《新疆克拉玛依石油科普读本》编写组编著的《新疆克拉玛依石油科普读本》从油气的生成运移、油气藏的发现、油气田开发、油气储运、油气加工和绿色油气田的创建等六个方面，采用形象比喻等手法，深入浅出、循序渐进地进行了详细的叙述，配置了精美的插图。

该书图文并茂、内容丰富，内容系统完整，寓教于乐，体现了科普读物的科学性、知识性、趣味性，是一本非常难得的石油科普教材和读物。

希望看到本书的人都能怀着轻松的心情认真读一读，充分地了解油田、认识油田、热爱油田，共同建设好我们的油田和美丽的家园。

《新疆克拉玛依石油科普读本》编写组编著的《新疆克拉玛依石油科普读本》从油气的生成运移、油气藏的发现、油气田开发、油气储运、油气加工和绿色油气田的创建等六个方面，采用形象比喻等手法，深入浅出、循序渐进地进行了详细的叙述，配置了精美的插图。《新疆克拉玛依石油科普读本》各章节中蕴含着丰富的史料和大量的石油科普知识，充分反映出了油田勘探、开发、储运、炼油化工的石油生产全过程的基本流程和克拉玛依油田勘探开发建设50年来的技术特色与成就。

第一篇 油气田是怎样形成的

 油气田形成的地质基础

 破解石油、天然气生成之谜

 分散油气大团聚——油气田的形成

第二篇 油气田是怎样找到的

 从油气田勘探方法说起

 找油气的“窍门”

 循规蹈矩，排兵布阵，实施找油大计

第三篇 油气田是怎样开发的

 认识油气藏，制订开发方案

 开发过程中的工艺技术

第四篇 油气是怎样储运的

 原油、天然气是怎样得到的

 原油、天然气是怎样运输和储存的

第五篇 油气是怎样炼制加工的

 油气加工常识

 石油产品“万花筒”

 新疆石油产品的家

第六篇 绿色油气田是如何创建的

 什么是绿色油气田

 如何创建绿色油气田

参考文献

后记

圣诞树——采油树，财源滚滚

井口上装有能给我们带来财富的采油树。它是由安装在套管法兰上的全套阀门组加上装在油管套内的油嘴组成的，是控制和调节井口压力与产量的设备。我们可以通过调节采油树上的阀门和油嘴大小来控制地下油层的生产压差，合理开采我们的宝藏。采油树下部的油管头和套管法兰连接着井筒里的油管和油层套管。套管组合主要用来固定、保护油气井。从井口下入井中的套管通常有：

导管——为了将钻进时返出地面的钻井液引导到较高位置的循环系统泥浆筛入口平面上来，必须在钻表层井眼时下入顶部高出地面并与泥浆筛入口相接的导管。环空注水泥浆封固。

表层套管——为了稳定疏松的地表浅层井壁不坍塌而下入的最外层套管。环空注水泥浆封固，以保证后续的正常钻进。

技术套管——在地层深部钻遇高压水层、气层、流沙层、盐层等情况时，为稳定井壁而下入的内层套管。水泥浆上返高度要能封固这些层位。如有保证井壁不坍塌和正常钻进的其他方法，应尽可能不下，以节约投资。

油层套管——最内层的套管，是油气层与地面的通道，也称生产套管。在生产套管中要下入较细的油管到油层深度，进行油气的正常生产。套管与油管之间上部是不连通的。正常生产时，因油管内有压力损耗，所以井口的油管压力是低于套管压力的。油管压力与套管压力是油井生产状况的重要参数。

通过射孔把油层、井筒和井口装置连接成一条通道，让油、气通过井底顺着油管一直喷涌到井口。因为从油嘴流出的是珍贵的油气，所以西方人称之为圣诞树，表示上帝恩赐，财源滚滚。

