原油是怎样开采出来的？

石油公司是如何发现原油并将其从地下采掘出来的呢？你可能看到过很多原油从地下喷涌而出的画面，也可能在《巨人传》《无情大地补晴天》《世界末日》或《贝弗利山人》等影视剧中看到过油井。但是，现代原油生产与电影、电视剧中描绘的场景有很大的不同。

原油是一种化石燃料，在世界上许多国家都可以找到原油。原油来自在数千万至几亿年前死于古老海洋下的微小动植物（浮游生物）的遗骸。在有机体死亡后，这些遗骸就沉入海底的泥沙中。我们今天之所以会拥有原油，是因为在过去几千年的时间里发生了如下变迁。

（1）年复一年，有机体在沉积层中渐渐腐化。在这些沉积层中，氧气含量很小甚至没有，微生物将这些遗骸分解成富含碳的化合物，这些化合物构成了有机层。

（2）有机物与沉积物混合，形成纹理细密的页岩，也就是源岩。

（3）随着新的沉积层不断堆积，在源岩上会产生巨大的压力和热量。

（4）在热量和压力的作用下，有机物分解为原油和天然气。

（5）原油从源岩流出，在储存岩石，即更厚、渗透性更强的石灰石或沙岩中堆积起来。

（6）地壳运动将原油和天然气锁在储存岩石中，储存岩石位于不可渗透的岩层或盖层之间，如花岗岩和大理石。

原油勘探

负责勘探原油的人今天被称为地质学家，他们的使命是寻找满足油圈闭的必要条件：必要的源岩、储存岩石和圈闭。几十年来，地质学家们通过分析表面特征如表层岩石和土壤类型，或者对岩芯进行取样，来寻找油圈闭。现在，勘探原油的地质学家们借助卫星图像，继续对表层岩石和土壤进行分析。同时，他们还运用了许多新的方法来勘探原油。他们使用高灵敏度的重力仪对地壳中重力场的细微变化进行监控，而这些变化可能反映原油的运动。同时，他们也使用高灵敏度的地磁仪来监控由原油运动引起的地壳磁场的细微变化。他们使用被称为“嗅探器”的高灵敏度的电子鼻来探测碳氢化合物。最后，他们会运用最常用的地震学方法，即制造出可穿透隐藏岩石层的振荡波，再对返回地面的振荡波进行分析。

在地震学勘探中，振荡波是通过以下3种方法来产生的。

◇ 压缩空气枪：可将空气脉冲射入水中（以便在水面上制造爆炸）。

◇ 重击卡车：可以将质量很大的金属板砸入地下（以便在陆地上制造爆炸）。

◇ 炸药：炸药被埋入地下（以便在陆地上制造爆炸）或被抛向水中（以便在水面上制造爆炸），然后引爆。

振荡波穿过地表，不同的岩石层又将其反射回来。反射波的运行速度由于岩石层的类型和密度而有所不同。一些高灵敏度的传声器或振动探测器可以检测出振荡波的反射波，比如用于水上的水中听音器和用于陆上的地震检波器。地质学家们会对检测结果进行分析，看是否是油圈闭或气圈闭存在的信号。

虽然现代石油勘探技术优于以往，但人们在寻找新油田方面的成功率仍只有10%。

准备钻井

油井的选址一旦确定后，就必须进行勘探以确定范围，同时还必须提交环境影响报告。另外，还必须取得租用协议、开采权和对该块土地的使用权，并依法进行评估。如果是海底钻探，还必须确定合法的管辖权。

在涉及法律的诸项事宜确定以后，采油工人就要在该块土地上进行如下作业。

☆清理并平整土地，修建道路。

☆由于钻井过程中要用到水，因此附近必须有水源。如果没有自然水源，就必须掘井。

☆工人们还要挖一个泥浆储存池，用来存放在钻井过程中产生的岩石碎块和泥土碎屑，还要用塑料对这个池进行围边，以此来保护环境。如果这块地属于生态敏感区域，比如沼泽或荒地，碎块和泥土必须在远离现场的地方进行处理，必须用卡车运走而不能放进泥浆储存池中。

上述工作完成后，要在实际钻井的井口附近挖一个矩形的坑，叫作“油井口”。这个坑可以方便石油工人和钻井工人在井口附近作业。然后，工人们就驾驶小型钻孔车而不是大型的钻井架来钻主要的井口。井口的第一部分要比其他部分更大也更浅，同时要与大直径的导管保持平行。还要在这个主要井口的一侧，挖掘其他井口来暂时存放钻井设备。当所有的井口都挖好后，就可以把钻井架运进现场并架好。

根据距离钻井现场的远近和到达的难易程度，可以用卡车、直升机或驳船进行运输。有些钻井架搭建在船只或驳船上，以便在无支撑基础的内陆水面上进行作业（比如沼泽或湖泊）。当钻井设备运抵现场时，钻井架也必须架设完毕。

钻井

当工人搭好钻井架后，钻井工作就要开始了。首先，从初始井口开始，要钻一个表面井口，达到预定深度，也就是预计油圈闭上方的某个位置。

当钻井达到预定深度后，工人们要把套管放入井中，以防井口自行塌陷（这一过程被称为“下套管与固井”）。套管外围装有定位格架，这样套管就可以位于井的中心位置。

负责下套管的工人把套管放入井中。负责固井的工人使用底模塞、水泥浆、上胶塞和钻井泥浆来将水泥泵压入套管。在钻井泥浆的压力作用下，水泥浆流过套管，将套管外部和井口之间的空间封闭住。最后，水泥进行冷却后，检测其坚硬度、校准度和密封程度。

接下来进行的钻井作业如下。

工人们继续钻井，进行新一轮的下套管和固井，然后再继续钻井。当泥浆中的岩石碎块中出现了储油岩层的油砂，油井的探测就可能达到了预期的深度。

如果已达到预期深度，工人们会对油井继续作业，使原油按计划流入套管中。

首先，工人们把射孔枪放入井中的产油层上。射孔枪可发射炸药，在套管上钻孔，使原油顺着这些孔流出来。

开孔后的套管成为一条使油和气流出油井的管道。管道外装有一个叫作“封隔器”的设备。封隔器被装在产油层上，可以进行伸展，在管道外形成一层隔离层。

最后，工人们把一个叫作“圣诞树”的多阀门设备与管道的顶部相连，并将其用水泥固定在套管的顶部。钻井工人可以通过“圣诞树”来控制井下原油的流量。

当油井挖好后，就必须引导原油流入油井中。如果储油岩层为石灰石，酸性物质就会泵压进油井，再从射孔中喷出。酸性物质会分解石灰石中引导原油流入油井的通道。如果储油岩层为砂岩，采油工人就会把一种特制的含有压力支撑剂的混合液体泵压到油井中，再从射孔中喷出。在这种液体的作用下，砂岩上会产生细小的裂缝，原油会通过这些缝隙流入油井。当原油开始流出油井后，钻井架就会从现场移走，同时架设相应的生产设备从油井中提取原油。

提取原油

钻井架被移走后，油井上方会架设一个泵。泵里的电动机带动变速箱运转，变速箱又带动杠杆运动，杠杆再推动研磨棒上下运动。研磨棒连接着抽油杆，抽油杆又连接着一个泵。在这套系统中，泵做上下运动，产生的吸力可以将原油从油井中抽出来。