הפוטנציאל של טכנולוגיות פלזמה היתינג ב- Heavy Oil Thermal Recovery

שמן כבד ו bitumen מייצגים חלק משמעותי של עתודות הידרופחמן בעולם, אך החילוץ שלהם נשאר אתגר הנדסי עצום.ההיקף הגבוה של המשאבים האלה - לעתים קרובות מעל 10,000 צמצמות בתנאי מאגר - מזרזים טבעיים לייצור בארות נושא.התאוששות תרמית, אשר מפחיתה את הרגישות על ידי חימום המאגר, היו הגישה הדומיננטית במשך עשרות שנים בסיוע כוח הכבידה (AGC), אך הם זקוקים להשפעות מחזוריות גבוהות יותר של גזי דם עצביות, אך הן גבוהות יותר, אך הן מאנרגיה עצבית, אך הן מאנרגיה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה עצבית, אך הן מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, מקרינה מהירה יותר, מקרינה מהירה יותר, מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, מקרינה של גזית, מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה מהירה יותר, מקרינה מהירה יותר, אך הן מקרינה

הבנת פלאסמה הוא מתאחד ב- Reservoir Context

פלאסמה, המכונה לעתים קרובות מצב החומר הרביעי, מורכב גז מוקרן המכיל אלקטרונים חופשיים, בצלים חיוביים וחלקיקים נייטרליים. כאשר אנרגיה חשמלית מוחלת על פני גז, הגז מתפרק לתוך פלזמה, אשר יכול להגיע לטמפרטורות בין 2,000 ודאג; C ו -10,000 ו- 10,000 ו-deg; C בהתאם לשיטת הדור ולתנאי התפעול.

המנגנונים הפיזיים המרכזיים במחזה כוללים התכה תרמית - השבר של הסלע בשל מתח תרמי - אשר עשוי לשפר את ההיתר, והחלפת השמן באמצעות סדק חלקי או מולר. בניגוד הזרקת קיטור, אשר מסתמכת על העברת חום מאוחרת ודורשת אספקת מים רציפה, פלזמה מספקת חום ישירות ואינו דורש כמויות גדולות של מים.

שתי קטגוריות עיקריות של פלזמה רלוונטיות לשיקום שמן כבד: פלזמה תרמית ולא חתומה (או קר) פלזמה הפלסמה הריאלית משיגה איזון תרמודינמי בין אלקטרונים חלקיקים כבדים, וכתוצאה מכך טמפרטורות גז גבוהות מאוד אידיאליות לחימום התנגדות.פלמה לא ותרמית פועלת בטמפרטורה קטנה יותר אך עם טמפרטורות אלקטרוניות גבוהות, אשר יכול להניע תגובות כימיות כגון מימן או ייצור חופשי שעשויות לעזור להפחית את השמנים.

היתרונות של פלאסמה הרינג על פני שיטות קונבנציונאליות

אנרגיה וצמצום חום

הזרקת קיטור אמנה סובלת מהפסדים חום משמעותיים: גם עם בארבורים מבודדים, חממה חמה בורחת לתצורות יתר ואזורים לא פרודוקטיביים הסמוכים. פלסמה חימום, כי היא מייצרת חום ישירות בתצורת היעד באמצעות גנרטור חורש או קרן מופנה מאוד (למשל, פלזמה מושרה מיקרוגל), יכולה להשיג יעילות העברת אנרגיה העולה על 80%, בהשוואה ל-30% לטמפרטורה מהירה ככל הנראה.

טביעת רגל סביבתית

דור Steam צורכת כמויות גדולות של מים טריים (בדרך כלל 2-5 חביות מים לחבית של שמן המיוצר) ודורש גז טבעי משמעותי לחימום.פלאסמה חימום משתמש חשמל, אשר ניתן מקורו מאנרגיה מתחדשת, כוח גרעיני או גז טבעי עם לכידת פחמן. כאשר מופעל על ידי חשמל פחמן פחמן נמוך פחמן, שיטות פלזמה יכולות להשיג פליטות ישירות אפס של COFLT:02Falr 1 ולהפחית את צריכת מים ולהפחית את צריכת מים ולהפחית את צריכת מים או טיפול חוץ.

