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石油矿藏开采史化

从寻找石油到利用石油,大致要经过四个主要环节,即寻找、开采、输送和加工,这四个环节一般又分别称为“石油勘探”、“油田开发”、“油气集输”和“石油炼制”。下面就这四个环节来追溯一下石油工业的发展历史。
“石油勘探”有许多方法,但地下是否有油,最终要靠钻井来证实。一个国家在钻井技术上的进步程度,往往反映了这个国家石油工业的发展状况,因此,有的国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井,以表示他们在石油工业发展上迈出了最早的一步。
“油田开发”指的是用钻井的办法证实了油气的分布范围,并且有井可以投入生产而形成一定生产规模。从这个意义上说,1821年四川富顺县自流井气田的开发是世界上最早的天然气田。
“油气集输”技术也随着油气的开发应运而生,公元1875年左右,自流井气田采用当地盛产的竹子为原料,去节打通,外用麻布缠绕涂以桐油,连接成我们现在称呼的“输气管道”,总长二、三百里,在当时的自流井地区,绵延交织的管线翻越丘陵,穿过沟涧,形成输气网络,使天然气的应用从井的附近延伸到远距离的盐灶,推动了气田的开发,使当时的天然气达到年产7000多万立方米。
至于“石油炼制”,起始的年代还要更早一些,北魏时所著的《水经注》,成书年代大约是公元512~518年,书中介绍了从石油中提炼润滑油的情况。英国科学家约瑟在有关论文中指出:“在公元十世纪,中国就已经有石油而且大量使用。由此可见,在这以前中国人就对石油进行蒸馏加工了”。说明早在公元六世纪我国就萌发了石油炼制工艺。 


石油勘探

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)

(一) 确定古湖泊古海洋的范围

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,现在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。

(二) 查明生油凹陷的位置

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。

(三) 寻找地质圈闭

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。现在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。

(四) 钻探油气田

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。至于我国东部在复盖区找油田,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。 


油田开发

通过地质勘探,发现有工业价值的油田以后,就可以着手准备开发油田的工作了。
任何一个矿藏的开发,都要讲究其经济有效性。即要能够实现投入少(即少花钱),产出多(即多采矿),最终采收率高。作为对一个油田的开发来说,讲究其有效性的目标,就是尽可能地延长油田高产稳产期,使得油田最终能采出最多的原油,有一个高的最终采收率及好的经济效果,但是实现这个目标很不容易。
由于各个油田的地质情况不同,天然能量的大小不同,以及原油的性质不同,因而对不同油田应采取什么样的开发方式?又怎样合理布置生产井的位置?油田的年产量多少为好?这些都是油田投入开发之前必须认真研究和确定的原则性问题。 
又由于油田埋藏地下,是个隐藏的实体,在开采过程中,其内部油、气、水是不断流动着、变化着的,这种流变性是其他固体矿藏所不具有的特点。因此,要有效地开发油田,就得在开发过程中,不断调整各项措施,以适应变化的情况;同时,还要不断地
改造油层,使它能朝着人们预定的、有利于开发的方向变化和发展。这是在油田开发过程中需要不断研究和解决的问题。
还由于在油田开发过程中,始终需要有能适应地下情况变化的工程技术来实现有效的开发目标。即需要有先进的采油工艺技术;先进的监测与观察技术;先进的油层改造技术和先进的管理方式来保证开发工程的实施。 

总的来说,油田开发的过程是一个不断认识、不断调整的过程,需要人们具有先进的认识方法和改造技术,才能实现对它有效开发。下面对油田开发的基本工作内容作一介绍。(具体的油田开采工艺方法后面有专题论述)

