würdigen! Die vielen Durchbrüche in der Ölförderungstechnologie haben das Land immer selbstbewusster gemacht.

Wie viele Schritte sind nötig, um Öl zu gewinnen? Finden Sie es, graben Sie einen Brunnen und fördern Sie es.

Da es sich um ein flüssiges Mineral handelt, ist die Exploration und Erschließung von Öl ein typisches integriertes Explorations- und Produktionsmodell. Daher ist das Niveau der Bohrtechnologie, da es sich um die Kernarbeit im gesamten Öl- und Gasförderungsprozess handelt, direkt ausschlaggebend für das Niveau der Öl- und Gasförderung.

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Die Ausbeutung der Ölvorkommen ist nicht einfach. Im Gegensatz zu festen Mineralvorkommen liegen Öl- und Gaslagerstätten oft tief unter der Oberfläche und erfordern den Einsatz bestimmter Bergbaugeräte. Darüber hinaus sind flüssige Mineralien mobil und ein unangemessener Abbau führt zu einer Verringerung der Gewinnungsrate.

Wie also gelang es dem Menschen, wertvolle Ressourcen wie Öl zu gewinnen? Welche Versuche haben unsere Wissenschaftler unternommen?

Erste Erkundung: Hat China wirklich kein Öl?

In der Anfangszeit, als die technologischen Voraussetzungen noch relativ schlecht waren, war die Entdeckung von Öl, wie auch anderer Mineralien, auf natürliche Vorkommen angewiesen. Im „Buch der Han-Geographie“ heißt es: „Dingyang, Gaonu, hat Wei-Wasser, das brennbar ist.“ Gaonu, ungefähr im heutigen Kreis Yanchang in der Provinz Shaanxi gelegen, war der Standort der ersten Ölquelle an Land in China. Im Jahr 1935 übernahm die Rote Armee der chinesischen Arbeiter und Bauern die Ölraffinerie Yanchang und die von der Raffinerie hergestellten Erdölprodukte leisteten im Widerstandskrieg gegen die japanische Aggression und im Befreiungskrieg große Unterstützung.

Im Jahr 1938 wurden mit Genehmigung des Zentralkomitees der Kommunistischen Partei Chinas zwei Bohrinseln und ihre Ausrüstung vom Yanchang-Ölfeld nach Yumen überführt und die erste Ölquelle am Yumen-Laojun-Tempel gebohrt. Dies markierte den Beginn der Entwicklung des ersten modernen Ölfelds Chinas und der Wiege der chinesischen Erdölindustrie – des Yumen-Ölfelds. Sie kann als wichtige „verdienstvolle Ölmine“ in China angesehen werden .

Laojunmiao-Ölmine des Yumen-Ölfelds. Bildquelle: Website der chinesischen Regierung

Mit der zweiten industriellen Revolution förderte die Erfindung des Verbrennungsmotors die Entwicklung der Ölförderungsindustrie und die Produktion der petrochemischen Industrie. Die ursprünglichen Öl- und Gasvorkommen reichten bei weitem nicht aus, um den Bedarf der sich rasch entwickelnden Produktion und des Lebens zu decken. Infolgedessen haben die Länder ihre Aufmerksamkeit rasch auf die Ölförderung gerichtet.

Nachdem Japan den Angriffskrieg gegen China begonnen hatte, führte es im Nordosten Chinas umfangreiche Untersuchungen und Plünderungen von Mineralien durch. Der Umfang der Öl- und Gasexploration erstreckte sich über ein Gebiet von Hailar in der Provinz Nord-Xing'an bis zur Provinz Rehe. Das Unternehmen entwickelte sogar eine 2.000 Meter lange, von einer Dampfmaschine angetriebene Drehbohranlage und bohrte am Rand des Daqing-Ölfeldes eine 1.000 Meter tiefe Erkundungsbohrung.

Dennoch besteht immer noch eine Lücke zwischen der Reservoirtiefe von 1.357 und 1.382 Metern der ersten Ölbohrung im Daqing-Ölfeld, Bohrung Songji Nr. 3.

