1樓:再見超越
海底石油是怎樣開採出來的
地球上可供人類開採使用的石油大約有3000億噸,其中1350億噸深埋在海底岩層中。20世紀中葉,海上石油平臺剛剛建起,便成為勘探和開採海底石油最重要的海上能源站。
a 鹽丘裡的寶藏
在海上找石油,是要碰運氣的。
早在2023年,美國一家小公司,就開始在亞拉巴馬州的墨貝爾灣進行勘探,但他們沒有發現值得鑽探、開採的東西。
那麼,怎麼才能確定這裡有沒有石油呢?根據經驗,地質學家會先參考該區的地質構成圖。對於石油勘探者來說,關鍵就在於沉積物下面有沒有鹽丘狀的結構。
所謂鹽丘,就是鹽受到擠壓,在地表形成的硬塊,石油和天然氣就被包裹在鹽丘內部的各層之間。
在找到鹽丘後,探測人員就要採用權威的爆破法進行探測了。他們對鹽丘實施小型爆破,記錄聲波返回所用的時間。爆破法幫助他們提前瞭解了岩床的大致情況,但是無法徹底揭開它的神祕面紗——鹽丘裡到底都有什麼東西,沙子、頁岩、石灰石還是石油?
想弄清楚鹽丘內部物質成分的唯一辦法,就是在這兒放上起重機,開始打井。即使是這樣,一口探井能夠發現石油或天然氣的機率僅為13%。
在陸地勘探中,一旦石油公司租賃了適宜開採石油的土地,工作隊就會馬上組建,起重機負責把管子吊在準備打井的地方,一個類似人的牙齒一樣的鑽頭被接在第一根管子的前端,準備就緒之後,起重機底部的發動機通過轉動那根管子,使它插入地下,這個過程叫“鑽井”。而海洋勘探與此類似。
隨著井越鑽越深,工作人員開始接上新的管子,並向管子裡灌一種俗稱“泥漿”的化學混合物作為鑽井液來清理鑽頭,並移走打井產生的廢物。同時,一個金屬殼將會插進鑽井管和井壁之間,圓柱形的石油和岩石樣本將被取出來並進行分析,這個樣本被稱為“礦樣”。
b 海上作業模式初定
2023年在路易斯安那州,木蘭石油公司開始進行水下勘探。他們首先在距離岸邊16公里的地方發現了一個有可能開採出石油的勘探點。隨後,他們花了兩個月時間,在淺水裡打了35米的樁,然後搭建了一個固定的平臺,這個平臺的高度比漲潮時的最高水位還高3.
5米。然後,碼頭上的工人們每天坐著蒸汽船來到平臺上,勘探工人們拖來了一臺普通起重機,並把它安放在鑽井平臺上。為了讓它們既不任意漂浮,又不完全固定,工程人員把鑽機、深海碼頭和運輸船結合在一起使用。
如此一來,建在水上的勘探平臺像是湖裡的船塢,打樁機被運到指定地點開始打樁,木製的平臺被釘在恰當的位置上,平臺中間還為鑽桿留了個洞。運輸船把起重機運來,工人們把它安放在那個預留孔的上方。所有這些步驟的執行都很嚴格,唯一能夠移動的是停靠在勘探平臺邊上的運輸船,它為抽泥泵、管子架和工作人員提供“安身”之處。
這樣,一個具有現代石油開採意義的海上平臺搭建起來了。
不過,在這個過程中要克服一個最大的障礙,確保平臺始終在海底鬆軟的泥沙上保持水平狀態。而海底淤泥平均有10米厚,因此打樁至少要打到海底以下15米的深度。有時,一根鋼樁甚至要打到45米深才能固定住。
但還是會發生意外,2023年2月23目,一位工作人員正在小心地操縱著吊車,想要把鑽探裝置從運輸船轉移到平臺上,這時吊鉤斷裂了,價值5.5萬美元的裝置沉入了大海。
c 第一桶海底石油
