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主题:【原创】石油杂谈(0) -- 奔波儿

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    • 家园 好文!花一朵。

    • 家园 【原创】石油杂谈(2)----我钻,我钻,我钻钻钻

      说起石油开采,早起的人们主要通过地表的“油苗”来寻找油田。由于大地并非铁板一块,存在着大大小小的断裂,从地底一直延伸到地表。由于油比水轻,在浮力作用下自然就会慢慢渗透到地表。人们最初就是找到油苗,然后拿铲子镢头一通挖,运气好的话,一口油井就刨来了。

      但问题是,靠油这么慢慢渗到浅处,速度太慢。这刨油坑,土方作业太大,而且可能刨半天啥也刨不出来,得不偿失,于是人们集中于一点,开始钻井。说起钻井,这回该俺们老祖先发言了。据文献记载,早在公元347年,咱们自贡这儿就开始树立起井架,将盐水从地下提取出来,熬制成闻名天下的井盐。在钻井的时候,人们发现顺着管道有气体溢出,点燃以后火力还挺旺,干脆就用竹管子把这些气引到熬盐的大锅那儿,这气体就是以甲烷(CH4)为主的天然气,属于石油气化后的产物。自贡的这种井架在当地叫“天车”,人们是以“堆积木”式的方法,把数千根杉木层层往上累叠,用篾索捆扎而成。没有地基,地面是用篾绳作拉式支撑,一般有数十米高,最高的“天车”有113米,形如通天高塔,气势磅礴(怀疑受到侗寨鼓楼的影响)。为了把井钻的更深,自贡人发明了冲击式锉钻凿技术,比欧美人早了四百多年。依靠这一技术,世界第一口超千米深井——燊海井(1001.42米)于1835年在自贡凿成。这时候,欧美人还在那儿刨油坑呢。

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      13年之后,也就是1848年,俄国工程师F.N. Semyenov在现今阿塞拜疆首都---巴库树立起鬼子们的第一口油井。由于埋深潜,品质好,包括瑞典诺贝尔兄弟在内的各国资本蜂聚巴库,一时间,井架如林。在19世纪中期,世界上百分之九十的石油都产自现今阿塞拜疆的首都巴库。1854年,波兰人Ignacy Lukasiewicz在Bóbrka树立起欧洲的第一口油井;1858年,在加拿大安大略省立起了北美的第一口油井。由于当时鬼子们还没有掌握冲钻技术,基本上还是以刨为主(有点象洛阳铲),因此油井都不深,能有个二三十米就了不得了。

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      当时,在宾夕法利亚州的Titusville有一条小河叫做石油溪(Oil Creek),人们通过溪水中时常漂起的油花推断此处有油,但要想钻出来却没那么容易。由于地下水位高,钻下去没多深,井壁就坍塌了。1859年,石油工业史上的Edwin Drake上校(1819~1880)闪亮登场了。他用的方法就是先往土中打一个铁管,然后把铁管中的土刨出来,这样井就不会塌了,另外他还运来了蒸汽机,用来带动钻头。这种套铁管和机器钻井的办法,奠定了现代钻井的基本样式。当井打到10米的时候,碰到了基岩,再往下异常艰难,一天顶多就打1米深。眼看着钱花得飞快,可油还遥遥无期,Drake的合伙人都耐不住性子,准备撤资了。但Drake牛脾气犯了,报着不见石油部撒手的念头继续打,在钻到69.5英尺(21米)的时候,基岩终于被打穿,出油了!接着,Drake又发明了用手泵提取石油的技术,这就是现代“磕头机”的雏形。Drake的井虽然在深度上与燊海井根本无法相提并论,产油量也不多,但他开创了现代钻井的先河,解决了很多技术上的难题。可惜,Drake没有为自己的技术申请专利,结果别人盗版了他的技术,钻出一口又一口日进斗金的油井,而他自己却因为在一次石油投机生意中破产,最终穷困潦倒,郁郁而亡。

