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石油是深埋在地下的流體礦物。最初人們把自然界產(chǎn)生的油狀液體礦物稱石油，把可燃氣體稱天然氣，把固態(tài)可燃油質(zhì)礦物稱瀝青。隨著對這些礦物研究的深入，認識到它們在組成上均屬烴類化合物，在成因上互有聯(lián)系,因此把它們統(tǒng)稱為石油。1983年9月第11次世界石油大會提出，石油是包括自然界中存在的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)烴類化合物以及少量雜質(zhì)組成的復(fù)雜混合物。所以石油開采也包括了天然氣開采。
石油在國民經(jīng)濟中的作用石油是重要能源，同煤相比，具有能量密度大（等重的石油燃燒熱比標準煤高50%）、運輸儲存方便、燃燒后對大氣的污染程度較小等優(yōu)點。從石油中提煉的燃料油是運輸工具、電站鍋爐、冶金工業(yè)和建筑材料工業(yè)各種窯爐的主要燃料。以石油為原料的液化氣和管道煤氣是城市居民生活應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)燃料。飛機、坦克、艦艇、火箭以及其他航天器，也消耗大量石油燃料。因此，許多國家都把石油列為戰(zhàn)略物資。
20世紀70年代以來，在世界能源消費的構(gòu)成中，石油已超過煤而躍居首位。1979年占45%，預(yù)計到21世紀初，這種情況不會有大的改變。石油制品還廣泛地用作各種機械的潤滑劑。瀝青是公路和建筑的重要材料。石油化工產(chǎn)品廣泛地用于農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、紡織工業(yè)以及醫(yī)藥衛(wèi)生等部門，如合成纖維、塑料、合成橡膠制品，已成為人們的生活必需品。
1982年世界石油產(chǎn)量為26.44億噸，天然氣為15829億立方米。1973年以來，三次石油漲價和1982年的石油落價，都引起世界經(jīng)濟較大的波動（見世界石油工業(yè)）。
油氣聚集和驅(qū)動方式油氣在地殼中生成后，呈分散狀態(tài)存在于生油氣層中，經(jīng)過運移進入儲集層，在具有良好保存條件的地質(zhì)圈閉內(nèi)聚集，形成油氣藏。在一個地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)可以有若干個油氣藏，組合成油氣田。
儲層 貯存油氣并能允許油氣流在其中通過的有儲集空間的巖層。儲層中的空間,有巖石碎屑間的孔隙,巖石裂縫中的裂隙，溶蝕作用形成的洞隙。孔隙一般與沉積作用有關(guān)，裂隙多半與構(gòu)造形變有關(guān)，洞隙往往與古巖溶有關(guān)。空隙的大小、分布和連通情況，影響油氣的流動，決定著油氣開采的特征（見石油開發(fā)地質(zhì)）。
油氣驅(qū)動方式 在開采石油的過程中，油氣從儲層流入井底,又從井底上升到井口的驅(qū)動方式。主要有:①水驅(qū)油藏，周圍水體有地表水流補給而形成的靜水壓頭；②彈性水驅(qū)，周圍封閉性水體和儲層巖石的彈性膨脹作用；③溶解氣驅(qū)，壓力降低使溶解在油中的氣體逸出時所起的膨脹作用；④氣頂驅(qū)，存在氣頂時，氣頂氣隨壓力降低而發(fā)生的膨脹作用;⑤重力驅(qū),重力排油作用。當以上天然能量充足時，油氣可以噴出井口；能量不足時，則需采取人工舉升措施，把油流驅(qū)出地面（見自噴采油法，人工舉升采油法）。
石油開采的特點與一般的固體礦藏相比，有三個顯著特點：①開采的對象在整個開采的過程中不斷地流動，油藏情況不斷地變化，一切措施必須針對這種情況來進行，因此，油氣田開采的整個過程是一個不斷了解、不斷改進的過程；②開采者在一般情況下不與礦體直接接觸。油氣的開采，對油氣藏中情況的了解以及對油氣藏施加影響進行各種措施，都要通過專門的測井來進行；③油氣藏的某些特點必須在生產(chǎn)過程中，甚至必須在井數(shù)較多后才能認識到，因此，在一段時間內(nèi)勘探和開采階段常常互相交織在一起（見油氣田開發(fā)規(guī)劃和設(shè)計）。
