太阳能热发电辅助开采石油市场渐热
发布者:本网记者Robin | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 1评论 | 5698查看 | 2012-10-21 12:30:00    
  基于对全球石油热采技术的需求和对可利用太阳能EOR技术地区的综合评估,预计全球太阳能EOR市场将在1130亿美元左右

  CSPPLAZA光热发电网报道:几年前,就已经有人提出利用太阳能热发电技术辅助开采石油,那么,太阳能辅助石油开采的现状和未来到底如何呢?

稠油开采的难题

  在石油开采中,稠油(又称重油)具有特殊的高粘度和高凝固点特性,使其开采遇到一些技术难题。

  稠油的黏度随温度变化改变显著,而且热采技术的经济效益比较理想,这使得稠油热采技术成为目前稠油开发的主要手段,它能够有效升高油层温度,降低稠油粘度,使稠油易于流动,从而将稠油采出。

  稠油热采技术的具体实现手段有多种,但基本原理都是对水加热,以产生蒸汽或热水。目前,油田通常都采用燃烧石油或天然气的方式对水加热,得到所需要的蒸汽或热水。此外,开采所得到的稠油也需要维持在一定的温度,以保持其在传输、存储过程中的流动性。测算表明,在油田的采油、集输等过程中,产出的天然气中至少有20%左右消耗在原油加热与处理中。

  为降低对天然气资源的消耗,利用太阳能热发电技术产生蒸汽来辅助开采石油随即走进了人们的视野。

  在阿拉伯海湾地区,天然气资源对海湾国家来说意义重大,自从有了利用太阳能热发电技术辅助开采石油的技术后,石油生产商开始逐步加大这种技术的应用。截至目前,这种技术已经在美国的两个油田进行了成功应用。

降低天然气消耗 提升石油产能

  阿曼国有石油公司-阿曼石油开发公司(以下简称PDO)是阿曼最大的石油天然气生产商,去年,PDO与美国加利福尼亚州的GlassPoint公司签约合作建设一个7MW的利用太阳能提高石油采收率技术(Enhanced Oil Recovery,简称EOR)的项目。这是中东地区首个此种类型的项目。目前已经接近完工阶段,预计将于今年年底投运。

  “在对太阳能EOR技术的相关解决方案进行广泛的研究调查后,我们确定GlassPoint可以提供最好的解决方案。”PDO的技术顾问Syham Bentouati博士在该项目的启动仪式上表示,PDO将使用GlassPoint的太阳能EOR解决方案帮助更大程度地开采石油,以替代此前的天然气热采技术,这将可以减少高达80%的天然气消耗量。

  国际能源署的数据显示,中东地区的天然气需求量近年来年增长率为7%,超过其生产量的增幅。虽然中东天然气储量占全球的41%,而其中的73%集中在伊朗和卡塔尔两个国家。这两个国家以外的天然气往往是与石油伴生,天然气生产缺乏灵活性。而且这些气体呈酸性,很难提取和加工。

  对于阿曼等国来说,他们正面临着天然气资源的短缺。一方面在努力降低天然气消耗,另一方面还在加大对天然气开采的投资。这与阿曼政府提出的在未来较长时间内要稳定石油和天然气产能的战略目标相一致。PDO为此还计划在未来5年内投资约260亿美元进行油气矿产资源的勘探开发。对该计划进行联合投资的还包括阿曼BP石油公司、阿曼西方石油公司、阿曼石油勘探生产公司。未来更大规模的开采也将考虑太阳能EOR技术。太阳能蒸汽辅助重力泄油技术的应用为阿曼找到了另一条出路。另外,阿联酋最近几年也在开始着手进口天然气,以应对天然气资源的日益减少。

  “中东地区太阳能EOR技术的主要驱动力是该地区严重短缺的天然气。在六个海湾国家中,仅仅卡塔尔是天然气的净出口国,其余的都需进口天然气。使用天然气辅助重油开采,将消耗大量燃气,占一个重油油田总生产成本的60%之多。这使得石油厂商正在转向使用太阳能热发电技术辅助石油开采。”GlassPoint公司CEO Rod MacGregor表示。

光热发电技术辅助石油生产

  GlassPoint在阿曼的太阳能EOR设施将采用槽式光热发电技术予以实现,光热发电技术在其中被用来生产蒸汽,直接接入PDO现有的蒸汽输送管网中。该设施总占地面积4英亩(约24.28亩),每小时将可以产出11吨高温高压蒸汽(312oC\压力1450psi(psi:磅/平方英寸,1psi=6.895kPa)。建成后将是GlassPoint位于加州Kern 21Z油田的太阳能EOR设施的27倍。Kern 21Z油田的太阳能EOR示范项目于2011年1月投运,规模较小,占地仅4000平方米。

