目からうろこの重質油 ~開発状況と技術~
| レポートID | 1006917 |
|---|---|
| 作成日 | 2008-08-21 01:00:00 +0900 |
| 更新日 | 2018-02-16 10:50:18 +0900 |
| 公開フラグ | 1 |
| 媒体 | セミナー・報告会資料 4 |
| 分野 | 技術非在来型 |
| 著者 | 伊原 賢 |
| 著者直接入力 | |
| 年度 | 2008 |
| Vol | 0 |
| No | 0 |
| ページ数 | |
| 抽出データ | 目からうろこの重質油目からうろこの重質油~開発状況と技術~~開発状況と技術~2008.8.202008.8.20調査部調査部伊原 賢伊原 賢0嵩燉e報告内容1. 重質油とは?2. 重質油開発技術のトレンド3. 各国における重質油の開発状況4. 重質油の開発の現状と、開発に必要な技術5. 今後の原油生産における重質油の位置づけ(まとめ)1.1. 重質油とは?重質油とは? ((1/21/2))軽・中質油と重質油を区別する2つの重要な特性は、軽・中質油と重質油を区別する2つの重要な特性は、粘度と密度(またはAPI比重)で、特に粘度は重要。粘度と密度(またはAPI比重)で、特に粘度は重要。出所:Schlumberger2.1. 重質油とは?重質油とは? ((2/22/2))(cid:122)可採埋蔵量と採算コスト出所:IEA, SPE3.2. 重質油開発技術のトレンド重質油開発技術のトレンド((1/51/5))(cid:122)JOGMECのアクション(2005年度以降)? 回収率改善技術の調査? 重質油ワークショップ? 重質油オンサイト改質技術セミナー? ベネズエラ・オリノコ重質油の開発事業調査? 重質油の油層評価技術(回収法)4.2. 重質油開発技術のトレンド重質油開発技術のトレンド((2/52/5))回収率改善技術の調査回収率改善技術の調査(cid:122) 回収率改善技術(EOR/IOR)と油比重(OAPI)の関係出所:JOGMEC技術調査部5. 2. 重質油開発技術のトレンド重質油開発技術のトレンド((3/53/5))重質油ワークショップ、重質油オンサイト改質技術セミナー(cid:122)重質油ワークショップ?技術課題(掘削長、油層内流動コントロール、坑底圧低減、出砂対策、産出水処理、ほか)、需給状況、及び油田の開発事例について、関係者間で情報を交換(cid:122)重質油オンサイト改質技術セミナー?R&Dレベルにあるものの今後の現場適用が期待される要素技術(オンサイト改質、超臨界水による改質)の改質のレベルについて、OAPI増し分・粘度・脱硫・脱金属・収率といったパラメータで議論6.2. 重質油開発技術のトレンド重質油開発技術のトレンド ((4/54/5))ベネズエラ・オリノコ重質油の開発事業調査ベネズエラ・オリノコ重質油の開発事業調査出所: GCA7d質油開発技術のトレンド ((5/55/5))2.2. 重質油開発技術のトレンド重質油の油層評価技術(回収法)重質油の油層評価技術(回収法)1次回収(Cold Production)の孔隙スケールの概念モデル出所:JOGMEC技術調査部8. 3. 各国における重質油の開発状況各国における重質油の開発状況((1/81/8))????レポート「Heavy Crude Outlook2008: A Global Analysis and Outlook by Hart Energy Consulting」を活用既発見の重質油田に対する開発状況を把握する事により、現状の要素技術や今後の技術課題を摘出北米、南米、中東、アジア/太平洋、欧州/ロシア、アフリカ上中流事業の状況、新たな動き(探鉱、パイロットテスト)9. 3. 各国における重質油の開発状況各国における重質油の開発状況((2/82/8))地域・主要国別の重質油の生産見通し地域・主要国別の重質油の生産見通し地域別 (万バレル/日)主要国別 (万バレル/日)200620102015202520062025北米南米中東アジア・太平洋欧州・ロシアアフリカ合計3702583144440376475472161564494220北米メキシコカナダ米国69103120178南米ベネズエラ65237031774767288161,1271,3521,551中東アジア・太平洋欧州・ロシアブラジルクウェート中国北海ロシア/旧ソ連出所:Hart社Heavy Crude Outlook 2008225100451537514483628132306126222218132170125010e国における重質油の開発状況((3/83/8))3. 