改变规则的提取

随着石油价格上升,外汇储备以前浪费的利用变得有吸引力。Nuala莫兰探索化学技术被使用

开采化石燃料地面既不便宜也不容易。然而,一些桶石油更容易和更便宜的比其他的提取,自愿流出水库,释放压力。问题是可以提取的金额以这种方式依赖于构象和基岩孔隙度。在一些水库,总储量的10%可以轻易恢复。利用其余涉及额外的努力和额外成本。

不出所料,努力和成本之间的平衡告知公司的行为,提取化石燃料。多么简单提取需要吗?这取决于石油和天然气价格。随着他们的上升,更大比例的全球储备成为有效的提取。

和21世纪以来价格已经非常高。这个价格激励引发了一波又一波的化学技术旨在做两件事:使页岩资源的开采,以前被认为是不可复原;和增加常规石油的输出字段。

促使能源安全的担忧,许多早期的资金开发利用shale-bound储备的技术来自美国能源部(DOE)。但长时间高价格——原油价格每桶超过100美元(£66)2012年的大部分时间里,培养翻译本研究通过页岩资源的勘探和开发,以前是禁区。并行,高油价推动新化学方法的应用对于提高石油的比例提取传统的砂岩和灰岩储层。

新的化学技术被嫁给了其他领域的创新,包括:机械钻探和抽水、地震学、计算机模拟水库和分子规模的矿物学。现在许多的技术进入广泛使用实际上是几十年的历史,已经在之前的石油价格冲击时只能停后价格下降。他们正在重新面对持续高油价,能源安全的担忧,不断增长的需求,必须充分利用有限的资源。

传统的资源

图是广泛引用行业平均只有三分之一的石油包含在任何水库恢复使用传统的两级萃取方法。在第一阶段,石油的压力下流出自己的协议。随后的压力降低了流量下降时,复苏的第二阶段开始,水和气体(天然气、氮气或二氧化碳),单独或水,再增加压力泵,扫描更多的石油。剩下的三分之二在小口袋或分布在岩石的孔隙,不能以这种方式提取。

是在这一点上——三级开发的油藏采油(采油)技术,采用蒸汽、化学物质或交替水和注气,发挥作用。石油的价格是最主要的动力的部署化学采油中,根据大卫·索林的Novecare比利时的业务单位专业化学公司苏威,着重于三次采油。在30 - 40美元一桶,你不会麻烦,”他说。

采用三次采油的感知也是由技术越来越成熟,认识到,作为一种有限的资源,应该尽可能充分利用化石燃料。特别是,这种情绪激励国有石油公司的活动是在边界内的国家。这是阿曼的情况,例如,马来西亚和阿根廷。他们找不到新的储备,所以没有其他的选择,”索林说。

的两类主要化学物质用于三次采油聚合物和表面活性剂,它被添加到水之前,把石油从泵。聚合物增加水的粘度,从而提高它施加的压力。聚合物可用一个相对狭窄的范围和选择为每个水库进行验证。

但返回使用聚合物增加注入水的粘度降低随着时间的推移,剩下的油越来越举行的毛细管力作用下岩石表面,抵制造成的粘性水和骨折的风险不断增加的压力变得重要。这是表面活性剂时发挥作用,分解油和水之间的界面张力,从而帮助解放石油的岩石。选择合适的表面活性剂是一个精确的任务,需要详细了解温度、盐度和矿物学的水库。

壳牌是先驱之一在发展中表面活性剂用于化学在1970年代三次采油。从那时起,研究人员已经磨练技术,需要多少量的表面活性剂,可以精确地控制他们的分子结构,使表面活性剂是针对一个特定的水库。增加精度提高部署化学采油中均以失败告终。20多年前,有失败,主要是由于缺乏详细设计和评估。现在,我们有了在化学方面的差距也在分析实验室方面,”索林说。

作为三次采油项目不同于水库水库,产量的增加也各不相同。增加10%被认为是一个好的结果,但在某些情况下化学采油中可以添加20%,花总石油提取50 - 60%可用的储备。化学采油成本为每个额外的桶油20 - 40美元。“换句话说,你不会做不惜任何代价(原油),这就是为什么它没有飞过去,”索林解释道。

回到基础知识

注意力也转向提高全面的传统方法通过注入气体或水库水。一个著名的例子是“LoSal BP的技术部署这一基本化学研究由公司找出使油分子坚持岩石表面。他们发现,油分子会在砂岩等二价阳离子粘土颗粒钙和镁。在高盐度的水,有高浓度的离子,石油是强烈的表面粘土elecrostatic部队。当盐度降低,二价阳离子交换等单价离子钠,打破债券和允许油分子被向生产井。

恩迪科特领域成功后现场试验在阿拉斯加,BP现在应用LoSal克莱尔岭领域的技术在北海设得兰群岛的西部,那里的1.2亿美元将用于安装植物淡化海水。资本成本的每桶3美元,海水淡化厂将多支付本身,技术负责人安德鲁·Cockin说英国石油公司。在试验,LoSal增加收益率高达10%,虽然Cockin说生活的改善不太可能大的项目。

其他人则试图提高使用二氧化碳的效率提高油层压力在二级生产阶段。例如,匹兹堡大学的科学家,我们正在开发二氧化碳增稠剂,以防止“指法”,当气体遵循阻力最小的路径,绕过口袋的石油,而不是全面生产。