地层中的原油源源不断喷出地面依靠的能量来自于哪里呢？主要是依靠油层内的原始地层压力高于油井生产时的井底压力，即流动压力所形成的压力差。同时，从油层深处到井底，压力逐步下降，油层岩石体积膨胀，使油层孔隙体积缩小；而孔隙中的原油体积也会膨胀，这种双重作用会把原油挤出孔隙，向低压处渗流。当原油到达井简后，溶解于原油中的天然气随着压力的降低会逸出形成气泡，沿井筒中的油管上升，气泡体积随压力下降而膨胀，帮助原油从井底举升到地面。

最后原油通过油嘴后，剩余的压力用于克服通往计量站的地面管线的摩擦阻力，到达油气分离器和油罐。

给地下油气藏补充能量

油层就像固化的吸满液体的海绵，当海绵被挤压，液体就流了出来。油层虽然不能像海绵一样被挤压变形，但钻穿油层的油井会使油层与地面大气相通，这时井底油层处的压力就大大低于油层内部压力。在这个巨大的压力差作用下，油层就像受到挤压的海绵一样，充满于油层中的石油和天然气就会源源不断地从油层深处慢慢流向井底，通过油井喷出地面。这就是我们所说的自喷井。我们把利用油层原始能量开采石油称为一次采油。

随着油气的不断喷出，油层压力逐渐下降到不足以克服井筒液柱压力时，就不能自喷了。这时采出的油气总量一般不超过地质储量的10％。这时通过从一些井（即注水井）向油藏高压注入合格的水，当然有充足天然气源时也可以注天然气，以占据油层孔隙中原来储存油气的空间，给油气藏补充能量，恢复和保持油层压力，使油层中的原油不断被水或天然气推挤到另一些生产井的井底，从而延续自喷期。这种开采方式就是注水采油，也称二次采油。它是国内外普遍采用的保持油井稳定生产，并最大限度地采出地下原油的有效方法。注水采油法累计采出的原油总量占地质储量的百分数，即最终采收率最高可达30％～40％。  油田注水分为早期注水和后期注水两种方式。我国绝大多数油田都采用早期注水，就是在油田开采初期就开始注水，以保持油层压力。大庆油田采用早期注水，使油田稳产30年，在世界上享有较高声誉。而西方国家的多数油田则是先采油，以最低成本迅速回收投资。当油层压力和原油产量大幅下降时才开始注水。

给地下油气藏补充能量时，要严格控制注入水中的机械杂质和矿化物的种类与含量，否则就会污染油气层，堵塞油气层的孔隙通道，在补充能量的同时又带来了很多麻烦。水源来水要经过注水站进行处理。注水站与原油处理站、变电所合建，称为联合站。按注入水质标准，进行清水处理，并密闭隔氧。水源来水在清水罐中加絮凝剂、缓蚀阻垢剂、杀菌剂处理后，泵入过滤器，再次絮凝、缓蚀、阻垢、杀菌，进入注水罐，由注水泵加压，经配水管汇，把合格的水分配到各配水间。配水问的配水管汇具有向注水井调配水量、洗井、流量计量、压力测定、取水样等功能。

为了给油藏补充能量以维持油田稳定生产，不得不消耗大量的淡水资源。随原油一同采出后被分离出的油田污水，是不能直接供一般生产、灌溉和生活使用的，排放到地面会造成环境污染。为此，分离出来的油田污水要经过处理，即通过对水中离子进行交换，去除有害物质，水质指标达到注入水要求后回注到地层中，实现循环使用，以节约淡水资源，并保护地面的生态环境。

给地下原油安装“电梯”

通过注水、注气等给地下油气藏补充能量后仍然不能使油井自喷开采时，就必须借助外力将原油采到地面，称为人工举升开采。通常是通过抽油机和有杆泵或无杆泵等机械装置，将原油从井底深处抽吸上来，所以称为机械采油。在油田一眼望去，经常可以看到一个个我们俗称的“磕头机”站在那里，驴头在一上一下、不紧不慢地“磕头作揖”，这就是机械采油所用的工具——抽油机。它从侧面看就像一匹马或一头驴行走时一步一点头的样子，又像一个人在不停地磕头，所以把抽油机也称为“磕头机”。西方人把游梁悬挂抽油杆柱的这一端称为马头（HorseHead），我们译成驴头。抽油杆柱带动井下的深井泵，像乘坐自动电梯一样，把从油层渗流到井筒中的原油，源源不断地带出地面。

