隨著時間推移,地層壓力增高,將生油岩孔隙中的碳氫化合物擠出,迫使油氣移棲到合適的封存構造中,成為油藏。
石油危機後,能源的新方向
十世紀70、80年代,石油危機出現之前,世界上大都在生產取用儲藏於砂岩及碳酸岩中的石油,因為砂岩孔隙率與滲透率高,有利於的下流體流動,往往僅須鑽井、穿孔,地層中的原油便會自湧而出。這種生產技術簡單、成本低廉及產量巨大的油藏便被稱為「傳統油氣資源」。
事實上有些油氣資源,由於其儲藏地層的特性(滲透率、孔隙率過小等因素)或是油氣資源本身性質(黏滯度等物理、化學性質),導致其生產成本與技術難度高於傳統油氣資源,因此乏人問津。但在戰爭爆發導致石油危機,石油輸出大國控制了原油輸出之時,原油價格水漲船高,使得這些原本生產成本相對高昂的油氣資源開始備受重視,而這種油氣資源便被稱為「非傳統油氣資源」。
在傳統油氣資源日漸稀缺,油價高昂的現今,非傳統油氣資源的開發早已不是新聞。目前被積極開發的非傳統油氣資源主要有三種,頁岩氣、油砂以及天然氣水合物。
藏在頁岩裡的天然氣——頁岩氣
頁岩氣來自於頁岩質的生油岩,油母質在頁岩中形成油氣後,由於頁岩顆粒緻密,流體不易流動,導致有部分油氣分子被封存於緻密的岩石縫隙之中,無法移棲。頁岩氣的主要成份為天然氣,成份十分單純,雜質含量及少,但由於頁岩的滲透率(流體於孔隙介質中的流動能力)不佳,一般狀態下根本無法進行生產。
直到近十年來,美國石油工程及鑽井生產技術有所突破,利用水平鑽井(Horizontal Drilling)以及水力壓裂技術(Hydraulic Fracturing),在頁岩地層中打入高壓液體,製造開裂,成功有效的生產頁岩氣。該技術的成熟應用也為美國帶來不亞於俄羅斯的天然氣產量,使美國天然氣貿易油進口轉為出口,形成了所謂的「頁岩氣革命」。
油沙:混在泥沙之間的石油
還有一種油氣資源存在於離地表較近的深度,那便是北美加拿大原油生產的主要來源——油砂。油砂由砂粒、水、泥土及大量黏稠的原油混合而成,存在於淺層的砂質地層,在砂粒之間存在著類似瀝青質的高黏度石油。由於其黏度過高,流動性並不佳,無法如傳統油氣資源般直接打井進行生產。
躲藏在水面下的「天然氣水合物」
近年來在台灣的西南海域探勘到了大量天然氣水合物的蹤跡,更令人感到興奮的是,2017年七月,中國宣布在鄰近香港的神狐海域生產天然氣水合物試驗成功,也證實了海域天然氣水合物開採的可行性。
天然氣水合物又可以被稱為可燃冰,是在低溫高壓的環境下,由水分子包裹甲烷氣分子形成晶格而成,常被發現於永凍層及海床下。在常溫常壓下,水合物分解後大約可以產生150~180單位體積的氣體及0.8單位體積的水。天然氣水合物開採所生產出的甲烷被視為是一種較為潔淨的能源,其熱值高且不會排放有毒的氮、硫化物,也是許多國家在未來希望開發的新興能源。
如今開採技術尚未成熟,無法保證開採作業的安全性。如同永凍土層融化會使地層不穩定,造成土壤液化,開採天然氣水合物也可能破壞海底地層的穩定性,造成海底滑坡、地震、海嘯及大量天然氣湧出毒化海水等可怕的災難。希望再不遠的未來,台灣也能順利開採海域天然氣水合物,增加能源自給率,幫助未來台灣的環境保護以及能源經濟。