      在Drake的油井钻成之前,人们一般钻到基岩打不下去,就认为此处是个干井,立马换地方。但Drake的成功告诉给了人们一个启示,那就是钻透岩石,下面就可能有大油田。可石头这东西对常规钻头的磨损实在厉害,往往打不多深,钻头就损毁了。自然界中什么最硬?钻石!惯于异想天开且敢想敢干的米国人的代表们Bone、Morris和Eaton等人在钻头前端镶上了巴西钻石,这一钻下去,穿石头就像穿豆腐一样,果然是效率倍增。

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      19世纪末到二十世纪初,内燃机技术逐渐成熟,取代了蒸汽机。内燃机是要烧油的,对石油的需求量猛增。以美国为例,1859年,美国的石油产量是2000桶,到1899年,则上升到五千七百万桶,到1906年则达到1.2亿桶。石油作为“工业血液”的地位因此确立,石油工业从此进入大发展时期。

      1902年,Rotary Drilling(旋转式钻井)技术首先在美国加州的Coalinga出现;虽然这第一口井以失败告终,但这一技术大大提高了钻井效率,钻井深度的记录被一次次打破。1930年,一口9629英尺(近3000米)深井在加州的Kern郡钻成;1943年,同样是在Kern郡的South Coles Levee,钻井深度达到16,246英尺(4952米);次年,在临近的North Coles Levee,深度达到17,895英尺(5454米)。

      迄今为止,人类钻的最深的一口井位于俄罗斯贝加尔湖的克拉半岛,深度达到了12262米。但这口井与石油无关,是纯用于地学研究的。

      现代钻井技术发展何如呢?人们不但能向下钻,还能横着钻,拐着弯钻。由于俺学识有限,此处就不多谈,还是藏个拙,贴一张钻井一览图吧。

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      主要参考站点:

      www.petroleumhistory.org

      www.geocities.com/mudsmeller/history.html

      www.wikipedia.org

      元宝推荐:黄河故人,
      • 家园 哈哈,踩出石油了。谢奔波儿好文。

        恭喜:你意外获得【西西河通宝】一枚

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      • 家园 花一个!
      • 家园 有趣。最后一张图更象是石油开采平台

        从右向左依次是:陆上导管架、近海重力式平台、浅海导管架平台、深水半潜式平台、深水和极深水的FPSO。

        • 家园 FPSO - 浮动式集油储油卸油

          在距尼日尔河三角洲较远的海上,石油生产要安全一些。从去年以来,壳牌石油公司从它的巨大的邦加油田(Bonga)开采石油。这个油田在3,200英尺深的水下,投资36亿美元。这个油田现在日产石油20万桶以上。它采用的是一种高技术生产设备,这种设备名叫“浮动生产、储存和装运船”,英文缩写为FPSO。

            FPSO看起来像油轮,它的舱内能够容纳200万桶石油。但它的主要作用是将石油转移到油轮上,而不是将原油用管道输送到岸上的储油库。石油分析家认为,在邦加油田和其他深水油田的石油采用的这种装卸方式,是石油从7月份每桶高达78美元,下降到每桶60美元以下的原因之一。

            石油公司采用这种生产和运输方式获利丰厚。FPSO为石油公司节约了数十亿美元的建设基础设施的费用,节省了大量的建设时间。在尼日利亚局势不稳定的情况下,采用这种生产和运输方式意义更加重大。负责管理邦加油田的壳牌石油公司经理约翰·斯塔布斯说:“FPSO为我们提供了极大的灵活性”。

            石油工业专家伍德·麦肯齐说,FPSO装置现在分布于巴西、西非和东南亚沿海,提取石油的数量,从5年前的每天150万桶,上升到目前的每天500万桶以上。

            在海上装载数百万桶原油,增加了石油污染和其他类别污染的风险,但石油公司不可能放慢FPSO装置的增长速度。业界咨询单位道格拉斯—威斯特伍德有限公司说,在过去的5年内,由于更多的石油生产从近海转移到远海,世界上这种“浮动生产、储存和装运船”的数量增加了一倍,达到113艘。到2011年将再建成83艘,预期为韩国和日本的船舶制造商增加收入260亿美元。

            FPSO装置的造价达数亿美元,有3个足球场那样长。这种庞然大物用拖船从造船厂拖到海上油田所在地。一般由100名员工管理,员工工作一个月,上岸休息一个月。埃克森美孚公司的深水油田开发负责人迈克尔·弗林说:“我们称这种装置为‘超级船’,它就像一座小城市”。