抽油机和深井泵的工作原理和大楼里的电梯差不多，但这个电梯是“单向”的。油层渗流到井底的原油只能进入泵筒升到地面，不能返回油层。固定在泵筒底部的单向阀是电梯第一道大门，深井泵柱塞上的单向阀是电梯上的第二道大门。驴头从下向上运动时，柱塞上的第二道门关闭，柱塞以上的“原油乘客”升出地面，油层流入井筒的“原油乘客”推开电梯第一道门进入泵筒；驴头从上向下运动时，电梯第一道门关闭，进入泵筒的“原油乘客”推开第二道门进入柱塞以上，等待驴头再次向上运动时关闭第二道门，升出地面。抽油机粗大的曲柄和它上面的大铁块起平衡作用，驴头向上运动时帮助电动机提升抽油杆柱，驴头向下运动时拉住抽油杆柱，由电动机带动抽油杆柱下行。这样，不论驴头向上、向下运动，电动机都要做功，但消耗的功率并不大，所以地面上看到的抽油机很大，电动机却很小。这种抽油井在准噶尔油气区采油井总数中占90％以上，国内外大多数油田也大致如此。

有一种“无绳电梯”，它发挥着和“磕头机”一样的作用，其实就是在井下工作的不带抽油杆柱的多级离心泵，同油管一起下入井内，称为电潜泵或电泵。地面电源通过特制的、可以在井下高温高压的原油中长期安全供电的潜油电缆将电能输往井下与电潜泵同轴安装的潜油电动机，带动离心泵旋转，把原油举升到地面。这种开采方法在不能自喷的高产井或高含水井中很适用。

另外一种“无绳电梯”是水力活塞泵。它是一种靠液压传动的、没有抽油杆柱的抽油设备。井下部分主要由液马达、抽油泵和滑阀控制机构组成。把原油作为动力液由地面加压后，经油管或专用的动力液管传输至地下，通过滑阀控制机构不断改变供给液马达的液体流向，驱动液马达做上下往复运动，带动抽油泵把井下原油举升到地面。

还有一种把地下宝藏运输到地面的方法称为气举采油。它是从地面通过套管阀门，向井筒内油、套管之间的环形空间注入高压天然气，从油管柱下部的气举阀进入油管。一方面降低油管中液柱的密度和井底压力，使地层中的原油进入井底；同时像自喷井油管中的流动形态一样，将流入井筒的原油源源不断地运送到地面。由于天然气源不足、地面设备复杂、一次性投资大的限制，一般油田很少采用这种采油方法。但在有充足气源的高气油比、高产量深井和海上油井、水平井中，这种方法还是大有可为的。

P65-71

正当油城各族人民满怀信心、踌躇满志地按照市委、市人民政府总体规划和思路建设六大基地、培育发展三大新兴产业，推进两个平台建设’和全力打造世界石油城之际，由克拉玛依市委宣传部倡导，克拉玛依市科学技术局等单位组织，新疆石油学院负责编写的《新疆克拉玛依石油科普读本》（以下简称《读本》）正式出版发行了。这无疑是一件令石油系统和油城各族人民欣喜的大事。

《读本》从油气的生成运移、油气藏的发现、油气田开发、油气储运、油气加工和绿色油气田的创建等六个方面，采用形象比喻等手法，深入浅出、循序渐进地进行了详细的叙述，配置了精美的插图。各章节中蕴含着丰富的史料和大量的石油科普知识，充分反映出了油田勘探、开发、储运、炼油化工的石油生产全过程的基本流程和克拉玛依油田勘探开发建设50年来的技术特色与成就。

