石油勘探部件是石油勘探過程中(從地表探測到井下地層分析)用于 “獲取地質(zhì)信息、識(shí)別油氣藏、保障勘探作業(yè)安全” 的核心設(shè)備組件,覆蓋 “地面勘探、鉆井勘探、測井勘探” 三大核心環(huán)節(jié)。不同部件的作用圍繞 “正確探測、數(shù)據(jù)采集、風(fēng)險(xiǎn)防控” 展開,直接決定勘探效率與油氣藏發(fā)現(xiàn)的正確性,具體分類及作用如下:
一、地面勘探部件:地表地質(zhì)信息采集,初步鎖定勘探靶區(qū)
地面勘探是石油勘探的 “第一步”,通過地表及淺層地質(zhì)分析判斷地下是否存在油氣藏,核心部件及作用如下:
地震勘探核心部件地震勘探是地面勘探的主流技術(shù),通過人工激發(fā)地震波(如震源車),接收地下反射波來分析地層結(jié)構(gòu),關(guān)鍵部件作用:
震源部件(如可控震源車的振動(dòng)平板、激發(fā)裝置):產(chǎn)生穩(wěn)定、可控的地震波(頻率 5-100Hz),確保地震波能穿透不同深度地層(從幾百米到數(shù)千米),為后續(xù)反射波分析提供清晰信號(hào);
檢波器(如壓電式檢波器、光纖檢波器):接收地下地層反射的地震波,將機(jī)械振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào) / 光信號(hào),正確記錄反射波的傳播時(shí)間、振幅(通過時(shí)間差計(jì)算地層深度,振幅差異判斷地層巖性 —— 砂巖易儲(chǔ)油,泥巖多為隔層);
數(shù)據(jù)采集站:實(shí)時(shí)接收檢波器的信號(hào),進(jìn)行濾波、放大、數(shù)字化處理(避免信號(hào)干擾),再傳輸至控制系統(tǒng),形成原始地震數(shù)據(jù)(為后續(xù) “地震剖面繪制” 提供基礎(chǔ))。
重力 / 磁法勘探部件針對(duì)復(fù)雜地表(如山區(qū)、沙漠),通過重力、磁場差異判斷地下地質(zhì)構(gòu)造,核心部件作用:
重力儀(如石英彈簧重力儀):測量地表重力加速度微小變化(精度達(dá) ±0.01mGal),重力異常區(qū)往往對(duì)應(yīng)地下密度差異(如油氣藏密度低于圍巖,會(huì)形成局部重力低異常);
磁力儀(如質(zhì)子磁力儀):檢測地表磁場強(qiáng)度變化(精度達(dá) ±0.1nT),磁性異常區(qū)可指示地下磁性巖層(如玄武巖、花崗巖)的分布,輔助排除非儲(chǔ)油構(gòu)造(此類巖層通常不具備油氣儲(chǔ)存條件)。
二、鉆井勘探部件:保障鉆井作業(yè),獲取井下巖芯 / 流體樣本
當(dāng)?shù)孛婵碧芥i定 “潛在靶區(qū)” 后,需通過鉆井深入地下(從幾百米到上千米),直接獲取井下地層信息,核心部件及作用聚焦 “安全鉆井、樣本采集、井眼穩(wěn)定”:
鉆井動(dòng)力與傳動(dòng)部件確保鉆頭能持續(xù)破碎巖石、向地下鉆進(jìn),核心部件作用:
鉆井馬達(dá)(如渦輪鉆具、螺桿鉆具):將鉆井液的液壓能 / 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)鉆頭高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速 50-300r/min),破碎不同硬度的地層(軟地層用牙輪鉆頭,硬地層用 PDC 鉆頭);
鉆桿 / 鉆鋌:鉆桿(中空鋼管,直徑 50-130mm)連接地面設(shè)備與鉆頭,傳遞扭矩與鉆井液;鉆鋌(壁厚更大、重量更重)提供 “鉆壓”(使鉆頭緊貼巖石),同時(shí)保持井眼垂直(避免井眼歪斜導(dǎo)致后續(xù)測井困難)。
鉆井液循環(huán)與控制部件鉆井液(泥漿)是 “鉆井血液”,相關(guān)部件保障鉆井液功能實(shí)現(xiàn):
鉆井泵:將鉆井液加壓(壓力 10-30MPa)后泵入鉆桿,通過鉆頭水眼噴向井底,攜帶巖屑(破碎的巖石顆粒)返回地面;