גישה מהירה ועמוקה

ניתן ליישם את פלאסמה הן במאגרים רדודים ועמוקים שבהם הזרקת קיטור קונבנציונלית הופכת לבלתי מעשית בשל אובדן חום.מאגרי עמוק - עד 3,000 מטרים או יותר - אתגרים ייצוגיים עבור קיטור בגלל אובדן חום גבוה ומגבלות לחץ.פלסמה, מצד שני, יכול לספק צפיפות אנרגיה גבוהה ישירות באזור השכר.חום אינטנסיבי יכול גם ליצור שברים תרמיים, שיפור קישוריות בין מקור שמן לפלסמה שבועות מסוימים דיווחו על פני כדור הארץ.

שיטות של שחזור נפט כבד

תגית: psma

הפרשות של Arc הן שיטת הדור הפלסמה הבוגרת ביותר עבור יישומי הנפילה.קשת חשמלית גבוהה פגעה בין שתי אלקטרודות מחלחלת את הגז שמסביב (לעתים קרובות אוויר, חנקן או גז אצילי) לתוך מטוס פלזמה יציב.טמפרטורת המטוס יכול לעלות על 5,000 ורד; C. פלסמה מבוססת ארקייד שימשה לעיבוד ובזבוז במשך עשרות שנים, והסתגלות שלהם לנפט כוללת עיגול לכדי קומפקטי לתוך זרם אל מול מיכל מתכת חזק (מחץ) לתוך מיכל מתכתיטרנטיל).

מיקרוגל-Induced Plasma

אנרגיה מיקרוגל יכולה לייצר פלזמה על ידי מולקולות גז מלהיבות למצב אנרגיה גבוהה. A מגנטירון או גנרטור מיקרוגל מוצק המדינה שולח תדר רדיו (בדרך כלל 915 MHz או 2.45 GHz) אנרגיה למטה כבל קואקסיאלי או גל מונחה על חלל חוזר ליד המאגר, אך ההיקף מתרכז בשדה, תוך פיזור הגז ויצר פלזמה.

תדירות רדיו (RF) Capacitively Coupled Plasma

פלזמה RF משתמשת שדה חשמלי AC בתדרים MHz (למשל, 13.56 MHz) כדי לגוון גז בין שתי אלקטרודות. שיטה זו מאפשרת שליטה טובה על צפיפות פלזמה וטמפרטורה, והוא יכול לפעול בטווח רחב של לחצים. פלזמה RF נחקרה עבור שדרוג החלפת שמן כבד באמצעות מימן ותגובה פצצת.

אתגרים טכניים ומבצעיים

למרות הבטחתו, חימום פלזמה אינו עדיין תרגול תעשייתי סטנדרטי.יש לטפל מכשולים רבים לפני פריסה בקנה מידה מסחרי הופך להיות בר קיימא.

ציוד דוריות וחומרים עתיריים גבוהים

החום העז של פלזמה (מעל 2,000 & Deg;C באזור קשת) דורש חומרים קיצוניים עבור מקור פלזמה ורכיבים הסובבים. אלקטרודות ו nozzles להתמודד עם שחיקה מהירה מאופניים תרמיים והתקפות כימיות. מתכות כמו tungsten, molybdenum, או hafnium משמשים, אבל הם יקרים ודורשים החלפת תכופים תכופים חומרים קריפטומיים כמו tungsten, בנוסף, לחץ פחמן, או חומצי, יש צורך בתנאי נוזל פחמן, או פגום, או פגום, יש צורך, כמו גם כן, לחץ פחמן, לחץ פחמן, או פגום, או פגום, או פגום.

אנרגיה ואספקת אנרגיה

ייצור פלזמה למטה דורש מזון חשמלי בעוצמה גבוהה דרך ה- Wellbore. דרישות כוח אופייני עבור מקור פלזמה יחיד טווח מ 100 קילוואט ל 1MW.אספקת אנרגיה זו ביעילות על פני כמה קילומטרים של כבל הוא מאתגר בשל הפסדים התנגדות ודור חום בכבל יתר על כן, כבל חשמלי חייב להיות שריון ובודד לעמוד בתנאי חורין מסוימים (W perh מופק של שמן) יש צורך גבוה יותר על ידי דלק פחמן או פחמן גבוה יותר.