3. 各国における重質油の開発状況世界の重質油の埋蔵量分布と主要生産状況世界の重質油の埋蔵量分布と主要生産状況カリフォルニアカリフォルニアアルバータアルバータオリノコオリノコ中国中国現在生産量(BOPD)現在生産量(BOPD)油比重(°API)油比重(°API)340,000340,00010 -1510 -151,100,0001,100,0008.5 -188.5 -18650,000650,0008.0 -9.58.0 -9.5300,000300,0008.0 -218.0 -21油粘度油粘度回収法回収法500 ?12,000500 ?12,0001,000 ?1,000,0001,000 ?1,000,0001,000 ?5,0001,000 ?5,000500 ?10,000500 ?10,000水蒸気圧入水蒸気圧入CHOPS/SAGDCHOPS/SAGD水平坑井水平坑井CSS/水攻法CSS/水攻法油層深度(m)油層深度(m)120 -1,500120 -1,500油層タイプ油層タイプ砂層砂層0 -9000 -900砂層砂層350 -1,000350 -1,000150 -2,300150 -2,300砂層砂層砂層砂層出所:JOGMEC技術調査部11. 3. 各国における重質油の開発状況各国における重質油の開発状況((4/84/8))(cid:122) 上流カナダカナダ?アルバータ州のオイルサンドや未固結の砂岩を対象とした1次回収/Cold Production法のCHOPSや水蒸気を用いたCSSやSAGDにより生産。? 溶剤圧入技術(VAPEX)もエネルギー・水を削減する方法としてパイロットテスト中。(cid:122) 中流? 上流側にとってコスト増にも関わらず、フィールド近傍に改質装置を建設し、改質された合成原油を製油所へ移送し、全体系の温室効果ガスを抑制する計画。3プロジェクトにおいて、残油からのガス化プラントを併設し、水蒸気生成に必要な燃料ガスを自前で生成する計画。?(cid:122)コストと環境対策? 膨大な初期投資・操業費と環境対策がオイルサンド・プロジェクトの課題。?SAGDプロジェクト例(10万バレル/日で25~30年生産)(cid:122) 投資25億ドル、操業費20~30ドル/バレル(2006年)(cid:122) 操業費の半分以上が水蒸気圧入用の天然ガス購入費であり、SORの削減が必要? 水蒸気を生成する為に多くの水が必要。生産物の油水分離、水の再利用技術も重要。(cid:122)CSSにて操業のImperial Oil社では、油1バレルの生産に対する純水の利用量を5から2バレル以下に削減?CO2の地下貯留もカナダにおける生産拡大とCO2排出削減を解決する手段と考えられ、多くの石油会社はCarbon Capture & Storage(CCS)に向け準備。12. 3. 各国における重質油の開発状況各国における重質油の開発状況((5/85/8))米国、メキシコ米国、メキシコ(cid:122) 米国? 主要な重質油の開発地域は、カリフォルニア州とアラスカ州。? カリフォルニア州生産の65%が熱回収法(主に水蒸気圧入)であり、残りがCold Production。? 水蒸気に不向きな深度の深い重質油田では、1次回収若しくは水攻法により生産を行っているが、インミシブルのCO2-EORやWAG も検討中タールサンドの原始埋蔵量は540億バレルであり、ユタ州(60%)、アラスカ州(33%)で殆ど。油層性状(油比重)がカナダより悪い為に、油層内回収は困難。露天掘りに関しては、パイロットテスト実施中。?? 米国の重質油やタールサンドは、リモートエリアを含む広範囲に分散。この為、賦存サイトへのアクセス、水の確保、アクセス道路といったインフラ整備や環境対策への初期投資も開発への課題。(cid:122)メキシコ?API比重が17~22、Cold Productionで生産。生産量の主力(280万バレル/日の105万バレル/日、2008年6月)を占めるCantarell油田は窒素圧入により約50%の回収率を実現するも、掃攻される油層の厚さは減り続け、2005年よりの減退は著しく、4年前のピーク時の半分の生産量に落ち込む。? 全体生産量の減退を少しでも、もう一つの主力重質油田Ku-Maloob-Zaap油田のへのガス圧入や陸上(チコンテペック)での探鉱開発で補う方針。