技术分析

技术分析

EOR三大技术现状与展望

        当前全球EOR技术的市场规模约为300万桶/日,3种主要EOR的市场占比约为4︰2︰1。SAGD和CSS仍将是热力EOR主导,太阳能EOR新技术有局限性。中国已将二氧化碳EOR项目作为能源战略的一部分,也是全球化学EOR的领导者。

        随着全球能源需求不断增加,老油田逐渐枯竭,常规石油发现殆尽,石油公司为了最大限度地开采现有储量,EOR技术得到极大关注,热力驱油、化学驱油、气体驱油已成为提高采收率的主要方法。

        过去10年,热力驱替和气体驱替对全球原油产量贡献显著,尤其是加拿大的油砂项目和美国的二氧化碳(CO2)驱油EOR项目,化学驱在北美落后了。据Visiongain资料,全球热力EOR技术的产量为200多万桶/日,气体EOR技术产量约75万桶/日,化学驱EOR产量仅37.5万桶/日,其中30万桶/日产自中国。

热力EOR:关注加拿大、中东未来项目

        热力采油可降低原油黏度,增加流度比。这种方法一般用于较浅油井、黏度较高原油,当前主要采用蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和蒸汽吞吐(CSS)两种技术。热力EOR技术在美国、加拿大、委内瑞拉、阿曼、中国和印尼都取得巨大成功,几十年来一批重大项目仍在运营。

        展望未来10年,项目主要机会不是在较老的、已经建成产油区,而是加拿大新的油砂项目,此外可能是中东的太阳能EOR技术应用。由于热力EOR项目成本高,当前主要威胁是低油价使项目失去经济性。

        在加拿大,如果油砂埋藏过深不宜用采矿法生产,就用热力EOR技术开采,2012年热力开采法生产已超过采矿法,艾伯塔省80%剩余油埋藏在地面200米以下,无法用采矿法生产。未来10年,热力EOR法将在油砂市场占统治地位,当前以SAGD技术为主,在作业项目中占75%,其他地区大多采用CSS技术。

        随着明后两年一批项目投产,热力油砂市场将经历一个快速发展期,但增产也会带来运输和炼油瓶颈问题。由于加拿大联邦政府的原因,中国投资放慢,加上较低油价对市场的影响,有些项目可能推迟甚至取消。尽管如此,目前在建、已批或已宣布的项目有160多个,即使只有部分项目完成,热力油砂项目也会带来显著产量增长。

        除了加拿大,热力EOR项目不引人注意。在美国,热力EOR项目高峰在上世纪80年代,现在已衰落,其他大型热力EOR项目,如阿曼的穆赫济纳(Mukhaizna)、印尼的杜里(Duri)、中国的胜利油田,预计未来10年产量稳定增长。今后12个月,最值得关注的恐怕是太阳能EOR技术远景。

        太阳能EOR技术是将阳光会聚到热管上生产采油所需的蒸汽。据这方面领先的GlassPoint公司称,他们的系统可以使油田节省80%的天然气消费,从而降低开采成本,让更多的天然气用于其他途径,包括出口。

        太阳能EOR的最大机会在中东,这个地区重质原油资源丰富,光照时间充足,但由于国内天然气需求不断增加,致使供应紧张。2013年初,阿曼采用GlassPoint技术,开始了太阳能EOR项目,蒸汽平均产量50吨/日。中东其他国家如科威特、巴林、沙特都有可能加入太阳能EOR项目。GlassPoint于2011年已在加利福尼亚建成第一个太阳能EOR项目,那里也是一个潜在市场。

        热力EOR项目需要钻大批井,用于注蒸汽和采油,一般需要大量天然气生产蒸汽,因此热力EOR项目在石油项目中成本是最高的。当前在产的热力EOR项目赢利油价为75美元/桶,但有很多项目主要是油砂项目,需要更高的资本开支和作业开支。

        由于项目建设需要5年时间,然后生产运营20~35年,因此在一定程度上,短期价格波动对项目的影响不大。但是,如果当前低于90美元/桶的油价成为今后若干年的常态,很多建议项目就可能搁置甚至取消。据国际能源信息署资料,如果油价长期低于80美元/桶,四分之一的油砂项目就危险了,而成本更高的采矿法项目则更脆弱。

        热力驱油在EOR市场占主要地位,2014年占全球EOR产量63.8%。未来20年,新一批热力油砂项目将建成,这一数字还会加大。除了运输瓶颈,对中国投资的限制是最重要影响因素。如果全球基准油价不能在中期恢复到100美元/桶,投资者和油公司都要评估项目保本价。

二氧化碳EOR:美国领先,成本是关键

        二氧化碳驱油不是新技术,在美国已成功运用40多年,此技术用于驱替老油田剩余油,延长油田寿命。上世纪80年代,美国石油工业快速发展,在新墨西哥、科罗拉多和密西西比地下发现了大量天然二氧化碳气层,工业规模的二氧化碳源增长迅速,成为EOR项目的供应气源。

       过去25年,美国二氧化碳EOR项目生产了约15亿桶石油,现在还有6400多公里管道在输送二氧化碳,大约6800万吨二氧化碳用于生产30万桶/日原油,主要在三叠盆地。世界其他地区比美国差很多,主要是缺少天然资源,但也有一些国家正在建立或扩大二氧化碳EOR项目。

