抽取油气的科学:为何非常规油气藏需要如此特殊的技术?

在现今寻求能源的时代,油气藏的抽取方式无疑成为一个重要的话题。常规油气藏和非常规油气藏之间的分别,不仅在于其地质特征,更在于技术的应用。在全球对能源需求持续增长的背景下,了解这些不同类型油气藏的科学和技术,对于未来能源的开发至关重要。

常规油气藏的特征

常规油气藏是指油气自然形成于约4至5公里深的地层中。由于其质量轻于水,因此油气面临着浮力的驱动,逐渐向地表上升。大部分情况下,这些油气也会因地质障碍而在地下形成储集,有时甚至在陆地或海床上自然渗出。

如果储集的孔隙度较高,就会被称为常规油气藏。

在这些储集上应用抽取技术时,由于其名称,常规油气藏的特征使得抽取过程相对简易,通常通过油井让油气自然而然地上浮。当压力差较大时,油气便会自然上升,也可以辅助以泵或机械装置。

非常规油气藏的出现

在20世纪初,石油需求急剧增长,这促使产业寻求改善油气回收效率的技术。随着战争和经济成长驱动的需求,使得新的非常规油气资源变得至关重要。

美国开始转向非常规油气藏,以实现能源独立。

非常规油气藏包括盆地中心气、页岩气、煤层甲烷(CBM),气水合物,油砂,轻紧油及油页岩等,主要分布于北美洲。这些资源虽然被认识了数十年,却因为开采成本高而往往未受到重视。

常规与非常规资源的区别

常规和非常规储量的差异主要在于其储层特性和油气的物理属性。常规油气藏基本上依赖浮力机制,形成明显的地质陷阱,便于探测和开采。反之,非常规油气藏分布广泛,缺乏明确的陷阱特征,这使得其预测风险更高,要求不同的抽取技术。

非常规油气藏中的油气通常被强大的毛细力束缚,无法自然流动。

因此,抽取非常规油气藏需要通过水力压裂(fracking)或蒸汽注入等方式改变储层的物理属性,以促进油气的流动和抽取。

环境影响比较

无论是常规还是非常规油气藏,两者都面临着温室气体排放的问题。然而,两者的碳足迹存在显著差异。常规油气藏所需的能源主要是自然能量,油气可自由上升,而非常规油气藏则需要向地下输入能量,无论是通过热能还是压力,这会产生较大的环境和水资源压力。

非常规油气藏的抽取需要大量淡水,产生供应和处置问题。

此外,资源分布的广泛性也带来了土地利用问题,影响当地社区的基础设施和经济发展。人类活动对环境的影响是不可避免的,但常规油气藏和非常规油气藏之间的影响差异则明显且具可预测性。

未来展望

随着全球对于可再生能源的重视日益提高,未来油气产业将如何选择开发不同类别的油气藏?

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