再次,这是一个技术与历史。匹兹堡的研究人员首先证明可以设计添加剂,使二氧化碳粘性在1990年代,但他们太昂贵。现在,手里的工作是开发低成本的版本,可能会增加粘度100倍。罗伯特Enick之一,科学家们致力于这个项目,说,如果二氧化碳的粘度可以增加到一个值比得上石油,”指法会抑制,需要注入的水将被淘汰,更多的石油将会恢复的更快,使用更少的二氧化碳。

在北海天然气目前爆发可以用于大规模reservoirsThe二氧化碳用于我们油田来自天然来源,但增厚技术可能是特别有价值的。该行业将想法创造一个良性循环利用人为二氧化碳增加产量,同时削减温室气体在油藏。

有碳捕获和储存(CCS)项目旨在存款在英国二氧化碳从燃煤发电站在北海油田。“常识”是第一个使用气体排出更多的石油,据Jon Gluyas研究在英国达勒姆大学CCS。

Gluyas在石油行业工作了28年,包括10年重建死亡或垂死的字段。有很多成熟的领域,而大量的石油,”他说。过去的经验,例如,在德州西部,表明注入二氧化碳运行良好。”然而,有技术问题,如高压和酸度,对管道的影响——从发电站需要克服二氧化碳在英国可以捕获,运输和存储用于北海。

同样——虽然不像二氧化碳有效——天然气目前爆发或发泄在北海可以用于全面的水库。Gluyas认为,而不是停止生产和退役在成熟油田钻井平台,一系列的三次采油技术应该应用于充分利用即将到期的北海油田。如果我们放弃现在北海,我们永远不会回到它,”他说。

液压攻击

与化学采油中,水力压裂(“水力压裂”)利用石油和天然气储量在页岩技术历史悠久,可追溯到1930年代。系统试图开发方法提取“非常规”,很难访问资源直到1979年才开始认真当能源部公布了报告的商业化计划恢复天然气从非常规资源的。

”周围的技术,但他们在一种低级。有更多的创新,因为担心供应,因为高油价,”说Wallace Tyner,能源和自然资源政策分析专家普渡大学西拉法叶的全球政策研究所,我们。

页岩的细粒度意味着石油和天然气不自动流出的压力下,是不可能扫描的水库水或气体。相反,骨折必须使用高压流体在岩石中传播包含一个复杂的混合物的化学物质(见对页岩功能)。这些化学物质有许多角色,包括控制压裂液的粘度,蚀刻新渠道,保持骨折开放和保护设备。

的钻井能力尤为重要,但在水力压裂化学也极其重要,和使用的化学混合物已经随着时间的推移,“Tyner说。

水力压裂裂缝生成的变量的维度,但一个典型的断裂可能是1厘米宽,高30米,延伸超过100。高压水力压裂液打开一个裂缝,材料被称为支撑剂泵保持开放。他们需要强壮,防止裂纹闭合,和渗透,让流动的石油和天然气。常用的支撑剂包括砂、陶瓷烧结铝矾土。

现代改良的支撑剂包括树脂涂层砂形成晶格,防止谷物移动提取石油和天然气,和超轻多孔陶瓷或cellulose-resin混合物制成的支撑剂。选择最佳的支撑剂是至关重要的优化水库的生产力,并且需要良好的页岩的属性分析,包括粒度和密度。其他水力压裂液的主要化学成分是断路器,减少液体的粘度一旦断裂生成。这有助于确保液体存款穿过裂缝支撑剂。

未来趋势

举行的石油和天然气页岩矿床曾被认为是不能挽回的。能源部对研究的投资,再加上价格激励将这些技术,意味着美国已经从这些来源天然气产量激增。现在准备取代沙特阿拉伯,成为世界上最大的产油国,在2013年。

我的感觉是,每桶60美元的低技术支持

作为英国石油(BP)首席执行官鲍勃•达德利(Bob Dudley)指出在公司的年度展望全球供应1月表示,从2007 - 2011年的平均油价高于1997 - 2001年的平均220%。这些高价格支持供给的扩张,支撑发展的新技术,如页岩革命所示。从页岩石油和天然气将占近五分之一的2030年全球能源供应的增加,”杜利说。

新技术也在翅膀,包括使用超临界二氧化碳采油,应用电脉冲而不是使骨折页岩压裂水,细菌和微生物采油,将用于消化石油。能源部是三次采油继续投资于研发,特别是寻找方法来优化超临界二氧化碳的使用克服指法的问题。

石油公司专注于技术改善复苏水平,内部和与学者和专家的合作公司。例如,壳牌的科学家们正在研究化学和德克萨斯大学的三次采油石油和混沌之间工程中心在美国。与此同时,该公司也有一个与斯伦贝谢油田服务公司研究协议,提高回收率,延长石油和天然气领域的生活。

Tyner指出,美国能源部有三个参考价格,200美元,135美元,每桶60美元——对它的成本效益评估三次采油开采非常规资源和技术。“我的感觉是每桶60美元的低技术支持,”他说。但在对石油的需求持续增长,特别是来自发展中国家,意味着创新的浪潮将继续。

Nuala莫兰在克鲁是一个基于科学作家,英国