石油的探堪与开采.doc

第三章：石油與天然氣的探堪與開採 一、前言 二、石油與天然氣的探堪 I. 地表觀測 II. 地面地質探勘 III. 遙感探測 IV. 井測與鑽井技術 V. 地球化學探勘 VI. 地球物理探勘方法 1.重力、磁力探勘 2. 震測探勘 (1) 震測測井 (2) 折射震測 (3) 反射震測 1.資料蒐集 2.資料處理 3.資料解釋 三、石油與天然氣的開採 I. II. 鑽井工程 III. 鑽井作業 IV. 鑽井常遇的問題 V. 鑽井的技術 VI. 試井 VII. 完井 VIII. 海域鑽探 一、前言 我們已經看完了了石油與天然氣的形成與儲油層構造，本章我們要來談談有關石油與天然氣的探堪與開採。油井的探勘與開採是高風險、高技術、高成本和高報酬的商業經濟活動，也是一項龐大而復雜的系統工程，因此須要精細的探勘工作與正確的地質評估，以減少風險可能並確保投資報酬。以下是有關油氣探堪與開採工作的一些介紹，希望讀者藉著這些資料，能對石油與天然氣的探堪與開採建立一個完整的概念。 二、石油與天然氣的探堪 石油與天然氣的探堪涉及多種方法與技術，其探勘的方法包括（1）地表觀測 （2）地面地質探勘（3）遙感探測 （4）測井與鑽井技術 （5）地球化學探勘（6）地物理探勘：包括重力探勘、磁力探勘、地電阻探勘和震測勘探等等，各種探勘方式簡介如下： 地表觀測 1. 地表油氣顯示(Surface Occurrences of petroleum) 早期探勘多是根據地表觀測，在野外實地勘查地表油氣徵兆，可說是最快速方式得知油氣蘊藏的可能，油氣顯示的原因是石油、天然氣及其石油瀝青礦物在地表常有天然露頭，可能由於地下油氣從岩石的節理、裂隙、層理或不整合面等遷移到地表（圖3.1），產生地表油氣的滲出（Oil Seeps），有時也在地表以含油或瀝青的岩石、泥火山、油頁岩等面貌顯示，因為這種地表油氣的顯示簡捷明暸，所以探勘並不困難，許多大型的地下油氣藏在地表都有多處油氣的滲出。但地表沒有油氣露頭並不代表地下沒有油氣蘊藏;而地表發現油氣露頭也不表示地下有大量油氣蘊藏。在某些情況，表面油氣顯示反而說明地下油氣聚集體已遭到破壞，因此沒有開採價值。 圖3.1: 地表油氣顯示 2. 地表油氣顯示的類型 (1) 油氣苗： 油氣苗是石油或天然氣的地表天然露頭。 油氣苗是最可靠、最直接的油氣顯示類型。油苗可能是從出露的油層中直接滲出，也可能是從地下油層中沿斷層面和不整合面等遷移到地面，有時以氣泡方式在水中斷斷續續冒出(圖3.2)。 圖3.2：水中冒出氣泡是油氣顯示的一種方式 2. 含油和瀝青岩石 石油滲出可能浸染岩石，主要是含油砂岩，這是因原來已在地層聚集的原油，經地殼運動暴露於地表，形成油浸岩石。有些地區在岩石孔隙中充填分散固態瀝青，形成含瀝青岩石，瀝青亦常以脈狀貫穿地表地層，形成瀝青脈(圖3.3)，瀝青脈的儲藏量如果達到經濟價值時，也可以進行開採。 圖3.3: 瀝青脈 3. 泥火山 （Mud Volcanos） 泥火山(圖3.4)並非火山，而是一些小的泥丘，由泥漿與氣體同時噴出地面堆積而成，泥火山可能表示地下有油氣聚集體的存在，泥火山的氣體常是高壓可燃的天然氣，有時還伴有原油，但有時泥火山的氣體卻非烴氣，而是地下的沼氣(甲烷)，例如台灣南部台南、高雄及屏東縣境內常發現有泥火山，其成因便是沼氣造成。 圖3.4: 泥火山 4.油礦物 油礦物是石油氧化或熱變質過程所衍生的一些有機礦物，例如地蠟、由氧化形成的各種瀝青及熱變質形成的碳瀝青，次石墨等等，它們都有助鑑定地下油氣的存在。 II 地面地質探勘 因為石油大部分集中於巨厚的海相沉積物中，所以石油探勘的最主要目標就是找尋廣大的沉積盆地，而對一個特定含油氣盆地進行普查和勘探的方法中，第一個要作的工作就是地面的地質調查(探勘)，通常都在盆地勘探的早期進行，因為地質探勘是所有探勘技術中最基本而重要的方法，也是最直接、最可靠和最經濟的方法。地質人員首先搜集研讀該地已有的的調查或研究報告，然後詳盡的考察該沉積盆地的大地構造、地層分佈、沈積環境和生烴潛力等，最終地質人員將所得資料加以整理，繪製成地面地質圖及撰寫報告，地質圖包含了所有該區的地層、構造和地質史資料，是後續其餘探勘及鑽井的依據，圖3.5中地質人員正在從事地質探勘。 圖3.5:地質探勘 III 遙感探測(Remote Sensing) 遙感探測是利用衛星或飛機所傳回來的遙測影像，經過電腦及人工的處理及判讀，進行大面積地面探勘及資源調查的方法。近年來遙測的技術不斷進步，在影像的解析度及電腦影像處理速度上都大幅提升，遙測影像的解析度已達到數公尺以內。 遙感探測技術在探油方面建立在各種遙感圖像特殊處理的基礎上，藉擷取與油氣有關信息，達到識