שילוב עם קיימות תשתיות

רוב שדות הנפט הכבדים יש בארות אנכיות או אופקיות קיימות המיועדות להזרקת קיטור.התחלו את בארות אלה לחימום פלזמה דורשות שינוי של השלמת, התקנת כבלים, ואולי גם חידוש של ה- Wellbore.כלי פלזמה חייב להתאים בתוך המגבלות של גדלים סטנדרטיים (בדרך כלל 7-958 אינץ ') אוריינטציה של מטוס פלזמה כדי למקסם את דרישות הנפט המחומים, ואולי גם כן, כמו כן, שימוש זהיר של מנגנוני ייצור (בנוסף).

מחקר ופיילוט

ניסויים מעבדה וטייסי שדה סיפקו תובנות חשובות בטכנולוגיית חימום פלזמה.מחקר בולט שפורסם בכתב העת של מדע הנפט והנדסה דיווח כי פלזמה של קשת החלת מדגימה כבדה של שמן כבד (9,000 cP מולקולות) הפחיתה את ההיקף של פחות מ-50 CP בתוך 10 דקות של טיפול, תוך הפקת כמויות קטנות של פחמימנים קלים בבדיקת שבץ ב-ACT ב- 254 באוקטובר, בהשוואה לצריכת דלקים נמוכה יותר מ-4% (400) בהשוואה ל-4% מצריכת דלקוריד (4%) בהשוואה לצריכת דלקים (4%) בהשוואה ל-4%) בהשוואה ל-4% מ-4% מצריכת דלקיטרקליפים (4%) בהשוואה ל-4% מ-4%) בהשוואה ל-4% מצריכת דלקים קלים של צריכת דלקים).

פרויקט מתמשך נוסף בתחום הנפט של סין, אזור שמן כבד ידוע, מעריך לפיד פלזמה של חגורת חגורת חגורת חגורת קרקעית שנועדה לניתוח עתיר-הטמפרטורה גבוהה. נתונים ראשוניים מצביעים על כך שהלפיד פלזמה יכול לקיים פעולה רציפה במשך יותר מ-500 שעות ב-400 קילוואט, עם צריכת אלקטרודה של פחות מ-5 גרם לשעה.הניסוי דיווח על רווח מצטבר של נפט של 15,000 דולר מעל 12 חודשים אלה הם עדיין נחוצים כדי להפחית את הפחתת עלויות התפעוליות.

אחריות כלכלית ושוק Outlook

השוואה כלכלית בין פלסמה חימום ושיטות מבוססות קיטור חייבת לקחת בחשבון את הוצאות ההון (CAPEX) עבור ציוד פלזמה, הוצאות תפעול (OPEX) עבור חשמל והחלפת אלקטרודה, ואת הערך של טיפול במים מונעים ואשראי פחמן. AFLT:0report על ידי סוכנות האנרגיה הבינלאומית FLT:1 עם זאת, עלויות של EOR תרמי באמצעות קיטור בצפון אמריקה נע בין 30 $ ל-45 $, במיוחד אם עלויות נמוכות של מים, אם כימות, לעומת זאת, 000 $, לעומת זאת, 000 $, בהתאם לעלויות נמוכות של $, לעומת זאת, 000 נמוך של $, 000 $, 000 נמוך יותר, לעומת זאת, אם עלויות.

עבור מפעילי סמכות שיפוטית עם תמחור פחמן קפדני (למשל, קנדה, אירופה, קליפורניה), התחממות פלזמה הופכת אטרקטיבית יותר כי זה יכול להיות זכאי אשראי פחמן נמוך פחמן פחמן .ההימנעות מייצור חבית שמן כבד באמצעות קיטור הם בערך 0.3-0.5 טון COOVAFLT:02FLT:1 שווה ערך (כולל טוב ל-tank).

השלכות סביבתיות וקיימות

מעבר להורדת COIRFLT:0.2earFLT:1 ושימוש במים, התחממות פלזמה מציעה פוטנציאל לשדרוג של שמן כבד, אשר יכול להפחית את עוצמת האנרגיה של התחדשות במורד הזרם.הטמפרטורות גבוהות ומינים תגובתיים בפלזמה יכולים לשבור שרשראות פחמן ארוכות, לייצר תרכובות קלות יותר הדורשות עיבוד נמוך יותר.אפקט זה נצפה בניסויים מעבדה שבו טיפול מיוצר 10-15% בשומן הפחתת משקל זה יכול להפחית את הפחתת ההשפעה של פחמן כבד יותר.

