鑽頭會轉彎!實現頁岩氣革命的關鍵是…… (下)

九月 22, 2014 No Comments by

繼 < 鑽頭會轉彎!實現頁岩氣革命的關鍵是…… (上) >之後,接下來我們繼續了解油頁岩革命的技術革新發展:

 

油頁岩如何鑽井? 如何擷取油氣?

 

圖示:切薩皮克公司 (Chesapeake Energy Corporation) 製作的水平鑽鑿示意圖:

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水平鑿井鑽鑿與設置

 

鑽井的第一步,是進行一般的垂直鑽探:透過鑽管先鑽出一道垂直的井,到達礦脈上方後,從井的側面做出切口,再將垂直的鑽頭替換成有彈性的鑽管與馬達的組合,鑽管經過特殊設計,有彈性且可彎曲,透過特殊的探頭,地表上的鑽機可以引導馬達往希望的角度進行鑽探,之後透過設置在地面的大型壓裂油槽和卡車,用高壓泵將原油抽至地表。若是採取天然氣,接著便是水力壓裂法上場 — 透過設置好的鑽管注入壓裂液,將儲存天然氣的岩層壓裂出裂縫,接著在裂縫中灌入攙有石英砂的混合液體,支撐裂縫,再透過裂縫將油氣吸取出來。水平鑽井的設置大約需時四個月,其後有二十至四十年的開採生命。

 

鑽鑿與擷取油氣:

 

因為開採技術完成度提高,水平鑽井的數量持續增加。而水平鑽鑿可以提升與礦脈的接觸面,甚至可活化過去已開鑿的井,提升產量 (最高可以達到傳統垂直鑽井的20倍)。此外,定向鑽探技術因為可以讓鑽井有不同的角度,而非單純的垂直井,因此單一鑽鑿點下可以同時有好幾座井共存,節省地表上的開發面積;而也因為產量相對提高,開發後的維護費用也低於傳統的垂直油井。

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(資料來源:http://geology.com/)

 

從美國能源局的統計來看,2012年後的油井數量雖然沒有太大的增長,但產油量卻能持續提升,可以反映既有油井的生產效率是有改善的,也進一步支持鑽鑿與開採科技進步的理論。

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(資料來源:美國能源局與貝克休斯公司)

 

在水平鑽鑿技術成熟後,增加的油井也以水平油井為主。

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回應更高的能源需求,除了開鑿效益的要求提升外,必須降低環境衝擊也是另一重要議題,因此目前所運用的技術雖可說成熟,但不代表它們就此不再演進。觀察這些科技如何被運用的有趣之處,就在於它們永遠是進行式,你永遠不知道使用者可以讓他們進步到什麼境界。

 

資料來源:
思倫貝謝公司 Schlumberger Limited
貝克休斯公司 Baker-Hughes Inc.
切撒皮克公司 Chesapeake Energy Corporation
原油資訊網Rigzone
美國能源局 U.S. Energy Information Administration (EIA)
美國環境保護局 US Environmental Protection Agency
地質研究網 http://geology.com/
石油工程師學會The Society of Petroleum Engineers
皇家國際事務研究所 Chatham House_The Royal Institute of International Affairs

 
【延伸閱讀】
1. 鑽頭會轉彎!實現頁岩氣革命的關鍵是…… (上)
2. 鑽頭會轉彎!實現頁岩氣革命的關鍵是…… (下)
3. 海上移動城堡 – 鑽油平台事業

 

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