全球的重油储量超过六兆桶,这个数字惊人且引人注目,让我们不得不探究这其中的原因。重油的产量在当前的能源市场中越来越显得重要,尤其在随着科技进步及提炼技术的优化,让重油的开采与利用成为一个新的趋势。
重油的储量是常规油气的三倍,而这些重油的获取与利用面临着重重挑战。
首先,大量的重油存在于地球的不同地方,但它们的开采难度却呈现出不均衡状况。影响重油供应的因素包括渗透率、孔隙度、深度与压力,而油的密度与黏度则是决定开采方法的关键所在。密度和黏度的变化主要取决于温度,因此适当地控制温度可以在不需额外技术辅助的情况下,轻松地移动这些油。
液态原油的密度常用美国石油协会(API)重力度数表示,API重力越低,油越密。
API重力范围从以沥青为主的重油的4º到凝析油的70º不等,重油通常在10º到20º之间。这些重油的形成多是由于随着时间推移,原油经过了显著的降解过程,引发了其黏度的提高。随着隐藏在地下的油藏遭到微生物污染,这些油气便逐渐变成了重油。
开采重油的技术和方法可以划分为三个阶段:初级开采、次级开采和三级开采。初级开采主要依赖储层内的天然压力、重力排水,通常称之为“自然提升”。对于重油,这种技术的回收率通常在5%到10%之间,远低于常规油的30%。
当天然压力无法有效推动油液时,将转向次级开采,这时则需要外部压力来推动油液上升。
在次级开采中,水、天然气或二氧化碳作为注入物以产生人工压力,强迫重油向生产井移动。随着时间的推移,这种人工压力的效率会减弱,因为剩余的重油黏度过高,无法自由流动。这时,三级开采,即强化油采收技术(EOR)的必要性便凸显而出。
由于其高黏度,重油的回收最有效的方法常常是蒸汽注入。在蒸汽注入过程中,注入的高压蒸汽会加热油藏,使其黏度降低,因而提升取出的效率。尽管蒸汽注入的技术属于高成本的回收手段,但在某些情况下,蒸汽能有效提取出高达50%的重油。
经过加热的重油变得更加流动,从而更易于被收集和提炼。
有几种蒸汽注入的方法,包括循环蒸汽刺激(CSS)和蒸汽辅助重力排水(SAGD)。在这些技术下,注入的蒸汽一方面提升了油的流动性,另一方面也显著改善油的提取。这些技术的成功实施依赖于对油藏、岩石的良好理解,并且需要不断进行的经济评估。
重油的存在同样与地质环境存在密切的关联。一般来说,重油储藏于地质年轻的地层中,这些地层相对较浅且封闭能力不理想,从而为重油的形成创造了有利条件。随着地层深度的变化,重油的性质与储量亦随之改变,使重油的生产变得更加复杂。
面对重油潜在的巨大市场及其倚赖的科技进步,未来的全球能源运用与重油开采将呈现何种趋势?