视频｜雪佛龙太阳热能强化采油项目
公开资料显示，世界上大多数已知的石油储量含有过于粘稠（厚）或储油层缺乏油自由流动的压力。提取重油储备是一项全球性的挑战。据SBI曾发布的一份报告称，传统采油法只能从储油层提取出约10%～30%的潜在石油，剩余的油需要其他提取技术。蒸汽驱动是稠油和超稠油油藏开采的主要工艺方式，通常采用天然气锅炉生产高温高压蒸汽，烧“气”换“油”。数据显示，蒸汽热采每桶原油的成本中，天然气成本要占到50%左右。
2011年，雪佛龙美国公司（Chevron U.S.A.）旗下子公司Chevron Technology Ventures建造的太阳热能强化采油（EOR）系统在加州Coalinga投入运营，树立了利用高温太阳热能实现节能、降本、环保的油田开发的典范。
据悉，作为美国历史最悠久的油田之一，雪佛龙的Coalinga油田于19世纪90年代投入运营。由于该油田生产的重质原油不易流动，蒸汽被注入重油储油层，对原油进行加热，使其更容易被抽至表层。提取重油所需的能源强度极高。过去，Coalinga油田的蒸汽一直由天然气燃烧驱动。这意味着对这一工艺的控制排放和供应天然气等燃料造成了很大的挑战。全球许多已知的重油储备都很难获得经济的燃料来源，并且分布在太阳能资源丰富的地方。这就为使用太阳热能技术进行强化采油提供了十分理想的环境。
使用太阳热能强化采油的显著好处主要包括：
以零排放（和其他颗粒）增加石油生产；
在其他应用领域扩大天然气供应；
创造就业和经济机会；
为那些偏远地区、天然气不是始终可用的重油场提供清洁，丰富和经济吸引力的燃料。
通过竞争流程，Chevron Technology Ventures选择了美国Bright Source的聚光集热技术建设用于太阳热能驱动的强化采油技术示范设施。该项目占地约607亩，于2009年开始施工，2011-2014年成功运行，显示了太阳能光热技术可以有效地用于蒸汽驱动的稠油热采。
太阳热能驱动强化采油的工作原理：
由专有的跟踪软件控制的超过3822面反射镜（被称为定日镜）跟踪太阳，将阳光反射聚集到约100米高的集热塔顶的“太阳能锅炉”（吸热器）中，吸热器产生的高温高压蒸汽被深入泵送到地下，加热油储层，从而增加油储层的压力，降低油的粘度，使其更容易被带到地面。为节约用水，该蒸汽然后被冷却、循环使用。其中定日镜场占地约395亩，产气量29MWth，约合电力输出13MWe。
据悉，在EOR项目期间，太阳能产生的蒸汽作为天然气燃烧产生蒸汽的补充，提供了生产8,700b/d 重质原油所需的约5%蒸汽。“如配置太阳能EOR技术产生了60％的260℃/700psi（磅/平方英寸）质量蒸汽。”雪佛龙发言人表示。
太阳热能强化采油项目计划每年生产2.4亿镑的蒸汽，或者每年等同于50,000MWh。发言人表示：在太阳能EOR项目第一年的运行中，示范结果便超过了设计生产目标。从技术示范的角度来说，测试符合预期，验证了太阳热能强化采油的技术能力。但和当前的天然气燃烧产生蒸汽的工艺相比，在经济方面不太具有吸引力，这也是后续雪佛龙公司没有继续推进太阳热能EOR技术应用的主要原因。
太阳能资源是储量最大的绿色可再生能源。我国稠油储量巨大，随着我国双碳战略目标的部署推进，利用具有清洁环保特点的太阳能EOR技术进行稠油开发，不仅能够降低燃料成本，提高采收率，同时还能够减少二氧化碳、氮气等气体和含硫化合物等排放，使天然气价值最大化，节省下来的天然气资源可被用于较高价值的应用，比如发电、运输、LNG出口等，促进国民经济的健康持续发展。太阳能EOR技术为我国稠油开采提供了新的发展方向和趋势。
图片来源：BrightSource Energy
编译：杜凤丽
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