美国油页岩原位开采技术与启示

油页岩的开发利用越来越受到世界各国的重视。随着环保压力的增大,油页岩原位开采已成为未来油页岩商业化大规模开采的必然发展趋势。我国油页岩资源开发利用较早,但都是环境污染较大的地面开采方式。通过对比中美两国油页岩的地质特征和埋藏条件的不同,介绍美国土地管理局为油页岩原位开采技术的商业化推广而在美国绿河组的RDD项目投标情况和各大石油公司在该地区现场先导试验的最新进展,以及对壳牌ICP技术、雪佛龙CRUSH技术、美国页岩油公司CCR技术和埃克森美孚Electrofrac技术的对比,为我国油页岩原位开采技术的研发拓展思路,也为我国进入油页岩等非常规油气资源的大规模开采阶段提供重要的借鉴意义。     

非常规油气资源发展现状及关键问题

我国非常规油气资源非常丰富,加快对其的开发利用对确保国家能源安全具有重要的战略意义。为此介绍了我国煤层气、油砂、油页岩、页岩气、天然气水合物、致密砂岩气等非常规油气的资源状况,分析了国家对非常规油气资源的战略需求。结论指出,为加快我国非常规油气资源开发利用步伐,需对以下非常规油气领域的关键科学问题开展攻关：油砂成矿规律及提高分离效率基础研究、油页岩成矿规律及原位开采基础研究、页岩气成藏机制及高效开采基础研究、致密砂岩气成藏机理及开采基础研究、天然气水合物成藏富集规律及开采工艺基础研究。     

油页岩原位开采数值模拟研究进展

油页岩是一种储量丰富的非常规能源,以电加热和流体加热为主的油页岩原位开采技术正逐渐成为该领域的研究重点。为了深入研究油页岩原位开采过程中涉及到的流体与地层间热传递、有机质热解化学反应、储层孔渗变化、油气渗流等多个物理化学过程之间的耦合,对原位开采过程进行系统数值模拟,有利于揭示原位开采机理、优化原位开采设计方案、评价原位开采经济效益。通过对油页岩原位开采数值模拟的国内外研究进展和研究现状进行了总结,分析了数值模拟研究的核心问题、面临的主要挑战、取得的进展以及当前亟需解决的瓶颈问题。研究结果表明:原位开采条件下的动力学参数对于开展准确的数值模拟研究至关重要,流体加热由于其过程复杂,现有模型有待完善。对于未来开展油页岩原位开采相关技术研究,尤其是数值模拟研究具有一定的指导和借鉴意义。     

油页岩电加热原位开采技术研究进展

世界油页岩资源丰富,其勘探储量换算为页岩油远大于世界石油的探明储量,但有很大一部分资源埋藏较深,不能通过露天或巷道式开采加以利用。为此,介绍了壳牌公司编制的油页岩电加热原位开采技术（E-ICP）试验研究计划,包括油页岩试验区的资源评价、原位开采的流程、整个开采工程计划所需时间。该技术的应用为开发深层油页岩资源提供了新的途径和方法。     

世界非常规油气资源

非常规油气资源是指在现今经济技术条件下,不能完全用现有常规方法和技术进行勘探、开发与加工的油气资源部分或类型。分为非常规石油资源和非常规天然气资源。非常规石油资源和非常规气资源究竟包括那些目前还没有统一的认识．但油气地质和石油经济研究者普遍并较为集中的认识是：非常规石油资源主要包括稠油、油砂、油页岩等。     

利用微波加热开采地下油页岩的技术

对目前国内外油页岩原位开采技术研究进行的分析表明,油页岩具有导热性差的特点。为了解决传统的热传导开采方法效率低、成本高的问题,提出了一种微波加热开采油页岩的新型技术。利用微波加热方式,电磁能直接作用于介质分子而转换成热能,其透射性能使物料内外介质同时受热,不需要热传导。在方案实施过程中,在油页岩层中钻羽状井并填入吸波介质,可大大改善油页岩的吸波能力,可以以较快的速度使页岩油的升温,并逐渐地将干酪根裂解转化为页岩油气。页岩油气会通过加热产生的裂缝运移到生产井,并被抽排到地面。     