事實上,除了鑽井平臺,海上鑽井與陸地鑽井有諸多相似之處:把許多鋼管連線在一起,掛在起重機上,鋼管的前端是一個大金屬鑽頭,專門用來穿透不同硬度的岩石。當鑽探人員在比較堅硬的岩層打孔時,如果鑽頭磨損了,那麼所有的裝置都提起來,這樣才能換上新鑽頭。
因此,海上的工作是十分單調的,頻繁地把一根管子接到另一根管子上。鑽探平臺上,像塔一樣高的起重機通過繩索把長長的管子向上拖起,一組工人把新的管子接上去,使連線後的管子長度能夠到達海底。
鑽探工作隊裡都會有一位經驗豐富的鑽井液工程師:他主要負責估測鑽探管子裡濃稠的清潔劑的流度。這項工作至關重要,就好像人體通過血液迴圈來運送氧氣一樣。
鑽井液通過管子流向鑽頭,再在鑽孔、管子間回流出來。鑽井液既可以清潔鑽頭,又能給它降溫,還能把已經鑽成粉末的岩石碎末和石油運送到水面上來。而且,鑽井液還把海底下的資訊帶到地面,鑽井液裡含有什麼物質、不含什麼都要仔細地監控、分析。
全世界第一次真正從海底開採出石油的日子,是2023年11月的一天。那天,當鑽頭打到530米時,奇蹟發生了,一個工人看見了濃稠的墨綠色液體流進了儲存鑽井液的深坑裡。當時,這些石油每桶賣了2.
65美元。此後,工程師們還為輸送石油找到了一個好辦法,在海床以下2米深的地方鋪設海地管線。
d 平臺上的生活
每個海上鑽井平臺至少需要25人才能夠運轉起來:包括兩組鑽井工人,6個人一組,兩組交替工作,每半天輪換一次;1名專職地質學家對礦樣進行評估;4名海員、4名廚師、2名工具維護人員以及1位鑽井液工程師和1名勘探隊負責人。一個新的工作線就這樣形成了,海上工作人員和陸地上不同,他們不是早出晚歸的工作模式:
工人們每天在鑽井平臺上辛苦工作12小時,連續工作7天,之後就可以放假7天,他們可以利用假期去岸上放鬆,然後再回到海上。
因為工作漫長而又枯燥,海上生活的唯一調劑就是吃頓好飯。石油公司從來不在吃上節約開支。不過很顯然,海上石油工人的食物裡唯一沒有的就是酒。
由於日常工作的危險性,這使石油公司在很早就禁止任何含有酒精的飲品出現在鑽井平臺。這條禁令被嚴格執行,一旦有人違反,就會被立即遣送回岸上。
在鑽井平臺上,吸菸也被絕對禁止,尤其是在靠近鑽探孔的地方,當**快要抽出來時,鑽孔附近會繚繞著一些天然氣。因此,哪怕是一點點火星都會要了全隊人的命。
不僅如此,海上勘探隊還生活在**的恐慌之中,一旦石油或者天然氣在高壓下發生噴冒,可能就會從鑽孔中急湧而出,有時力量巨大到足以摧毀整個鑽探平臺。鑽探平臺離陸地越遠,發生這種井噴的危險係數就越大。從2023年到2023年之間,世界上有23個鑽井平臺毀於井噴,這使得投保率幾乎翻了一倍。
為此,人們發明了一種能夠放在油井附近的監控裝置,一旦有緊急情況發生,它會自動卸掉從井中溢位的壓力,這就是防爆器,它成為預防井噴的必備之物。
e 移動的鑽探平臺
20世紀50年代早期,由於打一口新井必須要搭建鑽井平臺,勘探結束後還要拆除,這項高額費用使海上石油勘探的發展速度減慢。為此,一個美國海軍退役士兵拉伯德靈機一動:能不能找到一種方法把固定的鑽探平臺整體挪走,讓整套裝置從一個勘探點漂浮到另一個勘探點?