振動(dòng)篩 / 除砂器:地面循環(huán)系統(tǒng)的核心部件,振動(dòng)篩通過篩網(wǎng)分離鉆井液中的大顆粒巖屑(粒徑>0.3mm),除砂器去除細(xì)砂(粒徑 0.07-0.3mm),確保鉆井液清潔(避免巖屑堵塞鉆頭水眼,或劃傷井壁);
井口防噴器(如閘板防噴器、環(huán)形防噴器):鉆井過程中若井下出現(xiàn) “井噴”(高壓油氣突然涌出),防噴器可快速關(guān)閉井口(響應(yīng)時(shí)間<10 秒),阻斷油氣噴出,避免安全事故(如火災(zāi)、爆炸)。
巖芯 / 流體采集部件直接獲取井下地層樣本,判斷是否存在油氣,核心部件作用:
巖芯筒:隨鉆頭下入井底,在一定地層(如地震勘探預(yù)測的 “儲(chǔ)油層”)將巖石切割成柱狀巖芯(直徑 50-100mm,長度 1-5m),起出地面后分析巖芯的孔隙度(儲(chǔ)油能力)、滲透率(油氣流動(dòng)能力);
取心鉆頭:與巖芯筒配合,在破碎巖石的同時(shí)保留完整巖芯(如金剛石取心鉆頭,硬度高、磨損小,適合硬地層取心);
地層測試器(如 MDT 模塊式動(dòng)態(tài)測試器):下入井底后,通過 “封隔器” 密封目標(biāo)地層,抽取地層流體(原油、天然氣、地層水)樣本,檢測流體密度、粘度、含油率(直接判斷該地層是否為 “工業(yè)油藏”)。
三、測井勘探部件:井下地層分析,確定油氣藏參數(shù)
鉆井完成后,需通過 “測井”(下井儀器測量地層物理參數(shù))對(duì)井下地層進(jìn)行掃描,核心部件作用是 “將地層物理特性轉(zhuǎn)化為可量化數(shù)據(jù)”,為油氣藏評(píng)價(jià)提供依據(jù):
電法測井部件通過測量地層電阻率差異判斷巖性與含油性(油、水、氣的電阻率差異顯著),核心部件作用:
電極系(如雙側(cè)向電極系、感應(yīng)測井線圈):向地層發(fā)射電流 / 電磁場,接收地層反饋的電信號(hào),計(jì)算地層電阻率(含油地層電阻率遠(yuǎn)高于含水地層,如砂巖儲(chǔ)層中,油層電阻率可能達(dá) 100Ω?m,水層僅 1-10Ω?m);
信號(hào)處理器:將電極系接收的微弱電信號(hào)放大、濾波,轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的 “電阻率曲線”,通過曲線形態(tài)判斷儲(chǔ)層厚度(曲線異常段對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層)、含油性(高電阻率段大概率為油層)。
聲波測井部件利用聲波在不同地層中的傳播速度差異,分析地層巖性、孔隙度,核心部件作用:
聲波發(fā)射器 / 接收器:發(fā)射器向地層發(fā)射聲波(縱波,頻率 20-30kHz),接收器記錄聲波穿過地層的時(shí)間(“聲波時(shí)差”),砂巖、泥巖、灰?guī)r的聲波時(shí)差差異明顯(如砂巖時(shí)差約 50-60μs/ft,泥巖約 70-90μs/ft);
數(shù)據(jù)解釋模塊:通過聲波時(shí)差計(jì)算地層孔隙度(孔隙度越高,聲波傳播越慢,時(shí)差越大),孔隙度>15% 的地層才具備儲(chǔ)油條件,為后續(xù) “是否投產(chǎn)” 提供關(guān)鍵依據(jù)。
放射性測井部件通過測量地層天然放射性或人工放射性,輔助判斷巖性與流體性質(zhì),核心部件作用:
伽馬射線探測器(如閃爍計(jì)數(shù)器):測量地層天然伽馬射線強(qiáng)度(泥巖含放射性元素多,伽馬值高;砂巖、灰?guī)r伽馬值低),用于劃分地層界面(伽馬曲線突變處為地層分界);
中子探測器:向地層發(fā)射中子,接收反射的 “熱中子”,含氫量高的地層(如油層、水層)會(huì)吸收更多中子,熱中子計(jì)數(shù)低;含氣地層(天然氣含氫量低)熱中子計(jì)數(shù)高,可區(qū)分 “油層、水層、氣層”。