13. 3. 各国における重質油の開発状況各国における重質油の開発状況((6/86/8))南米南米(cid:122)ベネズエラ???オリノコベルトの原始埋蔵量は1兆3,000億バレル。オリノコベルト超重質油(8~10OAPI程度)からの合成原油60万バレル/日。この他の重質油はマラカイボ(20OAPI程度)。2006年の重質油生産量は131万バレル/日。内、マラカイボでの水蒸気圧入による生産32万バレル/日と他の重質油:99万バレル/日(主にCold Production)。政治的不安定性とPDVSAからの人材流出により、プロジェクトの遅延や最新技術を適用できずに回収率が減少する可能性大。(cid:122)ブラジル??カンポス海盆を中心とした東海岸の大水深と超大水深(1,000m以深)で、重質油田(約160億バレル、13~17OAPI、粘度20~400cP)の開発・生産。大水深の坑井は海底仕上げ。油層圧力維持に有効な手段は水圧入のみで、水圧入井や生産井配置は、3D地震探査や油層キャラクタリゼーションからのデータを基に決めている。また、高粘性による生産性低減を補う為、大偏距の水平坑井や蛸足のマルチラテラル井、高動力の電動サブマージブルポンプ(ESP)やハイドロリックポンプ、多相流ポンプ等の技術を用いて、一坑当り10,000~15,000バレル/日の高い生産レートを維持し、CAPEX/OPEXの低減を図る。(cid:122)コロンビア?Rubiales油田は、現在2万バレル/日弱で生産。OAPIが低い為に、パイプラインの仕様にあわず、400台のトレーラーを用いて、送油している。10万バレル/日への増産計画を検討しており、オンサイト改質装置(UOP社のCCU)を建設し、既存パイプラインにより送油する計画。(cid:122)エクアドル?Pungarayacu油田は、原始埋蔵量が30~40億バレル(8OAPI)で、Ivanhoe社のRTPプロセスを利用し、部分改質(16~20OAPI)を行い、開発する計画あり。14. 3. 各国における重質油の開発状況各国における重質油の開発状況((7/87/8))中東中東(cid:122)(cid:122)Arabian-Iranian盆地とZagros褶曲帯で重質油(10~20OAPI)の可採埋蔵量は780億バレルと言われる。中軽質油と同じ構造に重質油も存在し、オマーンを除いてその殆どが未開発である。その理由として、硫化水素を含むサワー原油である事。中東の多くは炭酸塩岩であり、水蒸気圧入の事例は少なく、次のような技術課題あり。? 水蒸気が炭酸塩岩内の割れ目(フィッシャー)を通じて、リークし、熱効果が望めない。? 炭酸塩岩の鉱物が溶解し、ソルト分が油層内で析出し、油の流動を妨げる場合がある(ソルト分析出の軽減策が必要)。? 水蒸気用の水は、油層にダメージを与えないように真水を使い、そのためには塩分除去が必要。中東での脱塩費用は不明だが、米国を例に考えると、脱塩装置(Reverse Osmosis/逆浸透)1台で300~400バレル/日の純水を精製する。初期費用は180百万ドル/台、必要電力は0.9~1.9kWh/バレル。(cid:122)オマーンでは、幾つものEORプロジェクト実施。?Occidental社がMukhaizna油田(砂岩)で水蒸気攻法を実施。純水の精製には逆浸透膜を使った脱塩装置を利用。1,800坑の水平坑井で2009年より5万バレル/日への増産計画あり。(cid:122)サウジ、クウェート、シリア、イランで水蒸気攻法のパイロットテストを実施中。? サウジ:ChevronがWafra炭酸塩岩油田で水蒸気攻法のパイロットテストを実施中(圧??入井1坑、生産井4坑、観測井1坑)。クウェート:Exxon MobilがRatqa油田の水蒸気圧入パイロットを計画中。ラトカ油田の浅層にロワーファース砂岩層(18OAPI)あり。10~20OAPI程度の重質原油の埋蔵量200億バレル。2020年までの増産計画(260→400万バレル/日)の90万バレル/日は重質油を当てにする。シリア:TishrineとOudeh油田でCSS (Cyclic Steam Stimulation)のパイロットテストを実施し、CO2-EORによる生産増加を確認。15. 3. 各国における重質油の開発状況各国における重質油の開発状況((8/88/8))アジア//太平洋、欧州アジア太平洋、欧州//ロシア、アフリカロシア、アフリカ(cid:122) 中国? 