或者先采油后采气,或者油气同时开采(天然气作为伴生产物);楼主所说的先采气后采油,从个人这么长工作时间来看,比较新奇。

另说句可能不礼貌的话:我觉得题主能问出这样的问题,别人怎么回答都是没有意义的。如果你反对我这句话或有志于这一行业,可阅读一些相关书籍,你会发现这是最最最浅显的知识,在知乎上问的话……好吧我不说了请包涵

【卢明的回答(2票)】:

看了一下各位的答案,写的都很好,针对专业性而言,我觉得需要再补充一下。

在实际的矿场生产过程中,油井可能采用不同的工作制度,或以定产量生产(大多数油井采用这种方式),或以定定井底流压生产,井的工作制度不同,则地层压力的变化规律也就不同。在油田开采过程中,油藏的外边界条件有可能不同,或是封闭边界或是定压(有供给)边界,或是无穷大边界,还可能是混合边界,外边界条件不同,会导致地层压力的变化规律不相同。

在油田开采初期(假设采用的是定产量生产,没有能量补充的封闭边界,无气顶和底水),地层压力高于饱和压力,开采方式主要就是依靠原油和岩石的弹性能量,称为“弹性驱动方式”。随着开采的进行,地层压力不断下降,流体体积膨胀,从而从地层中排出流体。 接着在井底附近压力下降到天然气溶解的饱和压力时,会有部分溶解气分离,在压力作用下发生膨胀,占据更多的岩石孔隙,将油驱出,从而在全油藏出现油气两相渗流,此时,油藏处于溶解气驱开采阶段。在溶解气驱开采方式下,油藏内油气分布不同于气驱油藏,即在油藏中同时存在油气两相渗流。溶解气驱的采收率很低,约为5%~15%,一般来说,油藏不宜全过程采用这种开采方式,但在开发过程的某一阶段,有时会采用这种方式(例如油藏原始地层压力低于或接近原油饱和压力,油藏无能量供给,渗透性较差且不宜注水,可以采用这种方式)。

【知乎用户的回答(1票)】:

有油的话,谁希望有气……

【AlexAn的回答(0票)】:

先采油,天然气在浓度和高压强环境中是比较危险的。听说过一起隧道天然气事故,简单来说就是隧道做了炮筒,盾构设备做了炮弹,当者立毙

【石二少的回答(0票)】:

三相流混输是现在油气输送的一个发展方向,油气水混输到处理站,经过三相分离器进行分离

原文地址:知乎

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