Zu dieser Zeit dominierte die „Theorie der marinen Ölgewinnung“ das Gebiet der Ölförderung. Im Jahr 1922 wies Blackweld, ein Geologieprofessor an der Stanford University, in einem Aufsatz mit dem Titel „Ölvorkommen in China und Sibirien“ darauf hin: „In China gibt es keine Sedimente aus dem Mesozoikum oder Känozoikum; die meisten Sedimente aus dem Paläozoikum liefern kein Öl; daher wird China nie große Mengen Öl produzieren.“

Aus diesem Grund wurde mein Land als ölarmes Land abgestempelt.

Es ist Öl vorhanden, aber es ist immer noch etwas schwierig, es herauszubekommen

Im Jahr 1939 entdeckten chinesische Experten in Yumen, Provinz Gansu, in einem kontinentalen Becken das Ölfeld Laojunmiao, was die vorherrschende Stellung dieser Theorie erschütterte . Dies markierte den Beginn der chinesischen Theorie der Ölförderung an Land. Die anschließende Entwicklung des Daqing-Ölfelds und die dortige erdölgeologische Forschung legten letztlich eine solide Grundlage für die Theorie der Ölförderung an Land.

Der Hauptmotor der Bohrinsel Beu-40, die 1960 vom Bohrteam 1205 verwendet wurde. Bildquelle: Daqing Oilfield History Exhibition Hall

Im Gegensatz dazu wird in Japan, eingeschränkt durch die Idee der Ölsuche nach der „Theorie der marinen Ölförderung“, zwar geophysikalische Explorationstechnologie aus den USA übernommen, aber es wird immer noch hauptsächlich elektrische Explorationstechnologie eingesetzt. Das heißt, dass zunächst die Ölvorkommen entdeckt und anschließend eine Untersuchung der geologischen Struktur durchgeführt werden muss, was die Effizienz der Exploration beeinträchtigt.

Nach vollen dreißig Jahren in Nordostchina konnte Japan lediglich Ergebnisse der Exploration von zähflüssigem, schwefelreichem Schweröl vorweisen, und die Fördermenge war sehr gering. Angesichts der damaligen Raffinerietechnologie Japans war es schwierig, dieses Öl zur Raffination des von der Armee benötigten Benzins zu verwenden. Es war notwendig, neue Technologien und Ausrüstung aus den Vereinigten Staaten zu importieren. Als die Produktion erfolgreich abgeschlossen war, war der Krieg bereits vorbei.

Angesichts des Dilemmas unzureichender Ölressourcen kann Japan nur nach anderen Wegen suchen, um technologische Durchbrüche zu erzielen. Um das Problem der unzureichenden Ölausgaben zu lösen, musste Japan enorme Summen in die Entwicklung eines Projekts investieren, um Kohle zu künstlichem Erdöl zu verflüssigen und primär verflüssigtes Leichtöl sowie sekundär hydriertes Flüssigerdöl zu produzieren. Aufgrund der begrenzten Bedingungen war die Ölproduktion jedoch nicht hoch und es wurden viele künstliche Ölfabriken gebaut. Letztlich scheiterte das Projekt aufgrund unzureichender Finanzierung und Ausstattung. Alle diese Gründe sind auf die rückwärts gerichtete Bohrausrüstung zurückzuführen .

Ölbohrgestänge und Bohrer. Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

Flüssigöl allein kann den Ölbedarf Japans weder quantitativ noch qualitativ decken. Aufgrund der Ölknappheit war Japan gezwungen, seinen Plan aufzugeben, in Nordostchina weiter nach Öl zu suchen. Nur einige kleine Kernbohrinseln blieben übrig. Japan gab außerdem seine Ölexplorationsarbeiten im Nordosten Chinas vollständig auf und richtete seine Aufmerksamkeit auf die Insel Sachalin im Norden sowie die Indochinesische Halbinsel und den Malaiischen Archipel im Süden.

