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石油工学は、原油、天然ガス、またはその両方である炭化水素の生産に関連する活動を扱う工学分野です。[ 1 ]探査と生産は、石油・ガス産業の上流部門に属すると考えられています。地球科学者による探査と石油工学は、石油・ガス産業の2つの主要な地下分野であり、地下貯留層からの炭化水素の経済的回収を最大化することに重点を置いています。石油地質学と地球物理学は、炭化水素貯留岩の静的な記述を提供することに重点を置いていますが、石油工学は、非常に高い圧力下での多孔質岩内の油、水、ガスの物理的挙動の詳細な理解を使用して、この資源の回収可能な量を推定することに重点を置いています。
炭化水素の蓄積期間全体を通して、地質学者と石油技術者が協力して取り組むことで、貯留層の開発と枯渇の方法が決定され、通常、油田の経済性に最も大きな影響を与えます。石油工学には、地球物理学、石油地質学、地層評価（検層）、掘削、経済性、貯留層シミュレーション、貯留層工学、坑井工学、人工揚水システム、坑井完成、石油生産工学など、他の多くの関連分野に関する十分な知識が必要です。
石油業界への人材採用は、これまで物理学、機械工学、化学工学、鉱山工学といった分野から行われてきた。その後の能力開発研修は、通常、石油会社内で実施されてきた。
この職業は、1914 年に米国鉱業冶金石油技術者協会(AIME)内で始まりました。最初の石油工学の学位は、1915 年にピッツバーグ大学によって授与されました。[ 2 ]それ以来、この職業はますます困難な状況を解決するために進化してきました。コンピュータ モデリング、材料、統計、確率分析の応用、水平掘削や強化石油回収などの新技術の進歩により、ここ数十年で石油技術者のツール ボックスは大幅に改善されました。自動化[ 3 ]、センサー[ 4 ] 、ロボット[ 5 ] [ 6 ]は、業界の効率性と安全性を高めるために使用されています。
深海、北極圏、砂漠といった過酷な環境への対応が求められるのが一般的です。高温高圧（HTHP）環境は操業においてますます一般的になりつつあり、石油技術者には熱水力学、地質力学、インテリジェントシステムといった幅広い分野に関する深い知識が求められます。
石油技術者協会( SPE) は、石油技術者のための最大の専門協会であり、石油・ガス業界を支援するために多くの技術情報やその他のリソースを発行しています。無料のオンライン教育 (ウェビナー)、メンターシップ、および会員が技術的な問題、ベストプラクティス、その他のトピックについて話し合うための専用プラットフォームである SPE Connect へのアクセスを提供しています。SPE 会員は、SPE コンピテンシー管理ツールを使用して、知識とスキルの強みと成長の機会を見つけることもできます。[ 7 ] SPE は、査読付きジャーナル、書籍、雑誌を発行しています。[ 8 ] SPE 会員は、 Journal of Petroleum Technologyの無料購読と、SPE の他の出版物の割引を受けられます。[ 9 ] SPE 会員は、SPE 主催のイベントやトレーニング コースの登録料の割引も受けられます。[ 9 ] SPE は、学部生と大学院生に奨学金とフェローシップを提供しています。
米国労働省労働統計局によると、石油技術者には工学の学士号が必要であり、一般的には石油工学に重点を置いた学位が望ましいが、機械工学、化学工学、土木工学の学位でも十分である。[ 10 ]石油工学の教育は、米国および世界中の多くの大学で受けることができ、主に石油生産地域に集中している。US News & World Report は、最高の学部石油工学プログラムのリストを維持している。[ 11 ] SPE および一部の民間企業はトレーニング コースを提供している。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]一部の石油会社は、社内で相当な石油工学トレーニング クラスを実施している。[ 15 ] [ 16 ]
石油工学は、歴史的に見て最も給与の高い工学分野の一つですが、原油価格が下落すると大規模な人員削減が行われ、価格が上昇すると採用が急増する傾向があります。2020年、米国労働省労働統計局は、石油エンジニアの平均給与が137,330米ドル、つまり時給約66.02ドルであると報告しました。[ 17 ]同概要では、2019年から2029年にかけてこの分野の雇用が3%増加すると予測されています。 [ 17 ]
SPEは毎年給与調査を実施しています。2017年にSPEは、SPEの専門会員の平均収入が194,649米ドル（給与とボーナスを含む）であると報告しました。[ 18 ] 2016年に報告された平均基本給は143,006ドルでした。[ 18 ]基本給とその他の報酬の平均は米国が最も高く、基本給は174,283米ドルでした。掘削および生産エンジニアは最も高い基本給を得る傾向があり、掘削エンジニアは160,026米ドル、生産エンジニアは158,964米ドルでした。平均基本給は96,382～174,283米ドルの範囲でした。[ 19 ]依然として大きな男女間賃金格差があり、2017年の米国の平均賃金格差は18%で、プラスマイナス5%です。[ 20 ] [ 19 ]
また、2016年にUS News & World Reportは、大学卒の労働者（25～59歳）の年間賃金の中央値が最も高いという点で、石油工学を大学専攻のトップに挙げた。[ 21 ] 2010年の全米大学雇用者協会の調査では、石油エンジニアは2010年の卒業生の中で最も高給で、平均年収は125,220ドルだった。[ 22 ]経験のある人の場合、給与は170,000ドルから260,000ドルに及ぶ。平均年収は112,000ドル、時給は約53.75ドルである。2007年の記事で、Forbes.comは石油工学が米国で24番目に高給な仕事だと報じた。[ 23 ]
石油技術者はいくつかのタイプに分かれます: [ 1 ]
石油工学は、ほとんどの工学分野と同様に、物理学、化学、数学の確固たる基礎を必要とします。[ 24 ]石油工学に関連するその他の分野には、地質学、地層評価、多孔質媒体における流体流動、掘削技術、経済学、地球統計学などがあります。[ 24 ] [ 25 ]
石油工学に適用される地質統計学は、統計分析を使用して貯留層を特徴付け、石油とガスの位置の不確実性を定量化する流れのシミュレーションを作成します。[ 26 ]
石油地質学は、地球物理学、地球化学、古生物学からなる学際的な分野である。[ 27 ]石油地質学の主な焦点は、技術的な分析方法による炭化水素を含む貯留層の探査と評価である。[ 27 ]
掘削技術者の主な関心事は、井戸掘削技術です。井戸掘削には打撃式と回転式の2種類があり、回転式が最も一般的です。掘削の重要な要素はドリルビットで、直径約3.5インチから30インチのボーリング孔を掘削します。ドリルビットにはローラーコーン、固定カッター、ハイブリッドの3種類があり、それぞれ歯を使って岩を砕きます。[ 28 ]掘削効率とコストを最適化するために、掘削技術者は掘削条件を特定できる掘削シミュレーターを使用します。[ 29 ]水平掘削や方向掘削などの掘削技術は、不浸透性および炭層メタンの蓄積から炭化水素を収益的に得るために開発されました。