要開發(fā)好油氣藏，必須對它進行全面了解，要鉆一定數(shù)量的探邊井，配合地球物理勘探資料來確定油氣藏的各種邊界（油水邊界、油氣邊界、分割斷層、尖滅線等）；要鉆一定數(shù)量的評價井來了解油氣層的性質(zhì)（一般都要取巖心），包括油氣層厚度變化，儲層物理性質(zhì)，油藏流體及其性質(zhì),油藏的溫度、壓力的分布等特點,進行綜合研究，以得出對于油氣藏的比較全面的認識。在油氣藏研究中不能只研究油氣藏本身，而要同時研究與之相鄰的含水層及二者的連通關(guān)系（見油藏物理）。
在開采過程中還需要通過生產(chǎn)井、注入井和觀察井對油氣藏進行開采、觀察和控制。油、氣的流動有三個互相聯(lián)接的過程：①油、氣從油層中流入井底；②從井底上升到井口；③從井口流入集油站，經(jīng)過分離脫水處理后，流入輸油氣總站，轉(zhuǎn)輸出礦區(qū)（見油藏工程）。
石油開采技術(shù)
測井工程 在井筒中應(yīng)用地球物理方法，把鉆過的巖層和油氣藏中的原始狀況和發(fā)生變化的信息，特別是油、氣、水在油藏中分布情況及其變化的信息，通過電纜傳到地面,據(jù)以綜合判斷,確定應(yīng)采取的技術(shù)措施（見工程測井，生產(chǎn)測井，飽和度測井）。
鉆井工程 在油氣田開發(fā)中，有著十分重要的地位，在建設(shè)一個油氣田中，鉆井工程往往要占總投資的50%以上。一個油氣田的開發(fā)，往往要打幾百口甚至幾千口或更多的井。對用于開采、觀察和控制等不同目的的井（如生產(chǎn)井、注入井、觀察井以及專為檢查水洗油效果的檢查井等）有不同的技術(shù)要求。應(yīng)保證鉆出的井對油氣層的污染最少，固井質(zhì)量高，能經(jīng)受開采幾十年中的各種井下作業(yè)的影響。改進鉆井技術(shù)和管理，提高鉆井速度，是降低鉆井成本的關(guān)鍵（見鉆井方法，鉆井工藝，完井）。
采油工程 是把油、氣在油井中從井底舉升到井口的整個過程的工藝技術(shù)。油氣的上升可以依靠地層的能量自噴，也可以依靠抽油泵、氣舉等人工增補的能量舉出。各種有效的修井措施，能排除油井經(jīng)常出現(xiàn)的結(jié)蠟、出水、出砂等故障，保證油井正常生產(chǎn)。水力壓裂或酸化等增產(chǎn)措施，能提高因油層滲透率太低，或因鉆井技術(shù)措施不當污染、損害油氣層而降低的產(chǎn)能。對注入井來說，則是提高注入能力（見采油方法，采氣工藝，分層開采技術(shù)，油氣井增產(chǎn)工藝）。
油氣集輸工程 是在油田上建設(shè)完整的油氣收集、分離、處理、計量和儲存、輸送的工藝技術(shù)。使井中采出的油、氣、水等混合流體，在礦場進行分離和初步處理，獲得盡可能多的油、氣產(chǎn)品。水可回注或加以利用，以防止污染環(huán)境。減少無效損耗（見油田油氣集輸）。
石油開采中各學(xué)科和工程技術(shù)之間的關(guān)系見圖。 石油開采技術(shù)的發(fā)展石油和天然氣的大規(guī)模開采和應(yīng)用，是近百年的事。美國和俄國在19世紀50年代開始了他們各自的近代油、氣開采工業(yè)。其他國家稍晚一些。石油開采技術(shù)的發(fā)展與數(shù)學(xué)、力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、物理學(xué)、機械工程、電子學(xué)等學(xué)科發(fā)展有密切聯(lián)系。大致可分三個階段：
初期階段 從19世紀末到20世紀30年代。隨著內(nèi)燃機的出現(xiàn)，對油料提出了迫切的要求。這個階段技術(shù)上的主要標志是以利用天然能量開采為主。石油的采收率平均只有15～20%，鉆井深度不大，觀察油藏的手段只有簡單的溫度計、壓力計等。