Mit der Eliminierung der Northward Advancement Faction von der Entscheidungsebene und der Niederlage Großbritanniens und Frankreichs auf dem europäischen Schlachtfeld erkannte Japan, dass sich die Gelegenheit geboten hatte, die reichen Ressourcen Südostasiens zu erobern und so das Problem des extremen Ölmangels zu lösen . Sumatra und Darakan in Indonesien, wichtige Produktionsgebiete für Unternehmen wie die East India Company, wären leicht zu erreichen.

Der erste Schritt der japanischen Invasion im Süden war Hanoi, gefolgt von der Unterzeichnung militärischer Bündnisse mit Deutschland und Italien, die auch in den USA, Großbritannien und anderen Ländern heftige Reaktionen hervorriefen. Im Jahr 1940 verhängte das US-Außenministerium ein moralisches Embargo gegen Japan und verbot Flugbenzin mit einer Oktanzahl über 87. Großbritannien und die Niederlande folgten diesem Beispiel, wobei Großbritannien die Öllieferungen von Borneo nach Japan einstellte. Die Vereinigten Staaten überzeugten die Niederländische Ostindien-Kompanie, die Öllieferungen nach Yokohama und Nagasaki einzustellen.

Diese Maßnahme, die in wirtschaftlicher Hinsicht einer Kriegserklärung an Japan gleichkam, trug nicht dazu bei, Japan einzudämmen. Stattdessen veranlasste es Japan dazu, Risiken einzugehen und den Plan zum Angriff auf Pearl Harbor auszuarbeiten und umzusetzen , und zwang die Vereinigten Staaten letztlich dazu, ihre Neutralität aufzugeben und sich dem Lager der Alliierten anzuschließen, was zum Zündstoff für den Ausbruch des Pazifikkriegs wurde.

Natürlich ist dies nur einer der Belege für die Notwendigkeit und Dringlichkeit der Exploration und Erschließung von Öl- und Gasvorkommen. Auch wenn sich die Struktur des Energieverbrauchs ändert, werden die Explorations- und Entwicklungsarbeiten fortgesetzt, solange die Nachfrage nach Öl und Gas bestehen bleibt.

Welche Schwierigkeiten gibt es bei der Ölexploration und -produktion?

Mit fortschreitender Exploration steigen die Kosten der Entwicklungsarbeiten. Da die meisten großen und mittelgroßen Becken, die für die Erschließung von Öl- und Gasvorkommen an Land geeignet sind, erkundet wurden, hat sich der Schwerpunkt der Öl- und Gasexploration von mittleren und flachen Schichten auf tiefe und ultratiefe Schichten verlagert.

Dieser Trend ist in unserem Land besonders deutlich zu erkennen. Einerseits haben der Öl- und Gasverbrauch meines Landes sowie seine Abhängigkeit vom Ausland zugenommen. Andererseits sind die geologischen Bedingungen für die Bildung von Öl- und Gaslagerstätten in flachen und mittleren Schichten in meinem Land tatsächlich nicht gut. Im Gegenteil, in den zentralen und westlichen Becken wurden eine Reihe großer Öl- und Gasfelder wie Tahe, Puguang, Anyue, Jingbian und Shunbei entdeckt. Dies zeigt, dass sich die Eigenschaften der nachgewiesenen tiefen und ultratiefen Karbonatöl- und -gaslagerstätten meines Landes stark von denen weltweit unterscheiden und breite Explorationsaussichten bieten.

Ölfeld Xinjiang. Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

Bei der Öl- und Gasexploration in China ist es immer dringlicher geworden, Durchbrüche in tiefen und ultratiefen Schichten zu erzielen. Infolgedessen verlagerte sich der Druck von neuen Theorien zur Reservoirbildung auf Bohrgeräte.

Bei frühen Ölbohrgeräten wurde das Schlagbohrverfahren verwendet. Das Prinzip besteht darin, einen großen Eisenkegel wiederholt anzuheben und zu schlagen, wodurch der Boden wie mit einem großen Meißel aufgebrochen wird.

Diese Methode wurde erstmals im Südwesten meines Landes zum Bohren von Brunnen mit kleinem Durchmesser zur Salzgewinnung eingesetzt. Es verfügt über eine Bohrkapazität von mehreren hundert Metern und kann Salzbrunnen mit einer Tiefe von bis zu einem Kilometer bohren. Es hat eine über 1.000-jährige Geschichte.