        业界议论,页岩(致密)油革命或将对二氧化碳EOR项目构成威胁。与二氧化碳EOR项目相比,页岩油开发启动成本较低,如今投资者和CEO们倾向优先考虑页岩油开发。按产量比较,西方石油公司三叠盆地的二氧化碳EOR项目最大,占美国项目总产量30%,该公司最近表示,二氧化碳EOR项目可稳产到2016年,同期要增长页岩油产量。

        美国二氧化碳EOR项目,除了5个主要自然二氧化碳供应源,还有10个在产和13个可能于2020年投产的人为资源。未来10年人为资源甚至可能超过自然资源,这容易让人过高估计市场的潜在增长。今年早些时候,美国能源部国家能源实验室报告指出,到2020年二氧化碳EOR项目产量可增加一倍至61.5万桶/日,其他机构估计更乐观,而对项目计划和外部因素的影响估计不足。

        北海地区原油技术可采储量有150亿~350亿桶油当量,仅英国水域至少有30亿桶可通过二氧化碳EOR项目开采,把碳捕捉储藏(CCS)项目与二氧化碳EOR项目相结合,可以达到减少二氧化碳排放和开采更多原油的双重目的。不过,众多北海EOR项目的评估显示,海上安装注二氧化碳装置的成本太高,且廉价二氧化碳供应不足,未来10年,即使油价提高,环境监管改善,项目经济可行性仍然不利。

        中国的前景要好得多,中国拥有丰富的工业二氧化碳来源,相当数量原油发现地质条件有利于二氧化碳驱油。中国已将二氧化碳EOR项目作为能源战略的一部分,中国石油已有多个油田项目,不过成本较高。巴西在卢拉油田建立了二氧化碳EOR项目,二氧化碳由海上浮式生产储油平台提供,由于原设计中就包括EOR项目,这比事后再安装二氧化碳装置更划算。如果项目成功,巴西将在整个油田推广这项技术。此外在中东,阿联酋、科威特和沙特也在计划二氧化碳EOR项目。

        在美国,页岩油将是二氧化碳EOR项目发展的障碍,不过页岩油投资回报已开始下降,二氧化碳EOR项目可望在2020年以后最初几年显著增长,2024年项目产量可望超过45万桶/日。在美国以外,二氧化碳EOR项目面临诸多挑战,尤其是在海上,包括气源和成本,项目经验不足,环境监管制约,以及其他EOR技术的竞争。尽管如此,随着油田老化,重大新发现减少,从老油田开采更多石油前景正在复苏,高油价将支持全球范围建立更多的二氧化碳EOR项目。

化学EOR:当前市场最小,未来潜力很大

        用化学剂驱替液体,可以降低界面张力,增加流度比,从而提高原油采收率,应用化学EOR方法在上世纪80年代中期达到高峰,那时有很多先导项目,尤其在美国。受高额研发费用和上升油价鼓励,产生一大批先导项目,包括聚合物和表面活性剂驱替试验。然而随着原油供应过剩、油价下跌、项目成本上升,化学驱项目变得经济上不可行。项目数量锐减,此后20年,化学驱EOR项目市场艰难。

        高额建造成本与运行成本一直是化学EOR项目的制约因素,不同规模项目有的高达数亿美元。如果项目所处环境复杂,项目费用更高,如海上化学EOR项目。项目还需根据具体油藏的特性进行设计,很多公司认为,化学EOR项目成本高、风险大。

        近年随着技术开发和高油价出现,新的一批项目上马了。有3个关键因素的发展促进降低成本:一是项目所需化学剂尤其是表面活性剂的浓度大幅下降,二是化学剂单位成本下降,三是化学EOR技术较易理解,有效地提高了油藏增产性能。降本增效使有的产区作业成本降至不到10美元/桶,油公司与大学的研发活动增加,现在已有一批先导项目,随着知识与经验的积累,成本可望进一步下降。

        由于化学EOR项目经济性的变化,各地项目活动也随之变化。尽管美国在上世纪80年代是化学EOR项目主导,现在已不见任何显著贡献。中国成为全球项目的领导者,中国石油和中国石化分别在大庆油田和胜利油田都有大项目,未来10年中国仍将是化学EOR市场的主导。目前,全球有60个化学EOR项目分布在一些国家,包括先导项目和少数较大油田开发项目。

        在加拿大,佩利坎(Pelican)湖的商业规模化学EOR项目已运营了9年多,项目不同寻常,油田原油是14API度的重质原油。加拿大当前有15个先导项目,大多位于艾伯塔省。阿曼也把化学EOR当作其3大类EOR项目组成之一。2010年阿曼石油开发公司启动了迈尔穆勒(Marmul)油田聚合物驱项目,并计划分两期进行推广。公司还有3个化学EOR先导项目,此外还将有若干远景项目。其他国家如印度、马来西亚、印尼和俄罗斯也都有化学EOR计划。

        从当前项目开支和产量数字看,化学EOR不久的未来在EOR市场的份额仍将最小,但从规模和区域角度看,化学EOR发展潜力很大。开展化学EOR项目的国家数量已超过热力EOR和气体EOR,化学EOR将走出其他EOR技术竞争的阴影,成为全球范围一项重要技术。

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