(一) 搞清油藏类型、选择开发方式,是有效开发油田的前提条件

油藏类型是决定油田开发方式的基础和依据,而开发方式不仅要适应油藏的不同特点,而且要随着开发进程的变化而变化的。因此,一个油田投入开发之前,必须认真对待这两个问题。
这里需要简单交待一下,所谓油藏就是指可以值得作为单元开发对象的含油体,可以是一个油层,也可以是一组性质近似的几个油层。一个油藏可以是一个油田,而一个油田也可以包几个油藏。例如我国的任丘油田,其下面是碳酸盐岩油藏,上还有砂岩油藏,是一个多油藏的油田。油田开发工程,一般是以油藏为单元来考虑的。因为有时同一个油田内的若干个油藏的地质条件、原油性质相差悬殊,既然是不同类型的油藏,就应该区别对待,对不同油藏应有不同的开采方式和开发井网。当然,如果几个埋藏深度相近地质条件相似的油藏,也可以采用相同的开采方式和井网一并进行,那自然是更好的,但事前必须按油藏为单元搞清地质情况。 
以含油体形态为主划分油藏类型,分为层状油藏和块状油藏。如以圈闭条件为基础划分,可分为构造油藏、地层油藏和岩性油藏。构造油藏的基本特点在于聚集油气的圈闭是由于构造运动使岩层发生变形和移位而形成的。它的类型也还可以细分,其中最主要的有背斜油藏和断层油藏。地层油藏是指因为地层因素造成遮挡条件,在其中聚集油气而形成的油藏。在地层油藏类型中又有地层超覆油藏和地层不整合油藏的区别。岩性油藏主要是像由砂岩被泥岩所包围,而形成一个岩性尖灭圈闭和透镜体圈闭,在其中聚集油气而形成的油藏。 


石油集输

前面在有关油田开发部分中所述的内容,都是围绕如何使石油和天然气从油气层中顺利地流向井底,又从井底流到地面来的一套地下工程技术措施。至于石油和天然气由油井流到地面以后,又如何把它们从一口口油井上集中起来,并把油和气分离开来,再经初步加工成为合格的原油和天然气分别储存起来或者输送到炼油厂,这就是通常称之为“油田集输技术”和“油田地面建设工程”。

油田的集输技术和建设,是据不同油田的地质特点和原油性质,不同的地理气候环境,以及油田开发进程的变化而选定、而变化的。例如,由于原油粘度大小、凝固点高低的不同,高寒与炎热地区的差别,对原油的集输技术就有很大的影响;又如,有的原油和天然气中,因含硫化氢,需经脱硫后才能储存和输送出去,这就要有相应的脱硫技术和建设;再如,当油田开发进入中、后期,油井中既有油、气,又有大量的水,不仅要把油、气分离开来,而且还要把水分离出来,把油、气处理成合格的产品,把水也要处理干净,以免污染环境……如此等等的众多问题所涉及的众多技术与工程建设,都是油田建设的主要内容。 
原油集输就是把油井生产的油气收集、输送和处理成合格原油的过程。这一过程从油井井口开始,将油井生产出来的原油和伴生的天然气产品,在油田上进行集中和必要的处理或初加工。使之成为合格的原油后,再送往长距离输油管线的首站外输,或者送往矿场油库经其它运输方式送到炼油厂或转运码头;合格的天然气集中到输气管线首站,再送往石油化工厂、液化气厂或其他用户。
概括地说油气集输的工作范围是指以油井为起点,矿场原油库或输油、输气管线首站为终点的矿场业务。
一般油气集输系统包括:油井、计量站、接转站、集中处理站,这叫三级布站。也有的是从计量站直接到集中处理站,这叫二级布站。集中处理、注水、污水处理及变电建在一起的叫做联合站。
油井、计量站、集中处理站是收集油气并对油气进行初步加工的主要场所,它们之间由油气收集和输送管线联接。

(一) 油井的地面建设

采油井分两种类型:即自喷井和机械采油井。
自喷井井口的设备一般有采油树、清蜡设备(如:绞车、钢丝、刮蜡片)、油嘴、水套加热炉、油气计量分离器等(井口房和值班房根据当地的气候条件和社会因素考虑是否设置)。
机械采油井目前一般采用有深井泵(即管式泵)、水力活塞泵、电动潜油泵和射流泵四种采油方式。机械采油井场的工艺设备和辅助设备主要有:采油树、油气计量分离器、加热和清蜡设备及采油机械。因为机械采油的方式不同,所以在井口的地面工程也就有所不同,水力活塞泵采油技术是现在比较先进的机械采油方式,下面就此来谈井口的工程建设内容。
水力活塞泵采油是用高压液体作为井下抽油泵动力的无杆抽油泵。主要用于比较深的井、丛式井、结蜡井、稠油井以及条件较复杂的油井。水力活塞泵抽油装置,由地面泵组、井口装置和管线系统、水套加热炉、沉降罐和井下水力活塞泵机组等部分组成。
水力活塞泵一般用稀油作为动力液。可用本井或邻井的原油经分离器脱气,再经过水套加热炉(或换热器)加热到60C左右,进入沉降罐然后被吸入高压三柱塞泵,加压后的原油(动力液),通过井口四通阀注入油管,推动井下水力活塞泵组液马达上下往复运动,中间拉杆带动抽油泵,抽出井内的油。在井内工作过的动力液和抽出的原油通过油管与套管的环形空间上升到地面,通过四通阀进入油气分离器。脱气的油再回到沉降罐,沉降后一部分再进入地面泵循环使用,另一部分进入集油干线。 