油页岩资源的研究、开发与利用进展

油页岩以丰富的资源、有利的特性和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。油页岩全球蕴藏资源量约有100000亿t，比煤资源量多40％；页岩油资源量约为4750亿t，比传统石油多50％以上。油页岩开采和应用有近200年历史，开采技术日趋成熟，综合利用经验丰富，由直接开采方式发展到地下转化开采技术，从单纯的能源利用发展到综合利用，极大地提高了资源利用率，降低了成本，减少了环境污染。世界能源的紧缺和国际油价的居高不下更是油页岩工业再度崛起的催化剂。中国油页岩探明资源量约315亿t，位居世界第四，资源潜力十分巨大，应加强地质研究，了解资源分布规律，借鉴国外先进技术，以达到合理开发和综合利用的目的。图2表2参35     

世界油页岩原位开采技术进展

油页岩原位开采技术不需要进行采矿和建设大型的尾气处理设施,可开发深层、高厚度的油页岩资源,具有产品质量好、采油率高、占地面积少和环保等优点,目前尚处于工业试验阶段。按照油页岩层受热方式的不同,可将油页岩原位开采技术分为传导加热、对流加热、辐射加热3类技术。在此,详细介绍了壳牌石油公司地下转化工艺技术、埃克森美孚公司Electrofrac^TM技术、IEP公司GFC技术等3种传导加热技术,还介绍了太原理工大学的对流加热技术、雪弗龙CRUSH技术等5种对流加热技术,以及2种辐射加热技术,并分析了各类工艺的优缺点。根据我国油页岩资源埋藏深、品位低的特点,应大力开展原位开采技术方面的研究工作,为将来大规模开发油页岩资源提供技术储备。     

中国油页岩原位转化技术现状与展望

我国油页岩蕴含的油页岩油资源约为476.44亿t,规模开发将有效缓解我国油气供应的紧张局势。原位转化技术是油页岩资源开发的趋势,但因技术难度和开发成本等限制,尚未实现商业化生产。针对我国油页岩资源特点,国内高校、研究院以及企业先后研发了多种原位转化技术,其中吉林大学和吉林众诚油页岩公司在松辽盆地建设的先导试验成功从地下裂解并采出了油页岩油,在一定程度上验证了原位转化技术的可行性,但仍存在技术成熟度低、试验规模小、原位转化成本高和油气采收率低等不足。油页岩资源的原位转化在我国的能源需求与双碳目标下面临着机遇与挑战,需要在高效加热、储层改质、降本增效、低碳可持续发展等方向开展技术攻关,同时国家政策引导与产学研合作也是推进油页岩原位转化走向商业化的必要措施。     

中国油页岩技术可采资源量达2400亿吨

中国被认为是油页岩这一新兴非常规油气资源的主要拥有国之一。据中国国家能源局透露,国内油页岩技术可采资源量约为2400×108t,理论上可回收干馏油达约100×108t。中国油页岩储量如果得到有效开发,对于增加国内油气资源供给,保障能源安全具有重要意义。油页岩目前在国内开发仍处于起步阶段，     

国外油气上游技术研发出现新趋势

美国石油工程师学会（SPE）最近进行的一项调查结果显示，尽管全球金融危机下油气需求减缓、油价陡降，然而国外石油公司、技术服务公司和学术机构对上游技术的研发投入基本未受影响，但出现一些新的趋势：科研投入方向将发生较大转变，如放缓提高采收率技术研发，而加快经济性钻井、完井和增产技术研发；仍然重视深水和海底开采技术，以及重油、油页岩等非常规资源开发技术的研发。     

非常规油气在中国能源工业中占有重要地位

据悉，早在2003年10月，国土资源部和国家发改委就联合进行一轮全国油气资源评价，除常规石油天然气外，首次将煤层气、油页岩、油砂等非常规油气资源列入国家评价体系，共对中国大陆47个含煤盆地、80个油页岩矿区以及24个含油砂盆地进行了评价。     

油页岩原位注蒸汽开采油气中试与多模式原位热采技术研究

为做到科学利用原位热采技术实现油页岩开采,结合项目实例对加热传导、对流传导等不同原位热采模式进行比较,提出采用原位注蒸汽方案加强油气开采。从矿体中采集试件开展中试实验,利用压力室、蒸汽发生器等装置模拟矿层开采条件,然后通过注入高温蒸汽实现矿体热解。从孔隙结构变化、矿体热解情况和油气开采效果三个方面对实验结果展开分析,可知采用注蒸汽原位热采对矿体进行均匀升温,有助于油气开采效率和品质提升,能够为油页岩开采提供有效技术方案。     

大庆油页岩ICP原位开采集输系统建议

壳牌原位开采ICP技术是当前国际上最具前途的油页岩原位开采技术,如果该技术在大庆油页岩推广应用,需对ICP油页岩原位开采地面集输系统与大庆油田在用集输系统进行对比分析,对大庆油页岩ICP原位开采地面采出物集输系统配套技术提出可行性建议.分析认为,油田在用集输管线可以应用到油页岩原位开采地面集输系统中.     

