“吞噬”钢铁！油气田的“胃口”真不小

地球人都知道，开采地壳中蕴藏的石油、天然气需要钻很深的孔洞，穿透几百米乃至数千米厚的岩层，才能获得到人们衣食住行离不开的宝藏。那么，你是否知道石油、天然气都是以消耗优质钢管为代价的产物吗？简单阐述一下建井的大致过程，就会明了此话绝非谬言。

以陆地上的石油钻井为例，且不说钻机和钻具构成的庞然大物，单就钻达油藏的井眼来看就是一个“吞噬”钢铁的大窟窿。为防止软硬不均的井壁坍塌，首先要在钻达油气层的井孔内下入抗挤压、抗拉伸、抗腐蚀强度比较高的无缝钢管保持畅通，也就是说井眼有多深，下入的钢管就得有多长，并且从上到下的直径由粗到细，管壁由厚到薄，为了防止钻井过程中发生井喷事故，有时还要下入多重钢管保证安全，这种用水泥永久性封固在井里的管材称为套管。

国产的油气田专用套管，参照美国石油工程师学会制定的API标准制造，分为若干钢级，常用的普通型J - 55套管有一条浅绿色环标，强度级别更高的N-80套管有一条红色环标。按照公称直径140毫米、壁厚7~10 毫米、每根10米长带一个螺纹接箍的理论质量计算，钻1千米的井深需要下入套管的累计质量至少在30吨。我国目前发现的油气田，埋藏深度在1000米之内的并不多，大部分需要钻1500~2500米的中深井才能开采到油气，新疆塔里木盆地产气井的深度已经达到8000米。可想而知，至少需要下入数十吨到上百吨的套管才能满足一口深井的“胃口”。

建成了用套管保护的井筒，还不能直接用来产出油气，为了把地层渗出的油气流引导至地面，还要在套管内下入携带多种多样井下工具的衬管，人为控制油气产量保持在合理区间。这种小于套管内径的衬管不固定，可以随时提出来更换检修携带的井下工具，因为是油气流产出的通道，故而在业内称为油管。通常在公称直径140毫米的套管内悬挂外径73毫米螺纹连接的无缝钢管，作为油气流出井筒的必经之路。国产的油气田专用油管，也是参照国际通用的API标准制造，按每8米长带一个螺纹接箍的理论质量计算，下入深度1千米左右的油管，累计质量在9吨左右。如果井筒特别深，在套管内径允许的条件下可以悬挂直径和薄厚更大一级的高强度油管，下井深度由管体和连接螺纹的强度决定，最大极限可达50吨左右。

有了防护性的套管和悬挂的油管，单纯的采气井便可投入生产。采油井则不然，由于不能长时间依靠消耗天然能量自喷采油，当油流无法自行上升到地面的时候需要安装机械提供举升动力，在油管内还要下入有杆或者无杆两种类型的深井泵。在油田上最常见的是有杆泵采油机械，井口处装有一台上下往复运动的抽油机，通过悬吊一条细长的钢杆，带动沉没到液面之下的深井泵抽吸做功。这种靠螺纹连接的杆状下井物称为抽油杆，直径在16~25 毫米，接箍的最大外径不超过36毫米，使其能够在内径62毫米的油管内上下自如运动。以泵挂深度900米、使用公称直径22毫米抽油杆、连接内径44毫米的管式泵为例，下入井内的累计质量在3吨上下。若再加上地面安装的载荷10吨左右的抽油机自重，这套机械举升系统的总质量至少在15吨。

上述仅是建成一口开采油气井最基本的钢材用量。倘若建设一个年产百万吨级的中等油气田，往往需要钻数百口生产井，千万吨级的大油气田则要钻上万口深度不等的生产井，扣除地面横向铺设的各种输送油气水的管道，单是纵向打到地下看不见的管杆累加起来将是一个多么令人瞠目结舌的数字。众所周知，法国人建造324米高度的埃菲尔铁塔，用钢量才7000吨。假如把一个中等油气田埋到地下的管、杆、机、泵用钢量全部累加起出来，足可以建造几十座乃至上百座埃菲尔铁塔。因此说油气田是大量吞噬钢铁的怪兽毫不为过。由于大量的钢铁隐没在地下看不见，不了解真相的人往往会产生错觉，误以为开发油气田仅仅是竖着钻油井、横着铺管线，并不知道每口生产井都是用几十吨乃至数百吨钢铁建成的油气流通道。解开这个障眼的迷局，才会对油气田有全面的认知。

作者：宫柯