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太陽能熱發電輔助開采石油市場漸熱

發布者：本網記者Robin | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 1評論 | 10048查看 | 2012-10-21 12:30:00

　　基于對全球石油熱采技術的需求和對可利用太陽能EOR技術地區的綜合評估，預計全球太陽能EOR市場將在1130億美元左右

　　CSPPLAZA光熱發電網報道：幾年前，就已經有人提出利用太陽能熱發電技術輔助開采石油，那么，太陽能輔助石油開采的現狀和未來到底如何呢？

稠油開采的難題

　　在石油開采中，稠油（又稱重油）具有特殊的高粘度和高凝固點特性，使其開采遇到一些技術難題。

　　稠油的黏度隨溫度變化改變顯著，而且熱采技術的經濟效益比較理想，這使得稠油熱采技術成為目前稠油開發的主要手段，它能夠有效升高油層溫度，降低稠油粘度，使稠油易于流動，從而將稠油采出。

　　稠油熱采技術的具體實現手段有多種，但基本原理都是對水加熱，以產生蒸汽或熱水。目前，油田通常都采用燃燒石油或天然氣的方式對水加熱，得到所需要的蒸汽或熱水。此外，開采所得到的稠油也需要維持在一定的溫度，以保持其在傳輸、存儲過程中的流動性。測算表明，在油田的采油、集輸等過程中，產出的天然氣中至少有20%左右消耗在原油加熱與處理中。

　　為降低對天然氣資源的消耗，利用太陽能熱發電技術產生蒸汽來輔助開采石油隨即走進了人們的視野。

　　在阿拉伯海灣地區，天然氣資源對海灣國家來說意義重大，自從有了利用太陽能熱發電技術輔助開采石油的技術后，石油生產商開始逐步加大這種技術的應用。截至目前，這種技術已經在美國的兩個油田進行了成功應用。

降低天然氣消耗提升石油產能

　　阿曼國有石油公司-阿曼石油開發公司(以下簡稱PDO)是阿曼最大的石油天然氣生產商，去年，PDO與美國加利福尼亞州的GlassPoint公司簽約合作建設一個7MW的利用太陽能提高石油采收率技術（Enhanced Oil Recovery，簡稱EOR）的項目。這是中東地區首個此種類型的項目。目前已經接近完工階段，預計將于今年年底投運。

　　“在對太陽能EOR技術的相關解決方案進行廣泛的研究調查后，我們確定GlassPoint可以提供最好的解決方案。”PDO的技術顧問Syham Bentouati博士在該項目的啟動儀式上表示，PDO將使用GlassPoint的太陽能EOR解決方案幫助更大程度地開采石油，以替代此前的天然氣熱采技術，這將可以減少高達80%的天然氣消耗量。

　　國際能源署的數據顯示，中東地區的天然氣需求量近年來年增長率為7%，超過其生產量的增幅。雖然中東天然氣儲量占全球的41%，而其中的73%集中在伊朗和卡塔爾兩個國家。這兩個國家以外的天然氣往往是與石油伴生，天然氣生產缺乏靈活性。而且這些氣體呈酸性，很難提取和加工。

　　對于阿曼等國來說，他們正面臨著天然氣資源的短缺。一方面在努力降低天然氣消耗，另一方面還在加大對天然氣開采的投資。這與阿曼政府提出的在未來較長時間內要穩定石油和天然氣產能的戰略目標相一致。PDO為此還計劃在未來5年內投資約260億美元進行油氣礦產資源的勘探開發。對該計劃進行聯合投資的還包括阿曼BP石油公司、阿曼西方石油公司、阿曼石油勘探生產公司。未來更大規模的開采也將考慮太陽能EOR技術。太陽能蒸汽輔助重力泄油技術的應用為阿曼找到了另一條出路。另外，阿聯酋最近幾年也在開始著手進口天然氣，以應對天然氣資源的日益減少。

　　“中東地區太陽能EOR技術的主要驅動力是該地區嚴重短缺的天然氣。在六個海灣國家中，僅僅卡塔爾是天然氣的凈出口國，其余的都需進口天然氣。使用天然氣輔助重油開采，將消耗大量燃氣，占一個重油油田總生產成本的60%之多。這使得石油廠商正在轉向使用太陽能熱發電技術輔助石油開采。”GlassPoint公司CEO Rod MacGregor表示。