(二)计量站的设置和建设 

计量站的作用主要是计量油井油气产量,并将一定数量(7~14口)油井的油气汇集起来,再通过管道输送到油气处理站。另外,计量站还向井口加热设备提供燃料等。
计量站的种类,按建筑结构分有:砖混结构、大板结构和列车式;按工艺流程分有:单管计量站、双管计量站和三管计量站。计量站的设施,一般有各井来油管汇(也叫总机关)、计量分离器、加热炉、计量仪表等。 
油气集输流程是油田地面工程的中心环节。采用什么样的流程,主要取决于各油田地质条件、油井产量、原油的物理性质、自然条件以及国民经济和科学技术的发展水平等。国内外油气集输流程的发展趋势基本是小站计量,大站集中处理,密闭输送,充分利用天然资源。总的有两种流程:

⒈ 高凝、高粘原油的加热输送流程:

随着石油工业的发展,高凝、高粘原油在石油总产量中所占的比例日益增加。对这类原油国内外一般都采用加热输送。
加热输送分直接加热输送和间接加热输送。直接加热输送是用炉子加热或掺热液与井口油气水混合加热而进行输送;间接加热输送是采用热水伴随、蒸汽伴随或电表皮效应等加热方式进行输送。我国有些油田,像胜利油田、江汉油田、扶余油田、辽河油田等,在部分地区是采用井口加热保温、单管出油的油气混输小站流程;也有采用双管掺液保温的油气混输小站流程;还有采用了三管热水伴随小站流程。

⒉ 单管或双管不加热密闭混输流程:

在欧美国家的大多数油田采用的都是这种流程。其原因是原油的物性好,或油田自然条件好,油井出油温度高。我国的有些油田,根据原油物性和油田自然条件的可能,也采用了井口不加热流程,但有的仍不能采用这种流程。 

(三)集中处理站(联合站)的工程建设
集中处理站是油田油气集输流程的重要组成部分。它所承担的任务、建设规模和在油田的建设位置,一般由总体规划根据开发部门提供的资料综合对比后确定。
集中处理站包括:油气工艺系统、公用工程(供电、供排水、供热、通讯、采暖、通风、道路、土建等)、供注水、污水处理、消防、变电以及必要的生产设施。
集中处理站的主要设备有:分离器、含水油缓冲罐、脱水泵、脱水加热炉、脱水器、原油缓冲罐、稳定塔送料泵、稳定塔、稳定塔加热炉、稳定原油储罐、外输泵、流量计、污水缓冲罐、污水泵等。 
站内管线尽可能在地面以上架空(电缆、仪表线等可同架),这样既便于维修和管理,又不易腐蚀。站外管线尽可能沿路敷设,以便施工、维修和管理。

下面着重介绍原油脱水和原油稳定:

⒈ 原油脱水

所有的油田都要经历含水开发期的,特别是采油速度大和采取注水强化开发的油田,无水采油期一般都较短,油井见水早,原油含水率增长快。原油含水不仅增加了储存、输送、炼制过程中设备的负荷。而且增加了升温时的燃料消耗,甚至因为水中含盐等而引起设备和管道的结垢或腐蚀。因此,原油含水有百害无一利。但
水在油田开发过程中,几乎是原油的“永远伴生者”,尤其是在油田开发的中后期,油井不采水,也就没有了油。所以原油脱水就成为油田开发过程中一个不可缺少的环节,一直受到人们的重视。

