非傳統石油資源發展與現況

 
2017/06/12 邱詠程 | 國立成功大學資源工程學系     348
 

頁岩油/氣的發展與現況

 

「頁岩油/氣」簡單來說就是被封存在頁岩裡的油/氣。頁岩是緻密且具有薄層狀節理的沉積岩,在過去開採技術尚未發達的時候,要開採頁岩油/氣較不容易,開採成本相對較高,但近年來水平鑽井和液裂法的發展,讓開採頁岩油/氣的技術進步,開採成本因此降低。在生產頁岩油/氣的過程中,先用垂直井往下鑽至目標地層後,轉而使用水平井並利用液裂技術產生裂縫,製造出生產的通道,就能夠開採頁岩油/氣了。

 

煤層氣的發展與現況

 

「煤層氣」所指的是,煤層在地下形成的過程當中,所含的有機物經過熱化學作用後產生的甲烷氣。開採煤層氣的生產工法可以分為四個階段,第一階段是藉由排水來降低煤層的地層壓力;第二階段,在壓力降低的煤層中,煤層氣會從煤基表面脫離至煤基的孔隙;第三階段,上個階段移到煤基孔隙的氣體擴散至煤層的裂縫;第四階段,氣體由裂縫處流入井內,再由生產管線作生產流至地表。若要增進煤層氣的採收量,可將二氧化碳注入煤層中,因為二氧化碳較容易吸附於煤層,因此注入的二氧化碳會取代原本的煤層氣,就可以進行生產。目前全世界的煤層氣主要分布在亞洲、美洲以及澳洲,其中有商業開採的國家有美國、俄羅斯、澳洲、中國以及印度。

 

油砂的發展與現況

 

「油砂」是最早出現的非傳統油氣,簡而言之是砂中含有高黏滯度的石油,由於石油的黏滯度高,不易流動,因此需要在生產前利用熱能或是化學藥劑來提高流動性。目前較常使用的就是蒸氣循環激勵法(CSS,Cyclic-steam Stimulation)與蒸氣輔助重力驅油法(SAGD,Steam Assisted Gravity Drainage)。使用蒸氣循環激勵法來開採可分為三階段:第一階段先注入蒸氣,注入蒸氣後進入第二階段;第二階段為關井,讓先前注進去的熱能夠擴散,降低油砂的黏滯度,結束關井後就進入第三階段的開井生產;利用蒸氣輔助重力驅油法來生產油砂,鑽鑿兩口水平井,一口在上、一口在下,上方的水平井注熱將油砂熔化,油砂熔化後會降低油的黏滯度,黏滯度降低的油會因為重力的關係向下流,最終被下方的水平井所生產出來,而目前加拿大有大規模的商業化開採。

 

天然氣水合物的發展與現況

 

「天然氣水合物」是氣體在低溫高壓的環境下,包覆在冰的晶格當中,又稱為可燃冰、甲烷水合物,其主要分布於永凍層以及海洋沉積地層中。探勘天然氣水合物的方式,主要是使用震波測勘,利用震波測勘的結果可以觀察是否有平行於海床面的反射面;若有,則有極大的可能性為擬海底反射(BSR),而BSR的出現也意味著天然氣水合物的分布。而開採天然氣水合物有三種方法,分別為降壓法、注熱法以及化學藥劑注入法。降壓法是將壓力降低,使天然氣水合物變得不穩定,進而將包覆在冰裡的氣體產出;注熱法是利用加入的熱融化外層包覆的冰,冰塊融化後就只剩下氣體了,因此我們就只需要產出這些氣體即可;化學試劑注入法是藉由化學試劑的注入,改變天然氣水合物的平衡狀態,使水合物所處於的狀態變得不平衡,即可產出天然氣。

 

總結

 

台灣並沒有太多的傳統油氣資源,常需要仰賴國外進口;因此,若能在國外投資傳統油氣或非傳統油氣資源,應該能夠提高能源自主率。此外,根據能源國家型科技計畫的調查顯示,台灣西南海域有豐富的天然氣水合物資源,若能順利開採,勢必能夠提高國家能源自我供應,並降低對於傳統石油資源的依賴。

 

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

審校:吳政岳

 
 
 
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