约旦拥有丰富的油页岩资源潜力——约旦油页岩估计储量达400亿t，是世界储量最丰富的五个国家之一

约旦并不算油页岩资源非常丰富的国家，但本文反映了作为非常规资源的油页岩在世界能源短缺的情况下，正受到重视，重新回到一些国家和大石油公司的议事日程。据估计，全球油页岩资源地质储量达4090亿t，是最重要的油气替代能源之一，但由于环境、成本、技术进展等问题的制约，使其发展缓慢。中国对油页岩的开发，在技术、人力和经验上，均有一定基础。美国是拥有油页岩资源最多的国家，但目前对这一庞大后备资源还没有大的动静，各个州的政策也有差异，有的州及时利用了这一资源。     

国内外非常规油气资源勘探开发现状及建议

随着中国经济的快速发展,国内常规油气的开发生产已不能满足经济发展的需要,必须寻求新的出路。当前,世界各国都很重视非常规油气资源的开发和利用,油砂、油页岩和煤层气等已经在部分国家实现了有效开发。为此,详细分析了世界油砂、油页岩和煤层气等非常规油气资源的勘探开发现状;简述了中国石油天然气股份有限公司在油砂、油页岩和煤层气等非常规能源方面所开展的工作;指出了中国非常规油气勘探开发存在的难题;最后提出了加快中国非常规油气勘探开发业务发展的建议。     

新一轮全国油气资源评价总报告通过评审

新一轮全国油气资源评价总报告已通过评审，取得包括石油、天然气、煤层气、油页岩、油砂5种油气资源的资源量、空间分布数据等的重要评价成果。由国土资源部、国家发展和改革委员会、财政部共同组织的新一轮全国油气资源评价，作为一次重要的国情调查，对全国主要的129个含油气盆地、42个含煤盆地（群）、80个油页岩含矿区、106个油砂矿区进行了评价。     

我国非常规油气资源勘探开发前景

对我国非常规油气资源从类型、资源量、富集程度、分布特征等方面进行了探讨。我国非常规油气资源类型多、分布范围广、资源量巨大,有着广阔的勘探前景。其中,油页岩、致密砂岩气、煤层气、和页岩气开发价值较高,是目前最为现实的非常规油气资源。注重和加强对我国非常规油气资源的勘探开发研究,转变传统观念、创新地质理论、研发特色工艺,加强技术合作交流,将能有效的促进我国非常规油气资源工业的发展。     

全球油页岩资源及其开采技术进展

由于油价的高位运行、再生技术的涌现、全球对液态碳氢化合物需求的增大以及常规石油资源的持续减少等原因,近年来,世界上油页岩储量最大、分布最为集中的美国以及拥有大量油页岩资源的爱沙尼亚、以色列和土耳其等国,均对油页岩资源的开发给予了足够的重视。自2006年以来,全球有25个石油公司陆续公布了他们在油页岩领域研究的新技术。本文从油页岩的开采工艺和促进其商品化两个角度出发,对减少用水、提高能量利用效率、治理排放物、降低对地表的影响、利用和处理废弃页岩以及保护地下水等相关的先进油页岩生产技术进行了介绍,并说明,用油页岩生产石油在技术和经济上都是可行的。     

原位开采油页岩电加热技术现状及发展方向

随着中国油页岩工业的不断发展,对油页岩地面干馏工艺方面的研究已经取得了很大进展.但由于受实验设备和分析技术的限制,对油页岩地下干馏工艺的研究却很少,在当前的油页岩原位开采工艺中以电加热工艺较为成熟.因此,从油页岩原位开采电加热技术的原理出发,详细阐述了油页岩电加热工艺流程和关键技术(电加热器的选择和设计、加热井的设计、...