多年的反复实践,现在研究成功的多种原油脱水工艺技术有:
沉降分离脱水。这是利用水重油轻的原理,在原油通过一个特定的装置时,使水下沉,油、水分开。这也是所有原油脱水的基本过程。
化学破乳脱水。即利用化学药剂,使乳化状态的油水实行分离。化学破乳是原油脱水中普遍采用的一种破乳手段。
电破乳脱水。用于电破乳的高强度电场,有交流电,直流电、交一直流电和脉冲供电等数种。其基本原理是通过电离子的作用,促使油、水离子的分离。
润湿聚结破乳。在原油脱水和原油稳定过程中,加热有利于原油粘度的降低和提高轻质组份的挥发程度。这也就促使了油水分离。
原油脱水甚费能源,为了充分利用能源,原油脱水装置与原油稳定装置一般都放在一起。为了节约能源,降低油气挥发损耗,通过原油稳定回收轻质烃类,油田原油脱水工艺流程已趋向于“无罐密闭化”。无罐流程的显著特点就是密闭程度高,油气无挥发损耗。在流程密闭过程中,原油脱水工艺流程的密闭是一个关键环节,因为它的运行温度较高,停留时间又长,油气容易挥发损耗。据测定,若采用不密闭流程,脱水环节的油气损耗约占总损耗的50%。
原油脱水设备则是脱水技术的体现,它在原油脱水过程中占有重要地位。一项脱水设备结构的合理与否,直接关系到脱水的效果、效率和原油的质量,以及生产运行成本,进而影响原油脱水生产的总经济效益。因此,人们结合油气集输与处理工艺流程逐渐走向“无罐化”,即不再使用储罐式沉降分离设备,而较普遍地采用了耐压沉降分离设备,研制了先进的大型的脱水耐压容器。电脱水器是至今效率最高,处理能力最强,依靠电场的作用对原油进行脱水的先进设备。电脱水器的形式有好多种,如:管道式、储罐式、立式园筒形、球形等。随着石油工业的发展,经过不断地实践与总结,趋向于大批采用卧式园筒形电脱水器。它的处理规模与生产质量均已达到较高水平,每台设备每小时的处理能力就能达到设备容积的好几倍,净化油含水率可降到0.03%以下。为了加快油田建设速度,提高脱水设备的施工予制化程度,将卧式电脱水器、油气分离器、火筒加热炉、沉降脱水器等四种设备有机的组合为一体,这种四合一设备,不仅结构紧凑,而且节约了大量的管线、阀门、动力设备,特别是油田规模多变的情况下,这种合一设备可以根据生产规模的需要增加或减少设置台数,所以说它具有较大的机动灵活性。


⒉ 原油稳定

原油稳定就是把油田上密闭集输起来的原油经过密闭处理,从原油中把轻质烃类如:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等分离出来并加以回收利用。这样,原油就相对的减少了挥发作用,也降低了蒸发造成的损耗,使之稳定。原油稳定是减少蒸发损耗的治本办法。但是,经过稳定的原油在储运中还需采取必要的措施,如:密闭输送、浮顶罐储存等。 
原油稳定具有较高的经济效益,可以回收大量轻烃作化工原料,同时,可使原油安全储运,并减少了对环境的污染。

原油稳定的方法很多,目前国内外采用的大致有以下四种:
一是,负压分离稳定法。原油经油气分离和脱水之后,再进入原油稳定塔,在负压条件下进行一次闪蒸脱除挥发性轻烃,从而使原油达到稳定。负压分离稳定法主
要用于含轻烃较少的原油。
二是,加热闪蒸稳定法。这种稳定方法是先把油气分离和脱水后的原油加热,然后在微正压下闪蒸分离,使之达到闪蒸稳定。
三是,分馏稳定法。经过油气分离、脱水后的原油通过分馏塔,以不同的温度,多次气化、冷凝,使轻重组分分离。这个轻重组分分离的过程称为分馏稳定法。这种方法稳定的原油质量比其它几种方法都好。此种稳定方法主要适用于含轻烃较多的原油(每吨原油脱气量达10立方米或更高时使用此法更好)。
四是,多级分离稳定法。此稳定法运用高压下开采的油田。一般采用3~4级分离,最多分离级达6~7级。分离的级数多,投资就大。
稳定方法的选择是根据具体条件综合考虑,需要时也可将两种方法结合在一起使用。

