古人开采石油的方法经历了几个阶段的发展,从最初的简单提捞方式到后来的自喷采油和人工举升采油。
简单提捞方式
古人最初使用提捞方式开采石油,类似于用吊桶从水井中提水的方法。这种方法适用于油层浅、压力小、产量低的油井。例如,1907年在中国延长油矿的延1井,井深81米,日产油1~1.5吨,就是用转盘绞车把石油从油井中提捞上来的。
自喷采油
随着石油工业的发展,人们发现自喷采油是一种更有效的开采方式。自喷采油是利用油层自身的能量将石油举升到地面。当油井开发初期,地层能量充足,石油会像喷泉一样自动喷出。这种方法适用于油层物性好、地层能量高的情况。例如,在清代,中国曾打出世界上最深的井,深度超过1000米,主要采用的是自喷采油。
人工举升采油
随着油田开发的深入,地层能量逐渐消耗,油井最终会停止自喷。这时需要采用人工举升的方法来补充能量,将石油从井底采出。人工举升方法主要分为气举法和抽油法两大类:
气举法:当地层能量不足以将石油举升到地面时,需要人为注入高压气体,通过降低液体密度,利用气体膨胀功将液体举升到地面。这种方法适用于油井供液能力强、地层渗透率高的油井。
抽油法:包括有杆泵采油和无杆泵采油。有杆泵采油通过抽油杆带动井下抽油泵的活塞做上下往复运动,将油抽到地面。无杆泵采油则通过电动机、高压液体等驱动井下泵,如电动潜油离心泵、螺杆泵、射流泵、水力活塞泵等。
技术进步
古人通过不断的技术创新,从最初的挖掘井逐渐演进为顿钻钻井,使用木制井架、竹制缆索、立轴式卷扬滚筒和各种圆刃钻头进行钻井。北宋时期,中国发明了“卓筒井”,这是世界历史上的创举,使用竹管管道输送天然气和石油。
总结起来,古人开采石油的方法从简单的提捞到自喷,再到复杂的人工举升技术,经历了漫长的发展过程。随着技术的不断进步,石油的开采效率不断提高,为后世的石油工业发展奠定了基础。