石油工业概论
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spContent=本课程从世界石油工业发展的角度入手,回顾石油工业的过去,重点介绍石油工业的工艺技术现状,展望石油工业的未来。本课程立体展现了石油丰富多彩的特性,搭建了多学科交叉融合的平台,体现了理工结合、文理渗透的课程特点。借助于高清的视频和院士的讲座,将深奥的知识变得深入浅出。
—— 课程团队
课程概述

课程从中国古代四大石油发明(顿钻、康盆采气术、木制管道、猛火油术)讲起,介绍近现代石油工业是怎样一步步发展过来的,未来将走向何方。

石油独特的物理性质和化学性质决定了石油勘探开发的方法,也决定了石油衍生品加工的方法。石油是由多种烃和非烃组成的多种化合物的混合物。石油在自然界的存在形式和功用决定了石油丰富多彩的特性。当今世界正是不断利用石油的特性生产出品种繁多的石油产品,使人类置身于石油营造的世界。

石油科学原理部分从一滴油如何生成开始,讲到怎样加工成我们身上物美价廉的衣服的,涵盖石油地质学、石油勘探工程、油气藏工程、钻井工程、开采工程、储运工程和石油加工工艺等学科内容,以石油工业生产基本过程为主线,对涉及的每一工程领域的原理、技术与主要工艺都进行了简明扼要的介绍,以期完整地形成贯穿石油上中下游的知识体系。

  课程大量使用了中国石油学会拍摄的科普视频《石油与天然气》、新疆克拉玛依广播电视中心拍摄的科普片《克拉玛依的油气世界》等和大量的国外网站的视频,努力做到形象生动、深入浅出。课程在国家级精品课程“走进石油”的基础上,依托两个国家级教学示范中心—中国石油大学(华东)石油工业训练中心和中国石油大学(华东)石油工程学院教学实验中心,拍摄了大量视频,以更形象地展示石油工业壮观的场面和科学的工艺流程。

授课目标

要求学生掌握石油工业的基本生产工艺流程,系统了解石油工业的来龙去脉。掌握石油科学的基本概念和基本原理,了解石油学科所涉及的知识领域。最终形成对石油树完整清晰的认识。