            埃克森美孚公司有时用较小的FPSO设备在油田启动生产,直到能够建设正式的基础设施。按照一个被称为“设计一个,建设三个”的计划,埃克森美孚公司为在西非的油田订购了3个FPSO。石油公司为建设西非油田花费了100亿美元,但这些油田每天共生产70万桶石油,接近世界石油需求的1%。

            在世界上,还有可能使用这种“浮动工厂”的地方是墨西哥湾。这里已经有大规模的管道基础设施。但事情可能发生变化,戴文能源公司(Devon Energy Corp.)与雪佛龙石油公司前不久宣布,在墨西哥湾发现了巨大的深水油田。他们可能使用FPSO装置。

            如果遇到狂风怎么办?在中国和越南沿海,由康菲石油公司(Cono-co-Phillips)经营的FPSO装置转移位置,将台风季节的风浪影响降到最低限度。如果情况恶化,他们还能与海底的油井分离,由拖船拖离原地。在墨西哥湾经营的石油公司认为,利用FPSO装置可能比单一依靠管道设施更好。去年,墨西哥湾的管道设施受到飓风的严重破坏。

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      • 家园 两个BUGS

        1、“基岩”的叫法不对,应该是“坚硬岩石”。基岩在地质学上有另外的意思。

        2、北美的第一口油井钻于1817年的OHIO,跟四川的井一样,其本意是盐,没想到打成了油井。

    • 家园 【原创】石油杂谈(1)--谁是No. 1 ?

      石油,在拉丁文和英语中的正规写法都是“petroleum”,“petro”是“石头”的意思,而“oleum”则是“油”的意思。中国的古籍中,“石油”一词最早出于北宋沈括的《梦溪笔谈》。石油的基本组成是烷烃(Cn H2n+2),遇氧燃烧后,生成二氧化碳和水。

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      谁是最早发现石油的人?维基百科上中文版的“石油”页面上写的是“最早钻油的是中国人,最早的油井是4世纪或者更早出现的。中国人使用固定在竹竿一端的钻头钻井,其深度可达約一千米。他们焚烧石油来蒸发盐卤制食盐。10世纪时他们使用竹竿做的管道来连接油井和盐井......”。不知作者是从何处得出的这个结论?这里所说的“油井”准确的说应该是“气井”,也就是四川自贡那儿的天然气井,天然气虽然和石油相关,但毕竟不是石油,这段文字很成问题。中国古代产油的地方在西北,但真正控制中国西北始自汉武帝(前156年---前87年)时期。

      关于石油的运用,最早的应该是古埃及人。Mummy(木乃伊)一词,在古波斯语和阿拉伯语中就是“沥青”的意思。古埃及人在制作木乃伊时,运用沥青对尸体做防腐防水处理。在发掘出的古埃及木船上,人们还发现,沥青被用于作为船板缝隙的粘合剂。在凯撒时代的古希腊历史学家Diodorus在其游记中曾经记载了,死海地区的居民从死海中搜集漂在海面的沥青,然后贩卖到埃及。

      作为四大文明古国之一的巴比伦,则很早就利用沥青修建房屋和铺设路面。相关文字记录,可以在古希腊历史学家希罗多德(Herodotus,前484年--前425年)的见闻中发现。

      古时的人们在发现渗出地表的石油时,一般是用来取暖和照明,或者将其副产品沥青用于生产生活。总的说来,用处还不是很广。真正推动石油成为“工业血液”的人,是波兰化学家Ignacy Lukasiewicz(1822--1882)。他在1852年,发明了从石油中提炼煤油的技术。相对于当时常用的照明用油----鲸鱼的脂油,煤油价格便宜,烟少,因此广受欢迎。1853年7月31日,Lukasiewicz发明了轻便实用的煤油灯,使其城市和家庭的照明用灯,这一天因此成为现代石油工业的起点。

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      1854年,Lukasiewicz在波兰和斯诺文尼亚边境附近的Bóbrka开发第一处油田,该油田一直到现在还在出油。1856年,他在Jaslo附近的Ulaszowice建立了第一个炼油厂。

      作为现代石油工业之父,Lukasiewicz大发其财,成为当时靠知识发财的第一人。

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