Das Rotationsbohren, das erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts aufkam, basiert hauptsächlich auf Rotation und Druck und funktioniert wie eine elektrische Bohrmaschine. Dadurch konnte die Arbeitseffizienz der Bohranlage um ein Vielfaches gesteigert und auch die Bohrtiefe um ein Vielfaches erhöht werden. Die tiefsten Bohrlöcher erreichen über 10.000 Meter.

Bohrinsel bei Nacht. Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

Für die Gewinnung fester Mineralien sind herkömmliche hydraulische Drehbohrgeräte mit einer Bohrkapazität von mehreren tausend Metern völlig ausreichend.

Denn die Bohrkapazität hat unsere Kapazität für den unterirdischen Tunnelabbau bei festen Mineralien überschritten. Für Öl und Gas, die eine integrierte Exploration und Gewinnung erfordern, reicht die Kapazität jedoch immer noch nicht aus, da sich die Schwierigkeiten bei der Erschließung der Öl- und Gasressourcen in zwei Aspekten widerspiegeln.

Der Bergbau wird auf fester Mineralkohle durchgeführt. Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

Einerseits ist es schwierig zu erkunden . Es gibt drei Gründe, warum die Exploration schwierig ist. Zunächst sind tiefe Bohrungen notwendig. Unabhängig davon, wie perfekt die Theorie ist oder wie umfassend und detailliert die geophysikalische Bodenuntersuchung ist, ist letztlich eine Überprüfung durch Tiefbohrungen erforderlich. Zweitens werden die Explorationsfonds mit zunehmender Explorationstiefe schneller verbraucht. Genau wie beim Bau eines Gebäudes müssen mit zunehmender Höhe der Stockwerke sowohl das Fundament als auch die Struktur mit ausreichender Redundanz entworfen und gebaut werden. drittens wird die Exploration ständig angepasst, wenn der Grad der Exploration zunimmt. Die Bohrarbeiten werden in einer Umgebung mit hohen Temperaturen, hohem Druck und hohem Salzgehalt durchgeführt und die Risiken und Schwierigkeiten bei der Exploration nehmen ständig zu.

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In anspruchsvollen Bohrlöchern führen Porendrücke, Bruchgradienten und komplexe Geometrien dazu, dass das Betriebsfenster eng ist. Der eigentliche Vorgang ähnelt dem Sticken in tiefen Schichten. Ob es an der Unfähigkeit liegt, effektive Bohrparameter zurückzumelden, an schlechten Seitenschneidefähigkeiten, an Schwierigkeiten beim Drehen des Bohrers oder sogar an einem engen Bereich der Bohrbetriebsfähigkeiten, es wird zu kostspieligen und zeitaufwändigen Ereignissen führen.

Andererseits ist es schwierig, es zu sammeln . Bei den Öl- und Gasansammlungselementen liegt die Reservoirabdeckung im Allgemeinen in einem flachen Zustand in der Schicht vor. Genau wie bei dem weichgekochten Ei, das Sie essen, möchten wir den weichen (Öl- und Gas-)Teil erhalten, aber seine Mikrostruktur ist nicht so einfach. Es ähnelt eher einem Schwamm mit unzähligen wasserisolierenden Schichten. Wenn Sie Öl und Gas fördern möchten, müssen Sie an der richtigen Stelle bohren. Dann drückt der Druck der Formation das Wasser (Öl und Gas) direkt aus dem Schwamm.

Das Problem besteht jedoch darin, dass die Existenz der wasserdichten Schicht (Abdeckschicht) Sie machtlos macht, obwohl nur eine Schicht zwischen Ihnen liegt. Deshalb ist es unser vorrangiges Ziel, möglichst viele Reservoirs miteinander zu verbinden. Selbstverständlich können wir uns auch für eine Unterbrechung des Deckgesteins (Fracking-Methode) entscheiden.