课程大纲

第一讲 世界石油工业发展历程

前言

石油工业的概念;石油工业的重要性

1.1  中国古代四大石油发明

顿钻;康盆采气术;木制管道;猛火油术

1.2  煤油与近代石油工业

煤油灯和煤油的发明;德雷克第一井的诞生;标准石油公司的诞生与发展;标准石油公司的影响

1.3  汽油与现代石油工业

汽车的发明;万吨井的发现;标准石油公司的解体;加油站的出现与油品营销

1.4  一战催生的石油战争

摩托化部队的出现;陆战之王坦克的出现;飞机的出现;燃油战舰和潜艇的出现;航空母舰的出现

第二讲 石油及其衍生品

前言

2.1  解密石油

石油名字的由来;石油的元素组成;烃及其分类;非烃

2.2 石油衍生品

超稠油产品;合成纤维;合成树脂;合成橡胶

第三讲 油气的生成与聚集

前言

3.1  地质构造与沉积

造山运动;沉积盆地;含油气盆地;沉积相的概念;冲积扇相

3.2 油气有机生成理论

成油物质;海相陆相生油;干酪根;油气生成过程;环境条件

3.3  油气藏形成的要素

生油气层;储集层;盖层;圈闭

3.4  油气运移与聚集

油气初次运移;油气二次运移;背斜油气藏的形成;断层、岩性、地层油气藏

第四讲 油气勘探工程

前言

4.1 油气地质勘探

油气苗;地质调查;遥感地质法;踏勘

4.2  地球物理勘探

重力勘探;磁力勘探;电法勘探;地震勘探;地震勘探程序

4.3  矿场地球物理测井

电法测井;声波测井;密度测井;中子测井;测井程序

第五讲 油气藏工程

前言

5.1  表面现象

表面张力;岩石孔隙表面的润湿性;毛细管力

5.2  提高采收率

二采后剩余油成因泡沫驱机理;表面活性剂驱机理

5.3 王德民院士讲座一

亲水油层油水运动;亲水油层油水运动

5.4 王德民院士讲座二

高弹性聚合物驱;流度控制

第六讲 油气井工程

前言

6.1  转盘旋转钻井

转盘;水龙头;钻柱;钻头

6.2 井下动力钻井

定向井的分类;螺杆钻具;定向井造斜;地质导向钻井

6.3循环系统

钻井泵;振动筛;真空除气器;除砂器;除泥器;离心机

6.4  固井

固井设备和工具;常规固井套管串及附件;固井工艺

6.5 完井

裸眼完井法;射孔完井法;衬管完井法;砾石充填完井法

第七讲 油气开采工程

前言

7.1  自喷开采

自喷开采的流动过程;套管头的功能及结构;油管及油管头;采油树的组成

7.2 人工举升开采

游梁式抽油机;皮带式抽油机;潜油电泵抽油机;螺杆泵抽油机

7.3  注水开采

注水设备;注水管具;注水方法

7.4  水力压裂

水力压裂施工;径向流与线性流;压裂需考虑的因素;OptiPort多级压裂系统

7.5 王德民院士讲座

抽油机效率提高;穿层压裂与体积压裂

第八讲 油气储运工程

前言

8.1  油气集输

油水分离;原油脱水脱盐;原油稳定;气体净化

8.2 油气储存

拱顶罐和浮顶罐;球罐;储气库

8.3 油气长输管道

管道运输的优点;顺序输送;超稠油管道输送;海底管道

第九讲 石油炼制与化工

前言

9.1 石油一次加工

一次加工流程;蒸馏工艺

9.2  石油二次加工

催化裂化;催化重整与调和;沥青的生产;润滑油的生产

9.3 石油化工生产工艺

乙烯与聚乙烯的生产;腈纶纤维生产;化学纤维加工工艺

第十讲 石油工业的可持续发展

前言

10.1  油气资源

认识可燃冰;国际页岩气革命;中国页岩气革命

10.2  节能环保

采油节能;保护风景区;污水处理;钻井环保;天然气回收

10.3 石油企业的经营管理

油企的责任;低油价下的改革;新型油公司模式;改革实例

10.4 科技进步

数字化油田建设;智能化油田;实时传输;故障巡井;数字化油田的便利

预备知识

证书要求

本课程采用百分制计分。平时单元测试40%,为客观题;课程进行中会发布一些讨论,讨论成绩占20%;结课考试占40%。总评成绩60分及以上为合格,85分及以上为优秀。由任课教师签发课程结业证书,其中成绩优秀者将颁发优秀证书。

参考资料

王瑞和,张卫东.石油天然气工业概论(第2版).东营:中国石油大学出版社.2016

刘建林.微力无边-神奇的毛细和浸润现象.北京:清华大学出版社.2016


常见问题

1. 主干学科的学生学该课有什么作用?

    主干学科的学生学习该课程,可以了解自己的专业在石油工业中所处的位置及其作用。通过对石油工业的系统了解,有助于搞清楚自己研究领域的科学问题,有利于从相关的学科中吸收营养,实现学科研究领域的前后延伸。

2. 通用专业的学生学该课有什么作用?

    石油工业被称为“工业的血液”,与石油工业相关的工业产值占据了全部工业产值的较大份额。当前高端的科学技术都在石油工业中得到了应用。通用专业的学生学习了解了石油工业,未来会有机会为石油工业服务,创造出更先进的产品和技术。

3. 人文专业的学生学习该课有什么作用?

    人类正处于石油时代,人们的衣食住行与石油产品息息相关。学习该课,能够提高自己的科技素养,用科学的观点看待社会的发展。通过深入了解石油工业的过去和现在,利用石油战略的观点来分析世界的政治和经济。

4. 怎么学好该课?

    该课作为石油科学的入门课,从最形象的角度出发来讲授课程,没有复杂的公式和抽象的概念。让大家在视频和模型中学习石油工业。多看几遍视频,把视频联系起来,调动起想象的思维,寓教于乐,回归教育的本质。