众所周知，克拉玛依油田是新中国成立后开发建设的第一个大油田，经过55年的拼搏和发展，已在中国西部地区建成了最完备、最发达的石油石化工业及科研体系，形成了油气田勘探开发、石油工程服务、炼油化工、油气储备、石油装备制造等上下游完整的产业链，使克拉玛依成为名符其实的石油城。勤劳智慧的克拉玛依人，坚持科学发展，在实践中不断创造辉煌，谱写了一曲曲艰苦奋斗、迎难而上、奉献石油、报效祖国的壮丽篇章。彩南油田、石西油田、陆梁油田、漠北油田、盆五井气田，一个个都成了艾青诗中真正的“沙漠美人”。一个从生态学角度讲属于封闭无序、亘古以来无寸草“死态”的沙漠，如今已更容为生机勃然、充满活力的沙漠绿洲，一个充满归属感和家园感的宜居城市。

油田的发展历程，展现的是一部科学技术进步的历史。几十年来，特别是改革开放以来，市委、市政府更加重视公众的科普教育，采取多种形式开展群众喜闻乐见的科普教育活动，形成了政府推动、全民参与的科普工作新格局，极大地提高了广大市民和青少年学科学、爱科学的热情，取得了明显的效果。但是，我们也清楚地看到，大多长期生活在油城的市民、青少年学生对油田基本知识了解甚少，对油气的生成、运移、加工及大量的石化衍生产品存在很多疑惑，一些不科学、不准确的观念和行为普遍存在。针对这种情况，我们组织编写了这本《读本》，重点是面向广大的非石油专业人员和具有初中以上文化知识的人员，通过这本书来了解和认知油田，并力求使这本书成为石油科普读物的精品，成为油城学校的课外读物和乡土教材，成为普及石油知识、倾力打造世界石油城的有机组成部分。

2006年2月6日，国务院正式发布了《全民科学素质行动计划纲要（2006—2010—2020年）》（以下简称《纲要》），提出了到2020年我国公众科学素质在整体上要有大幅度的提高，达到世界主要发达国家21世纪初水平的目标。一项调查表明，20004年，美国公众达到基本科学素质水平的比例为17％，而我国2003~的比例仅为1.98％。显然，我们与世界主要发达国家相比还有很大差距。为此，《纲要》要求各级党委、政府要将全民科学素质建设纳入重要的工作议程，要在未成年人、农牧民、城镇劳动人口、领导干部和公务员中大力普及科学知识。编写出版这本《读本》，是贯彻落实《纲要》的重要举措，更是时代赋予我们的责任和义务。

该书图文并茂、内容丰富，诚如评审专家们所说：“读本内容系统完整，寓教于乐，体现了科普读物的科学性、知识性、趣味性，是一本非常难得的石油科普教材和读物”。希望看到本书的人都能怀着轻松的心情认真读一读，充分地了解油田、认识油田、热爱油田，共同建设好我们的油田和美丽的家园。

《读本》的出版发行，仅仅是我们尝试开展石油科普教育和宣传的一个起点。随着六大基地建设和世界石油城的推进，还需要向油城各族人民以及关注油气事业发展的广大群众普及更多的油气田常识。同时，也希望今后有更多的专家、学者关注和编写更多更好的反映石油石化的科普读物，为各族市民提供丰足的科学精神食粮，为提高全市公众科学素质，打造世界石油城做出积极的贡献。

陈新发

2010年12月26日

由克拉玛依油田自己的专家编写的反映克拉玛依油田勘探开发、油气储运、炼油化工、绿色油田等科学知识的科普读本终于与广大市民见面了，这是我市科普工作的一件喜事。广大的各族市民，特别是青少年读了这本科普读物以后，一定会从中学到不少石油石化科普知识，逐步树立科学思想，培养科学精神，提高科学素质，从而更好地学习、工作和生活。