יתרון סביבתי נוסף הוא חיסול של מתקני משטח גדולים כגון גנרטורים קיטור, מים רכך צמחים, ובארות מים.במקום, טוב פלסמה מחומם דורש רק כבל חשמל ואספקת גז דחוס (לעתים קרובות חנקן, שהוא אינרציה ולא רעיל) טביעת הרגל הקרקע היא כה קטנה, צמצום ההפרעה למערכת האקולוגית.

עם זאת, חימום פלזמה אינו תרופת פלאמה.החשמל הנדרש חייב להיווצר איפשהו.אם החשמל מגיע מצמח משריפה פחם, פליטות מחזור החיים עשויות להיות דומות או אפילו יותר מדור קיטור. לכן, קיימות של חימום פלזמה תלויה שילוב זה עם מקורות חשמל נקיים.יתר על כן, ייצור של חלקים למיליון רמות מימן ופחמן פחמן חד תחמוצת במהלך פלזמה חייב להיות מנוהל באמצעות טיפול הולם וניתן ללכוד אותו או ללכוד אותו.

כיוונים עתידיים ומסקנות

העשור הבא יהיה קריטי עבור טכנולוגיית חימום פלזמה.מחקר נדרש לפתח חומרים מתקדמים שיכולים לעמוד בחשיפה ממושכת לטמפרטורות גבוהות וסביבות חורשות קורוזיות קורוזיות.עיצובים חדשים באמצעות קירור כפוי או קרמיקה מרגיעה עצמית נחקרים.שיפור מערכות כוח, כגון שימוש בכבלים על פלסמה או שידור DC גבוה לצמצום הפסדים, יכול לשפר משמעותית את ההשפעה של אנרגיה מתקדמת ומאפשר חיישנים של אלגוריתמים אמיתיים של אלגוריתמים מתאימים להתאמה אישית של אלגוריתמים מתאימים להתאמה אישית של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים מתאימים להתאמה אישית של אלגוריתמים של אלגוריתמים של פלסמה או אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של פלסמה או אלגוריתמים מתקדמים להתאמה אישית של אלגוריתמים.

פרויקטים של הדגמה בקנה מידה שדה במגוון רחב של בארות יש צורך להוכיח אמינות וכלכלה. שיתוף פעולה בין חברות נפט, מעבדות לאומיות ואוניברסיטאות יזרז את הפיתוח של שיטות הטובות ביותר.הערכה ברמת המוכנות הטכנולוגית מציבה כיום את רמת הפלסמה ב TRL 5-6 (טיפוס בקנה מידה גדול נבדק בסביבה המיועדת), עם מסלול לקראת TRL 7-8 (הפגנה מסחרית מלאה) בתוך 5-10 שנים אם נעשה מספיק השקעה.

לסיכום, טכנולוגיות חימום פלזמה מייצגות גישה טרנספורמטיבית להחלמה תרמית שמן כבד.על ידי מתן חום ישירות לתוך המאגר עם יעילות גבוהה ועונש סביבתי מינימלי, הם מתייחסים לרבים מהחסרונות של הזרקת קיטור, בעוד אתגרים טכניים וכלכליים משמעותיים נשארים, ההתקדמות בלימודי מעבדה וטייסי שדה מוקדמים מעודד.כפי שתעשיית האנרגיה נעה לכיוון decarbonization, פלזמה מציעה המשך שימוש במשאבים כבדים עם טביעת רגל סביבתית משמעותית, והתפתחויות חלופיות, ברגע שרשתות ההפעלה יכולות להפוך את המסלול למתקדמים במהירות, ברגע שמפתחות, ברגע שמפתחות, ברגע שמעבדות, ברגע שמפתחות את המסלולים את המסלולים של התאוששות תחרותיות, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, סוללות סוללות, יכולות להפוך למעבדות, במהירות, יכולות להפוך למעבדות אוטומציה של טכנולוגיות חלופיות, במהירות, במהירות התאוששות מהירה של התאוששות, במהירות, כמו גם כן, במהירות, כמו גם כן, במהירות של התאוששות מהירה של התאוששות מהירה של סוללות, כמו גם למעבדות אוטומציה תחרותית, כמו גם למעבדות, כמו גם למעבדות טיפולית אבטחה מתקדמת במהירות התאוששות, כמו גם למעבדות טיפולית, כמו גם למעבדות טיפולית אבטחה מתקדמת במהירות התאוששות מהירה של