(四) 原油库的建设

用来接收、储存和发放原油的场所叫原油库。原油库具有储存油品单一、收发量大、周转频繁等特点,它是油田正常生产和原油外运(或外输)的一个重要衔接部分。根据不同的原油外运方式,原油库可分以下几种。 
铁路外运原油库:油库内建有专用铁路线及有关装油设备。如大庆油田在六十年代,其原油主要就是靠铁路外运,油罐列车每天象长龙一样,从油库将原油源源不断的运向全国有关炼油厂。
管线外输原油库:是利用管线将原油外输到各用油单位。但是,利用管线外输的油田,又不一定都有原油库,如华北油田就没有原油库。华北的原油往北送往石楼,往南送往沧州和石家庄炼油厂都是用管线输送。根据输送距离和油量等因素,输送管线途中还应设有加热和加压站。 
联合外运原油库:利用铁路槽车和管线,将原油输送给用油单位。如胜利油田的原油以前是管输到辛店,从辛店站又用铁路槽车往外运,后来又建了东营至黄岛的输油管线来外输原油。靠近海或江河的油田,也可考虑用船来将原油送给用油单位。另外对边远的一些面积小、产油量少的油田,或者新建的油田还没形成系统时,也可用汽车拉油外运。如二连的阿尔善油田,在开发初期即是以汽车来外运原油的。还有冀中油田的有些区块,建设原则就是先建站、后建线,先拉油、后输油。
原油库一般由收油、储存、发放设备及公用工程、生产和生活设施等部分组成。收油设备主要是指收油用的阀组。储存原油的设备主要是储罐。油田上的原油储罐主要是立式园柱型金属油罐。常用的有无力矩罐、拱顶罐和浮顶罐。从降低原油的蒸发损耗来看,浮顶罐比其它结构形式的罐都优越。发放设备是指将原油外运或外输所需要的设备。采用铁路外运时,需要建铁路专用线、装油鹤管、栈桥、装油泵和计量设备等。采用管线外输时,需要安装外输泵、外输阀组、加热设备和计量设备等。联合外运(输)油库的发放设备,则是以上两种油库发放设备的综合。在可能的条件下,应充分利用地形高差来装车,以节省能源。 
油库的公用工程与原油处理站的公用工程基本一致。要强调的是油库的安全和消防。原油库一旦发生火灾和爆炸,后果是不堪设想的。 


石油加工炼制

石油是由多种碳氢化合物组成的,直接利用的途径很少,只能用作燃料来烧锅炉。这样使用石油,是很大的浪费。将石油加工成不同的产品,则能物尽其用,可以充分发挥其效能。把预处理后的原油送到煤油厂进行加工,生产出汽油、煤油、柴油、润滑油及沥青等。各煤油厂的总流程不尽相同,有的简单些,有的复杂些,生产燃料用油的石油炼制流程中有三个装置,即蒸馏、裂化、焦化的装置。生产润滑油的装置主要有四个,即丙烷脱沥青、溶剂脱蜡、溶剂精制和白土精制。
石油没有固定的沸点。一般石油的沸点范围在摄氏30度到摄氏600度左右。它是不同沸点的、大大小小的烃混合在一起的混合物,烃的沸点随碳数增加而增高。例如,含有5个碳的烃(叫戌烷),只要加热到摄氏36度就沸腾;而含有十二个碳的烃(叫十二烷),则要加热到摄氏216度才能沸腾。这样,把石油加热后,就能按各类烃沸点高低不同依次蒸发出来。加工石油的炼油厂,就是利用石油的这个特点,而使大量石油去经历不同温度的过程,便就能得到不同的产品了。
在炼油厂中,都有一个高瘦和一个矮胖,这样的两个直立着的设备,这就叫蒸馏塔。高瘦者叫常压分馏塔(简称常压塔);矮胖者叫减压分馏塔(简称减压塔)。石油经过加热炉加热后,先送到常压塔,再将常压塔塔底的产物,经加热炉再加热后送入减压塔。这个过程在炼油厂就叫蒸馏过程。
在通常情况下,石油被加热到摄氏350度送入常压塔,其中沸点较低的烃,即被汽化上升,经过一层一层的塔盘直达塔顶。由于塔体的温度由下而上是逐渐降低的,所以,当石油蒸汽自下而上经过塔盘时,不同的烃就按各自沸点的高低分别在不同温度的塔盘里凝结成液体。这样,就使得石油"大家庭"中的烃成员实现了第一次"分家"。人们即在其中获得了不同的产品。留在塔底的是没有被汽化、沸点在摄氏300度以上的重油。 对于常压塔底的重油,因为它们都是一些沸点很高的烃类,如果在常玉下进一步提高温度,也可以把它们分解开来,但不能变成蒸气蒸发出来。大家都知道,在高山上可以降低水的沸点。也就是说,大气压力愈低,水的沸点就愈低。同样的道理,人们就没法降低加热炉和分馏塔里的压力,使重油的沸点降低,进二步给重油中烃"成员"分家。进而就获得了润滑油产物。由于这部分产物蜡较高,所以又叫蜡油。 
从蒸馏过程得到的产物,通常称做直馏产品,这是人们促使石油"大家庭"在第一次"分家"中所获得的第一代产品。这些产品的数量有限。从我国的石油组分来说,一般可获得25~40%的直馏轻质油品和20%~30%的蜡油。也就是说炼制一百吨石油,只能拿到二十五到四十吨的轻质油品和二、三十吨的蜡油。蒸馏剩下的渣油,虽然可供锅炉、电站等当燃料;但显然没有合理充分地利用宝贵的石油资源。