《新疆克拉玛依石油科普读本》（以下简称《读本》）是由新疆石油学院三位年过七旬的老教授杨树槐、徐瓒、吕海燕和两位在岗的年轻教授崔平正、林浩具体编写完成的。其中，杨树槐教授负责编写了第一篇“油气田是怎样形成的”和第二篇“油气田是怎样找到的”；徐瓒副教授负责编写了第三篇“油气田是怎样开发的”；崔平正教授负责编写了第四篇“油气是怎样储运的”；林浩副教授负责编写了第五篇“油气是怎样炼制加工的”；吕海燕教授负责编写了第六篇“绿色油气田是怎样创建的”。从给大学生教书授课到编写科普读物，这对参加《读本》编写的教授们来说，无疑是一个新的挑战。从不熟悉到了解、认识、熟悉，对教授们来说也是一个孜孜不倦、不断学习、不断探讨、超越自我的过程。他们用几十年的心血和智慧，用他们在油田一线丰富的实践经验，为克拉玛依市的科普事业做出了新的贡献，理应受到尊敬和感谢。《读本》初稿完成后，新疆石油学院科研信息中心主任杨鸿剑对文稿进行了整理和汇编，新疆油田公司、克拉玛依石化公司、克拉玛依市政府相关部门的多位专家、教授和工程技术人员对《读本》提出了修改完善意见和建议。

为了高质量地编写和出版《读本》，克拉玛依市委、市政府的有关领导高度重视，先后多次对《读本》编撰提出具体的指导和要求，克拉玛依油田的部分老领导、老专家和工程技术人员李立诚、林隆栋、杨瑞琪、杨文孝、范炳章、华钟文、郝晶焕、彭顺龙、吴虻、杨生榛、黄新春、路学成、甄新平、向宝力等，多次受邀参加《读本》大纲和初稿的审核讨论，在把握《读本》的知识性、准确性、系统性和趣味性等方面提出了许多中肯的意见和建议。在此，对他们为本书编写出版做出的重要贡献表示衷心的感谢。

为了准确把握科普读物的创作原则和写作手法，新疆著名老一代科普专家、新疆科学院副编审、新疆科普作家协会副理事长、乌鲁木齐科协常委胡文康，新疆大学教授、中国科普作家协会会员王功恪，克拉玛依日报社首席记者刘亚峰（克拉玛依科普读物《尤奇的一生》作者）为本书提出了很多专业性、建设性的意见和建议。在此，对他们为本书的编撰所做的特殊贡献表示诚挚的谢意。

 感谢新疆油田公司勘探开发研究院、中国石油工程设计有限公司新疆设计院、新疆油田公司采油工艺研究院、中国石油集团西部钻探工程公司钻井工艺研究院、克拉玛依石化总厂、中国石油集团西部钻探工程公司测井公司、新疆油田公司试油处、新疆DBs钻头工具有限公司等单位热情地、不厌其烦地多次为本书编写提供珍贵的资料和图片。

 感谢石油工业出版社为本书所做的夺人眼球的装帧设计和精巧排版，使人一见爱不释手。

《读本》正式出版发行了，作为克拉玛依首次编写的反映石油石化科学的科普读物肯定还存在不少缺点和不足，欢迎广大读者提出宝贵意见，以便我们进一步补充和完善。

 克拉玛依作为新中国成立后开发建设的第一个大油田，经过几十年的开发建设，一个富裕、和谐、法治、文明、平安、秀美的生态家园基本形成，现代化的大油气田初具规模。如今，克拉玛依市确定了建设六大基地、发展三大新兴产业、推进两个平台和打造世界石油城的战略目标。这些目标的实现，需要科技的强有力支撑，更需要有高素质的现代公民。让我们同舟共济、共同努力，围绕现代化油田建设和城市发展编写更多的科普读物，为提高全体公众的科学素质，打造高品质的现代化石油城贡献力量。

《新疆克拉玛依石油科普读本》编写组

2010年12月26日