全球的重油儲量超過六兆桶,這個數字驚人且引人注目,讓我們不得不探究這其中的原因。重油的產量在當前的能源市場中越來越顯得重要,尤其在隨著科技進步及提煉技術的優化,讓重油的開採與利用成為一個新的趨勢。
重油的儲量是常規油氣的三倍,而這些重油的獲取與利用面臨著重重挑戰。
首先,大量的重油存在於地球的不同地方,但它們的開採難度卻呈現出不均衡狀況。影響重油供應的因素包括滲透率、孔隙度、深度與壓力,而油的密度與黏度則是決定開採方法的關鍵所在。密度和黏度的變化主要取決於溫度,因此適當地控制溫度可以在不需額外技術輔助的情況下,輕鬆地移動這些油。
液態原油的密度常用美國石油協會(API)重力度數表示,API重力越低,油越密。
API重力範圍從以瀝青為主的重油的4º到凝析油的70º不等,重油通常在10º到20º之間。這些重油的形成多是由於隨著時間推移,原油經過了顯著的降解過程,引發了其黏度的提高。隨著隱藏在地下的油藏遭到微生物污染,這些油氣便逐漸變成了重油。
開採重油的技術和方法可以劃分為三個階段:初級開採、次級開採和三級開採。初級開採主要依賴儲層內的天然壓力、重力排水,通常稱之為“自然提升”。對於重油,這種技術的回收率通常在5%到10%之間,遠低於常規油的30%。
當天然壓力無法有效推動油液時,將轉向次級開採,這時則需要外部壓力來推動油液上升。
在次級開採中,水、天然氣或二氧化碳作為注入物以產生人工壓力,強迫重油向生產井移動。隨著時間的推移,這種人工壓力的效率會減弱,因為剩餘的重油黏度過高,無法自由流動。這時,三級開採,即強化油採收技術(EOR)的必要性便凸顯而出。
由於其高黏度,重油的回收最有效的方法常常是蒸汽注入。在蒸汽注入過程中,注入的高壓蒸汽會加熱油藏,使其黏度降低,因而提升取出的效率。儘管蒸汽注入的技術屬於高成本的回收手段,但在某些情況下,蒸汽能有效提取出高達50%的重油。
經過加熱的重油變得更加流動,從而更易於被收集和提煉。
有幾種蒸汽注入的方法,包括循環蒸汽刺激(CSS)和蒸汽輔助重力排水(SAGD)。在這些技術下,注入的蒸汽一方面提升了油的流動性,另一方面也顯著改善油的提取。這些技術的成功實施依賴於對油藏、岩石的良好理解,並且需要不斷進行的經濟評估。
重油的存在同樣與地質環境存在密切的關聯。一般來說,重油儲藏於地質年輕的地層中,這些地層相對較淺且封閉能力不理想,從而為重油的形成創造了有利條件。隨著地層深度的變化,重油的性質與儲量亦隨之改變,使重油的生產變得更加複雜。
面對重油潛在的巨大市場及其倚賴的科技進步,未來的全球能源運用與重油開採將呈現何種趨勢?