Dies ist das Dilemma, mit dem wir im Bergbau konfrontiert sind. Erstens ist es für uns schwierig, die feinräumige geologische Struktur tief unter der Erde allein durch geophysikalische Erkundung klar und genau zu untersuchen. Zweitens müssen wir, selbst wenn wir die Feinstruktur erreichen, über eine ausreichend flexible Bohrtechnologie verfügen, um die gewünschte Schicht direkt zu erreichen.

Suchen Sie weiter nach Öl! Es gibt immer mehr Lösungen als Probleme

Um erfolgreich Öl zu fördern, fanden die Menschen die direkteste Lösung: horizontale Bohrungen. Horizontale Bohrungen können, da sie parallel zur Formation verlaufen, mehr Öl und Gas fördern als vertikale Bohrungen. Die Durchlässigkeit dichter Formationen ist sehr gering und Öl und Gas können nur schwer zum Bohrloch gelangen. Durch die Erhöhung der Durchlässigkeit mittels hydraulischer Frakturierung und der Verwendung von Stützmitteln in Kilogramm wird durch die Vergrößerung der seitlichen Länge die freiliegende Fläche des Öl- und Gasreservoirs in einer einzelnen Bohrung vergrößert, und die wirtschaftliche Erschließung dichter Öl- und Gasschichten kann erreicht werden. Seit 2010 sind Horizontalbohrungen die wichtigste Produktionsmethode für Schiefergas und Tight Oil.

Darüber hinaus sind die mittleren und späten Phasen der Ölfeldentwicklung besonders schwierig, was auch die Weiterentwicklung der Bohrführungstechnologie stark gefördert hat. Nach Jahren der Entwicklung der Wasserinjektion haben die meisten Ölquellen in alten Ölfeldern das Stadium mit hohem Wassergehalt erreicht. Nachdem die unterirdische Ölschicht geflutet wurde, schwimmt nur eine dünne Ölschicht auf der Wasseroberfläche, was allgemein als „auf dem Wasser schwimmend“ bezeichnet wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Technologie des horizontalen Bohrens von Brunnen nützlich sein. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit, direkt auf die Ölschicht zu treffen, erheblich erhöht werden, was auch eine wichtige Triebkraft für die Entwicklung der Bohrführungstechnologie darstellt.

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Bohrführungstechnologie allein reicht bei weitem nicht aus. Während des Bohrvorgangs ist es aufgrund der einzelnen Mittel zur geologischen Zielerkennung und der Schwierigkeit, die Bohrlochbahn zu kontrollieren, schwierig, die Zielölschicht rechtzeitig und genau zu verfolgen. Dies führt zu einer niedrigen Reservebohrrate und der Unfähigkeit, komplexe Öl- und Gaslagerstätten effizient zu erschließen.

Wenn die Formationstypen und Trends von Ölfeldern komplex sind und der Standort des Reservoirs unsicher ist, verlagert sich die potenzielle Entwicklungsrichtung auf dünne und arme Schichten und Ölsandkörper, was Anforderungen an die Technologie zur Protokollierung während des Bohrens mit sich bringt.

Die derzeitige Mainstream-Technologie ist bei weitem nicht mit einer einfachen Bohrführung zufrieden. Darüber hinaus wird es mit komplexen geophysikalischen Untersuchungsgeräten kombiniert, um daraus eine ausgereifte Ausrüstung für die Bohrlochmessung zu entwickeln. Es verwendet mathematische Analysemethoden, um seismische Attribute mit Protokollierungskurven zu verknüpfen und erstellt ein geologisches Leitmodell vor dem Bohren für intelligentes Bohren. Mithilfe statistischer Modelle können Proben automatisch entdeckt, Reservoirbedingungen automatisch vorhergesagt, Bohrlochverläufe präzise gesteuert und die Bohrgeschwindigkeit verbessert werden.