光熱發電技術輔助石油生產

　　GlassPoint在阿曼的太陽能EOR設施將采用槽式光熱發電技術予以實現，光熱發電技術在其中被用來生產蒸汽，直接接入PDO現有的蒸汽輸送管網中。該設施總占地面積4英畝（約24.28畝），每小時將可以產出11噸高溫高壓蒸汽（312oC\壓力1450psi（psi：磅/平方英寸，1psi=6.895kPa）。建成后將是GlassPoint位于加州Kern 21Z油田的太陽能EOR設施的27倍。Kern 21Z油田的太陽能EOR示范項目于2011年1月投運，規模較小，占地僅4000平方米。

　　據了解，利用油層能量開采石油稱為一次采油；向油層注入水、氣，給油層補充能量開采石油稱為二次采油。EOR也稱三次強化采油技術，是指在成熟的油田，用注水補充地層壓力的辦法來采油的二次采油方法已經不具備經濟可行性的時候采用的三次采油方法。經過一次、二次采油后，僅能開采約30%的原油，而使用三次采油技術可使油田的采收率提高到50%以上。

　　中東地區有世界上很老的油井，有的已經開采超過50多年。基于原油價格的上漲趨勢，石油廠商開始著手在這些老油井上進行再次開采。但這些地區卻缺少天然氣，使得他們不得不開始考慮使用太陽能EOR技術。

GlassPoint的獨特技術

　　GlassPoint公司的前身為CleanBoard公司，于2009年10月改名為GlassPoint，當時公司放棄了以太陽能為動力生產石膏墻板的計劃，表示將與其他墻板制造商合作。但在去年，該公司集中力量開展太陽能輔助采油業務。

　　除了與阿曼石油公司建立了合作之外，GlassPoint正在與幾個對其技術感興趣的中東國家的獨立石油運營商溝通以推廣其技術應用。“由于中東地區風沙較大，只有我們的封閉式槽式太陽能技術才能適應那里的環境。”MacGregor說：“我們公司溫室式的槽式太陽能熱利用技術（Glasshouse），可以保護系統不受塵沙的影響。”

圖：Glasshouse

　　GlassPoint的設計很獨特，其為太陽能槽式集熱器建了一個玻璃溫室，在建筑框架上懸掛輕質鏡子進行反光。溫室里保持著高于外界的空氣壓力，因此沒有灰塵進入，減少了清潔麻煩，而且還能通過機器人在玻璃屋頂上進行清洗。洗滌水可回收利用，以解決油田的缺水問題。同時，其使用的高壓泵與油田現用的高壓泵是相同的，油田工人在這種泵的安裝和維護上有現成的經驗。

　　在EOR市場，低成本太陽能熱利用技術還有其他的一些應用，比如EOR技術所用到的水必須是淡水，但中東地區淡水資源匱乏，所以還可以利用太陽能進行海水淡化。

　　“每天，有數以千計加侖的石油和水需要被抽出地表，這需要消耗大量的電力，GlassPoint的太陽能EOR技術可以同時提供發電、海水淡化、蒸汽發生。”MacGregor宣稱。

漸熱的全球市場

　　除了中東，全球其他一些地區也在考慮太陽能EOR技術的應用。但原因各有不同。“天然氣短缺驅動了在中東地區太陽能EOR技術的應用，而在美國，則更多的是出于對清潔能源的利用”。MacGregor表示。加利福尼亞州40%的石油開采采用熱力采油法，這一比例在未來幾年還將上升到50%以上。

　　全球首個商業化的太陽能EOR項目是GlassPoint于2011年在加利福尼亞州建設完成的。

　　而就在同一年，2011年10月份，雪佛龍在美國最古老的油田-Coalinga油田（19世紀90年代投入運營）上建起了全球最大的太陽能EOR項目。該項目由BrightSource能源公司建設，采用BrightSource公司的塔式太陽能光熱發電技術，占地面積達100英畝，集熱塔高327英尺（99.6696米），使用3822面定日鏡（每面定日鏡系統由兩面反光鏡組成），產出的蒸汽直接接入儲油層對重油進行加熱，以降低其粘度，使其更易被開采。而在過去，Coalinga油田的開采用蒸汽全部由天然氣燃燒獲得，這對天然氣資源是一種極大的浪費。

　　基于對全球石油熱采技術的需求和對可利用太陽能EOR技術地區的綜合評估，預計全球太陽能EOR市場將在1130億美元左右。除了中東地區，加利福尼亞、西德克薩斯州、北非和中國西部、馬達加斯加島等地都具備利用太陽能熱發電技術輔助開采石油的經濟可行性。

　　考慮到目前已經有兩個太陽能EOR項目成功示范和應用，另外一個也即將投運，在相關項目的示范效應下，石油天然氣產業加大對光熱發電技術輔助石油開采的應用，只是時間上的問題。

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