拉伯德曾於二戰期間在美國海軍服役,所以他對駁船十分熟悉,他想用駁船來運輸鑽探平臺。在運輸過程中,駁船起到船體的作用,把鑽探平臺放到駁船上面。當運送到目的地時,駁船就充滿水,沉到水下,把鑽探平臺固定在適當的位置上。
當鑽探工作完成之後,用電泵將駁船內的水抽淨,重新起到運輸作用。拉伯德的革新,一經推出就大受好評。
此後,隨著技術的革新,還出現了能夠停泊在深水區的半潛式鑽探平臺。這種鑽探平臺能夠潛入水面以下15米深,然後把錨插入海底,再用繩子把錨和鑽探平臺系在一起,這樣就可以把它固定在指定位置了,就像我們在陸地上用繩子和木樁固定帳篷一樣。
現在最常用的鑽探平臺被稱為“自升式塔臺”。自升式塔臺被拖到指定位置之後,它就開始發揮駁船的作用,潛入水中,它的樁腿開始向下伸,直到海底,這些樁腿把平臺固定在那兒,然後鑽探平臺再自動向上升起,一直升到海面以上的安全工作高度。當鑽探工作結束時,鑽探平臺就和鑽孔脫離(鑽孔要用混凝土封上),浮於海面,被拖往下一勘探地。
由於採用了自升式鑽塔,深水區鑽井開始發展起來,從前樁腿只能插到海底40米,而現在,常常冒險插到90米的深度。
2樓:地球之眼
藏在海底深處的石油,是怎麼開採出來的呢?今天算長見識了
3樓:科學普及交流
在海上打油井。
人不用到海底去。
海底石油的開採
4樓:
海底石油的生產過程一般分為勘探和開採兩個階段。海上勘探原理和方法與陸地上勘探基本相同,也分普查和詳兩個步驟。其方法是以地球物理勘探法和鑽井勘探法為主,其任務是探明油氣藏的構造、含油麵積和儲量。
變查是從地質調查研究入手,主要通過**、重力和磁力調查法尋找油氣構造。在普查的基礎上,運用地球物理勘探分析瞭解海底地下岩層的分佈、地質構造的型別、油氣圈閉的情況確定勘探井井位。然後,採用鑽井勘探法直接取得地質資料,分析評價價和確定該地質構造是否含油、含油量及開採價值。
海底石油的開採過程包括鑽生產井、採油氣、集中、處理、貯存及輸送等環節。海上石油生產與陸地上石油生產所不同的是要求海上油氣生產裝置體積小、重量輕、高效可靠、自動化程度高、佈置集中緊湊。一個全海式的生產處理系統包括:
油氣計量、油氣分離穩定、**和天然氣淨化處理、輕質油**、汙水處理、注水和注氣系統、機械採油、天然氣壓縮、火炬系統、貯油及外輸系統等。
供海上鑽生產井和開採油氣的工程措施主要有:①人工島,多用於近岸淺水中,較經濟。②固定式採油氣平臺,其形式有樁式平臺(如導管架平臺)、拉索塔式平臺、重力式平臺(鋼筋混凝土重力式平臺、鋼筋混凝土結構混合的重力式平臺)。
③浮式採油氣平臺:其形式又分:a.
可遷移式平臺(又稱活動式平臺),如坐底式平臺(也稱沉浮式平臺)、自升式平臺、半潛式平臺和船式平臺(即鑽井船)。b.不遷移的浮式平臺,如張力式平臺、鉸接式平臺。
④海底採油裝置:採用鑽水下井口的辦法,將井口安裝在海底,開採出的油氣用管線直接送往陸上或輸入海底集油氣設施。
供開採生產的油氣集中、處理、轉輸、貯存和外運的工程設施:①裝有集油氣、處理、計量以及動力和壓縮裝置的平臺。②貯油設施,包括海上儲油池、儲油罐和儲油船。
③海底輸油氣管線。④油氣外運碼頭,包括單點繫泊裝置和常規的海上碼頭(有固定式和浮式兩種)。
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