第二階段 從30年代末到50年代末，以建立油田開發(fā)的理論體系為標志。主要內(nèi)容是：①形成了作為鉆井工程理論基礎(chǔ)的巖石力學(xué)；②基本確立了油藏物理和滲流力學(xué)體系，普遍采用人工增補油藏能量的注水開采技術(shù)。在蘇聯(lián)廣泛采用了早期注水保持地層壓力的技術(shù)，使石油的最終采收率從30年代的15～20%，提高到30%以上，發(fā)展了以電測方法為中心的測井技術(shù)和鉆4500米以上的超深井的鉆井技術(shù)。在礦場集輸工藝中廣泛地應(yīng)用了以油氣相平衡理論為基礎(chǔ)的石油穩(wěn)定技術(shù)。基本建立了與油氣田開發(fā)和開采有關(guān)的應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)體系。
第三階段 從60年代開始，以電子計算機和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)廣泛用于油、氣田開發(fā)為標志，開發(fā)技術(shù)迅速發(fā)展。主要方面有：①建立的各種油層的沉積相模型，提高了預(yù)測儲油砂體的非均質(zhì)性及其連續(xù)性的能力，從而能更經(jīng)濟有效地布置井位和開發(fā)工作；②把現(xiàn)代物理中的核技術(shù)應(yīng)用到測井中，形成放射性測井技術(shù)，與原有的電測技術(shù),加上新的生產(chǎn)測井系列,可以用來直接測定油藏中油、氣、水的分布情況，在不同開發(fā)階段能采取更為有效的措施；③對油氣藏內(nèi)部在采油氣過程中起作用的表面現(xiàn)象及在多孔介質(zhì)中的多相滲流的規(guī)律等，有了更深刻的理解，并根據(jù)物理模型和數(shù)學(xué)模型對這些現(xiàn)象由定性進入定量解釋（見油藏數(shù)值模擬），試驗和開發(fā)了除注水以外提高石油采收率的新技術(shù)；④以噴射鉆井和平衡鉆井為基礎(chǔ)的優(yōu)化鉆井技術(shù)迅速發(fā)展。鉆井速度有很大的提高。可以打各種特殊類型的井，包括叢式井，定向井，甚至水平井，加上優(yōu)質(zhì)泥漿，使鉆井過程中油層的污染降到最低限度；⑤大型酸化壓裂技術(shù)的應(yīng)用使很多過去沒有經(jīng)濟價值的油、氣藏，特別是致密氣藏,可以投入開發(fā),大大增加了天然資源的利用程度。對油井的出砂、結(jié)蠟和高含水所造成的困難，在很大程度上得到了解決（見稠油開采，油井防蠟和清蠟，油井防砂和清砂，水油比控制）；⑥向油層注蒸汽，熱采技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)使很多稠油油藏投入開發(fā)；⑦油、氣分離技術(shù)和氣體處理技術(shù)的自動化和電子監(jiān)控，使礦場油、氣集輸中的損耗降到很低，并能提供質(zhì)量更高的產(chǎn)品。
海上油氣開發(fā)海上油氣開發(fā)與陸地上的沒有很大的不同，只是建造采油平臺的工程耗資要大得多，因而對油氣田范圍的評價工作要更加慎重。要進行風險分析，準確選定平臺位置和建設(shè)規(guī)模。避免由于對地下油藏認識不清或推斷錯誤，造成損失。60年代開始，前瞻中國油田服務(wù)行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃海上石油開發(fā)有了極大的發(fā)展。海上油田的采油量已達到世界總采油量的20%左右。形成了整套的海上開采和集輸?shù)膶Ｓ迷O(shè)備和技術(shù)。平臺的建設(shè)已經(jīng)可以抗風、浪、冰流及地震等各種災(zāi)害，油、氣田開采的水深已經(jīng)超過200米。
當今世界上還有不少地區(qū)尚未勘探或充分勘探，深部地層及海洋深水部分的油氣勘探剛剛開始不久，還會發(fā)現(xiàn)更多的油氣藏，已開發(fā)的油氣藏中應(yīng)用提高石油采收率技術(shù)可以開采出的原油數(shù)量也是相當大的；這些都預(yù)示著油、氣開采的科學(xué)技術(shù)將會有更大的發(fā)展。