重質油の可採埋蔵量は50億バレル(全体の3割)もあるが、重質油の生産割合は13%。(cid:122) 陸上での生産は約28万バレル/日で、CSSによる生産が約8割。(cid:122) 浅海の油田(渤海)での生産は約20万バレル/日。Cold Productionと熱回収法が半々程度。(cid:122)インドネシア?Duri油田は、世界で最も大規模な水蒸気攻法を実施。(cid:122)1959年生産開始(ピーク6.5万バレル/日)、1985年より水蒸気圧入開始(ピーク30万バレル/日)。現在は20万バレル/日でSteam Oil Ratioは4。今後北部への圧入を計画。(cid:122) 北海?20OAPI以下で粘度が5cP以上の重質油田あり。圧力維持にWAG利用。改質装置を建設中。(cid:122)ロシア? 需要地に近い、ロシア西部を中心に開発。規模が小さいかリモートエリアである為に、開発できない油田が多数あり。(cid:122) ルーマニア? 火攻法により、約2万b/d生産。Suplacu de Barcau油田の燃焼フロント延長は約11km。(cid:122)アフリカ?アンゴラ:ブラジルと似た地質環境であり、大水深の開発が進むと重質油もターゲット。16. 4. 重質油の開発の現状と、開発に必要な技重質油の開発の現状と、開発に必要な技術((1/2術1/2))重質油開発の要素技術と今後の課題重質油開発の要素技術と今後の課題要素技術今後の課題・油層キャラクタリゼーション・モニタリング技術・重質油の物性予測や油層の不均質性の評価商業化・コスト・マーケット出所:JOGMEC調査部17項目地質・物探油層評価掘削生産HSE・回収法別の岩石と流体の特性・数値シミュレーション(坑井間隔や流動に必要な熱量)・水平坑井・モニタリング技術・送油(改質、希釈、保温)・人工採油法・水処理・水処理・副生物(コークスや硫黄分)の除去・油層モデル・室内実験による特性把握、油層モデルへの反映・インテリジェントウエル・オンサイト改質・ガス化・CO2削減・リモートエリア. 4. 重質油の開発の現状と、開発に必要な重質油の開発の現状と、開発に必要な2/2))重質油の回収技術の体系重質油の回収技術の体系技術技術((2/21次回収法(Cold Production)人工採油CHOPS(Cold Heavy Oil Production with Sand)水平坑井・マルチラテラル坑井VAPEXVAPEX(Vapor (Vapor Extraction)Extraction)溶剤・溶剤・ケミカケミカル圧ル圧入法入法加熱EOR火攻法地下改質非加熱EOR(Cold Production)水攻法炭酸ガス圧入法水蒸気圧入法(加熱)ポリマー/ポリマー/アルカリ攻法アルカリ攻法Steam/foamSteam/foam水蒸気攻法CSS(Cyclic Steam Stimulation)SAGD(Steam Assisted Gravity Drainage)電気加熱法(事前加熱)出所:JOGMEC技術調査部ES(Extended ES(Extended 18Solvent)SAGDSolvent)SAGD. 5. 今後の原油生産における重質油の今後の原油生産における重質油の位置づけ(まとめ)位置づけ(まとめ)(cid:122) 重質油の開発は上流から下流までのTotal Valueで評価する必要があることは言うまでもない。(cid:122) 各国における重質油の開発状況については、今後生産増が見込まれる地域として、カナダ・ベネズエラの他、ブラジル、米国、中国、中東諸国が挙げられる。技術課題については、溶剤圧入や火攻法等の他EOR、炭酸塩岩、オンサイト改質への知見が必要だ。環境保全も重要で、SOR(Steam Oil Ration)削減、水の再利用、天然ガスの使用削減、CCS(Carbon Capture & Storage)にも注目すべき。(cid:122) 重質油開発の現状と技術については、開発に必要な要素技術を整理し、技術成熟度を眺めてみた。重質油の開発技術については、特に油層評価、生産、HSEの分野に力点を置く必要があり、技術革新が望まれる。即ち、重質油開発の成功の鍵は、効率的な生産、省エネ、HSEと考える。もちろん、開発に当たっては、産油国と友好関係を構築し、しっかりとした技術に裏付けられた投資環境を整えることが、開発事業促進に不可欠なことは、言うまでもない。19 |
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