  据了解,利用油层能量开采石油称为一次采油;向油层注入水、气,给油层补充能量开采石油称为二次采油。EOR也称三次强化采油技术,是指在成熟的油田,用注水补充地层压力的办法来采油的二次采油方法已经不具备经济可行性的时候采用的三次采油方法。经过一次、二次采油后,仅能开采约30%的原油,而使用三次采油技术可使油田的采收率提高到50%以上。

  中东地区有世界上很老的油井,有的已经开采超过50多年。基于原油价格的上涨趋势,石油厂商开始着手在这些老油井上进行再次开采。但这些地区却缺少天然气,使得他们不得不开始考虑使用太阳能EOR技术。

GlassPoint的独特技术

  GlassPoint公司的前身为CleanBoard公司,于2009年10月改名为GlassPoint,当时公司放弃了以太阳能为动力生产石膏墙板的计划,表示将与其他墙板制造商合作。但在去年,该公司集中力量开展太阳能辅助采油业务。

  除了与阿曼石油公司建立了合作之外,GlassPoint正在与几个对其技术感兴趣的中东国家的独立石油运营商沟通以推广其技术应用。“由于中东地区风沙较大,只有我们的封闭式槽式太阳能技术才能适应那里的环境。”MacGregor说:“我们公司温室式的槽式太阳能热利用技术(Glasshouse),可以保护系统不受尘沙的影响。”

图:Glasshouse


  GlassPoint的设计很独特,其为太阳能槽式集热器建了一个玻璃温室,在建筑框架上悬挂轻质镜子进行反光。温室里保持着高于外界的空气压力,因此没有灰尘进入,减少了清洁麻烦,而且还能通过机器人在玻璃屋顶上进行清洗。洗涤水可回收利用,以解决油田的缺水问题。同时,其使用的高压泵与油田现用的高压泵是相同的,油田工人在这种泵的安装和维护上有现成的经验。

  在EOR市场,低成本太阳能热利用技术还有其他的一些应用,比如EOR技术所用到的水必须是淡水,但中东地区淡水资源匮乏,所以还可以利用太阳能进行海水淡化。

  “每天,有数以千计加仑的石油和水需要被抽出地表,这需要消耗大量的电力,GlassPoint的太阳能EOR技术可以同时提供发电、海水淡化、蒸汽发生。”MacGregor宣称。

渐热的全球市场

  除了中东,全球其他一些地区也在考虑太阳能EOR技术的应用。但原因各有不同。“天然气短缺驱动了在中东地区太阳能EOR技术的应用,而在美国,则更多的是出于对清洁能源的利用”。MacGregor表示。加利福尼亚州40%的石油开采采用热力采油法,这一比例在未来几年还将上升到50%以上。

  全球首个商业化的太阳能EOR项目是GlassPoint于2011年在加利福尼亚州建设完成的。

  而就在同一年,2011年10月份,雪佛龙在美国最古老的油田-Coalinga油田(19世纪90年代投入运营)上建起了全球最大的太阳能EOR项目。该项目由BrightSource能源公司建设,采用BrightSource公司的塔式太阳能光热发电技术,占地面积达100英亩,集热塔高327英尺(99.6696米),使用3822面定日镜(每面定日镜系统由两面反光镜组成),产出的蒸汽直接接入储油层对重油进行加热,以降低其粘度,使其更易被开采。而在过去,Coalinga油田的开采用蒸汽全部由天然气燃烧获得,这对天然气资源是一种极大的浪费。

  基于对全球石油热采技术的需求和对可利用太阳能EOR技术地区的综合评估,预计全球太阳能EOR市场将在1130亿美元左右。除了中东地区,加利福尼亚、西德克萨斯州、北非和中国西部、马达加斯加岛等地都具备利用太阳能热发电技术辅助开采石油的经济可行性。

  考虑到目前已经有两个太阳能EOR项目成功示范和应用,另外一个也即将投运,在相关项目的示范效应下,石油天然气产业加大对光热发电技术辅助石油开采的应用,只是时间上的问题。
最新评论
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long
清洗问题解决的不理想。 清洗是个好课题。
2012-10-22 09:49:38
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