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Die Öl- und Gasförderung verfügt über eine intelligente Navigation

Vor kurzem wurden mit der im Inland produzierten intelligenten Bohrführung meines Landes wichtige Fortschritte bei der tatsächlichen Bohranwendung in der Produktionsbohrung TP259-2H im westlichen Tarimbecken erzielt, wodurch ein ertragreicher industrieller Öl- und Gasfluss erzielt wurde. Dieser Anwendungsfortschritt beweist, dass mein Land in den Spitzenbereich der Technologie zur Exploration und Erschließung ultratiefer Öl- und Gasvorkommen vorgedrungen ist, wichtige Kerntechnologien beherrscht und die Entwicklung von Kerntechnologien in der gesamten Industriekette, einschließlich Bohrungen, Protokollierung, Schlammprotokollierung, Öltests und geophysikalischer Erkennung, erreicht hat.

Gleichzeitig wurden mit der Einführung dieser im Inland produzierten „schweren Ölwaffe“ Durchbrüche in Technologie und Ausrüstung erzielt. Die Ausrüstung wurde unabhängig entwickelt, was die Überprüfung und Innovation von Theorien zur Öl- und Gasexploration, die mit dem geologischen Hintergrund meines Landes vereinbar sind, stark unterstützt hat.

Intelligente Bohrführung mit Azimut-Elektromagnetwelle während des Bohrens, Widerstandsabbildungs-Protokollierungstool, das in das Bohrloch eindringt, Foto. Bildquelle: Chinesische Akademie der Wissenschaften

In den Upstream-Geschäftspraktiken meines Landes weisen ultratiefe Becken hohe Temperaturen, hohe Drücke, eine hohe Öl- und Gasreife sowie eine Ansammlung in der Nähe der Quelle auf, was der Erzeugung von Erdgas und Leichtöl mit reichlich vorhandenen Ressourcen und geringem Explorationsgrad förderlicher ist. Wichtige strategische Durchbrüche bei der Entdeckung von Öl- und Gasvorkommen konzentrieren sich grundsätzlich auf tiefe und ultratiefe Schichten. So stammen beispielsweise die gestiegenen Reserven und die Produktion im Vorgebirge des Tarim-Beckens, im Sichuan-Becken, am südlichen Rand des Junggar-Beckens und im Qaidam-Becken alle von hier.

Darüber hinaus gibt es in meinem Land noch immer eine große Anzahl alter Brunnen, die seit langer Zeit nicht mehr effektiv mit Wasser versorgt wurden und nach dem Scheitern mehrerer Maßnahmen stillgelegt wurden. Durch die Verwendung einer „intelligenten Bohrführung“, bei der an festgelegten Punkten und in festgelegten Richtungen innerhalb der Ölschicht Kernproben entnommen und das restliche Öl extrahiert wird, ist dies die einzige Möglichkeit, die Produktion in alten Ölfeldern in Zukunft zu stabilisieren und zu steigern sowie die Ressourcennutzung zu verbessern . Es ist zu einem wirkungsvollen Mittel geworden, um das Potenzial von Lagerstätten mit geringer Durchlässigkeit kostengünstig auszuschöpfen. Es bietet einen sehr breiten Spielraum für die Förderung der Erschließung des verbleibenden Ölpotenzials in alten Ölfeldern und wird die strategische Garantiefähigkeit der chinesischen Ölfelder weiter verbessern.

Abschluss

Wie viele Schritte sind nötig, um Öl zu gewinnen? Wenn Sie sich dieses Thema jetzt noch einmal ansehen, werden Sie feststellen, dass wir Schritt für Schritt vorgegangen sind und auch jetzt noch Schritte unternehmen.

Die Anstrengungen und der Schweiß, die in die wiederholten Experimente meines Landes gesteckt wurden, sind unermesslich, seit es von verschiedenen Ländern anfangs als Land „überhaupt ohne Ölressourcen“ bezeichnet wurde und heute durch „intelligente Bohrungen“ problemlos Öl fördern kann.

Gerade den Bemühungen der Wissenschaftler und Bergleute ist es zu verdanken, dass die strategische Ressource Öl so gut geschützt wurde, dass sie enormes Vertrauen in die wirtschaftliche und soziale Entwicklung des Landes sowie in die nationale Verteidigungssicherheit schafft.

Planung und Produktion

Produziert von Science Popularization China

Autor: Jing Bo, Geologieingenieur

Produzent: China Science Expo

Herausgeber: Lin Lin, Jin Yufen (Praktikant)