石油"大家庭"的变更

为了从石油中获取更多的轻质油;也为了提高油品质量、增加产品的品种,人们就想了许多改造原有烃的办法,使石油“大家庭”的烃,按人们对产品产量、质量、品种的要求,改变其原来“面貌”,变成新的烃或做重新的组合。也就是说,通过实行新办法之后,可从石油"大家庭"中获得第二代石油产品。那末,现在有哪些办法呢?

第一个办法是裂化,裂化,顾名思义地可以理解为分裂石油中的长链烃(重油主要成分),使它成为短链烃(轻油主要成分);就象把一条很长的链子剪断,变成几段较短的链子一样。采用这种办法,会使石油“大家庭”增加许多低分子烃的新成员,这不仅可增加轻质油产量,而且是当今石油化工业制取烯烃的重要途径,例如,辛烷裂化断链就可得到乙烯和己烷。

对炼油厂来说,裂化有三种不同的类型:
一是热裂化。就是完全依靠加热进行裂化。热裂化的设备比较简单,成本比较低,裂化用的主要原料是减压塔生产中得到的含蜡油。通过热裂化,又可取得汽油、煤油、柴油等轻质油。但是,热裂化所得到的产品,其质量不够好。 
二是催化裂化。就是在裂化时不仅加热而且加入催化剂。由于催化剂就像人们蒸制馒头时加入酵母一样,能大大加快反应速度,所以,催化裂化比热裂化获得的轻质油多(汽油产率可达60%左右),而且产品的质量也比较好。
三是加氢催化。就是在加入氢气的情况下进行催化裂化。这种方法的优点是使所得到的轻质油收率更高,质量更好,而且原料没有严格的要求,原油以至渣油都可以用;缺点是设备要用特种钢来制造,投资大。

第二个办法是改变石油"大家庭"中三大"家"族(烷烃、环烷烃、芳烃)在产品中的组合情况;以提高产品质量。如:在石油第一次"分家"中获得的直馏汽油含直链烷烃多,性能不能满足开飞机、汽车的要求, 人们就采用"重整"的办法来解决。重整,就是重新整顿的意思。也就是将直链烃类重新整顿成为带侧链的烃类或环状的烃类。经过重整的汽油,质量就能大大地提高。而且从重整油的芳香烃中还可获取苯、甲苯及二甲苯等重要化工原料。

第三个办法是清除第一次"分家"所得产物中的有害东西,以便提高产品质量。这在炼厂就叫精制。如:直馏汽油、柴油等油品,由于含有硫化物,会产生腐蚀性,必须经过精制才能使用,另外,从减压塔得到的各种润滑油,也只是半成品,同样必须通过精制才能成为合格产品。

第四个办法是通过对石油"大家庭"中的烃,采取有"分"、有"合"的措施,从而获取大量而重要的化工原料和产品。当采用热裂化和催化裂化办法,将长链烃剪短,"分"得的是大量短链烯烃后,再使这些烯烃在一定的条件下相互连接起来,像一个个铁环形成一条锁链一样。这在化学上叫聚合反应。例如,异丁烯,本来是一种无色气体,它有4个碳原子和8个氢原子。但是经过聚合反应,成千上万的异丁烯分子就会"手拉手"地聚合成一个含有6000~8000个碳原子和1200-16000个氢原子的聚合物,人们叫它做聚异丁烯。这样的化合物,也叫作高分子有机化合物。这时,它和原来的异丁烯的性质便完全不同了,再也不是气体,而是一种橡胶状的东西了。 
在石油加工炼制中,人们就是通过对石油"大家庭"的第一次分家和以后对石油"大家庭"的变更等办法,来使石油真正发挥出"宝库"的作用的。



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