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新颖的石油开采技术 未来，电磁感应技术将大大促进重油开采。 二氧化碳排放更低、耗水量更少、效率更高。未来，电磁感应技术将有助于提高重油采收率，同时实现更加环保的开采方式。 一片郁郁葱葱的草原，草茎托着花儿在微风中摇曳。极目远眺，一座森林出现在远方的地平线上。在位于慕尼黑东北部150公里处的巴伐利亚州代根多夫镇（Deggendorf）的近郊，除了一辆停放在这片草原中部的印有青绿色西门子徽标字母的白色拖车，几乎没有任何迹象表明这里正在研制开采石油的新技术。一条灰色木板铺就的小路一直伸向这辆拖车，因为这里处处积水成沼——对于正在这里进行试验的技术，这一点很重要。 未来，电磁感应技术将大大促进重油开采。这将是一项重大创新，因为重油的开采难度很大，而大部分易采石油资源已经被探明并正在被开采。所以，石油和天然气行业越来越将目光投向一些难以触及的储量，包括那些含有重油的油藏——重油极其粘稠，因而很难将之从岩石孔隙中开采出来。 在巴伐利亚州代根多夫镇的近郊…… ……正在试验一种用于在未来开采重油的新技术。 这里处处积水成沼，对于正在这里进行试验的技术，这一点很重要。 未来，正在这里试验的电磁感应技术将大大促进重油开采。 电磁涡流加热 高效开采稠油的方法之一，是将高压热蒸汽泵入地底。采用这种技术，蒸汽携带的热能将令圈闭在岩石孔隙中的稠油熔化，使之得以更加容易地流向采油井和地表。 另一种方法，则不需要任何类型的蒸汽，而是利用电磁加热（EM加热）技术——西门子正在与石油和天然气生产商Wintershall公司合作研制这项技术。在许多方面，这项技术都与日常的家用电磁炉的工作原理颇为类似。西门子的电磁加热项目经理Andreas Koch表示：“这项技术运作起来就像是感应炉灶。” 具体而言，一台逆变器将频率为10–200千赫的交流电，馈送给埋在地底深处，直接伸入油藏的长长的感应线圈电缆。油藏必须具备一定的导电性，正因如此，周围的土壤需要达到一定的湿度。在交流电的作用下，感应线圈周围区域将产生电磁场——这与电磁炉的工作原理差不多。这种磁场可以形成涡流，其欧姆损耗直接将油藏加热。石油变得不那么粘稠，并流向位于感应线圈下方的采油井。就家用电磁炉而言，被加热的是炊锅，而不是感应线圈。同电磁炉的情况一样，油藏中的感应线圈也保持“冷却”，仅周围区域变热。这是局部加热，因而在地表不易觉察。 最初，西门子中央研究院在沙箱内试验了这个过程。西门子中央研究院的研究人员Bernd Wacker证明，仅通过电磁感应就能加热湿润的沙子。 代根多夫近郊草原地底的电流装置，只是一系列试验的第一步——这可谓名副其实的“野外试验”。在这里，草原地底15米深处，埋放着200米的感应线圈。 西门子与德国最大的国际石油和天然气生产商Wintershall控股有限公司已经结成了研究伙伴关系，以便联合试验这种感应技术能否用于开采石油，并且如果成功的话，进一步研发出能够直接在面向市场的系统。Wintershall公司的项目经理Erich Le?ner说：“毫无疑问，这项感应技术在未来将大有用武之地。”事实上，迄今为止，专家已经证实，全球范围内存在高达超过3万亿桶的重油储量。Le?ner表示：“利用感应技术，可以开采出其中大部分重油储量。” 混合技术和近地表储量的巨大潜力 Koch指出，今后几年要面临的主要挑战之一，是开发经济可行的方法，用于在地底钻出长约1,000米的水平线圈，然后插入由特种塑料制成的安装管道，以敷设有关感应电缆。要做到这一点，一种可能的方法是所谓的穿越河流钻井技术，这项技术主要用于在河床下方钻掘隧道。以20–30度的倾角，朝地下钻进，直至其达到目标深度。接着，继续水平钻进，然后在设定的水平环转向点处，返回向上钻进。 Koch解释道：“可以说，我们还是不能以合适的角度钻进。”换句话说，感应电缆返回来伸出地面，再从另一个方向伸下去，进入“河床下方”。从横截面看，掘进路径就像一艘独木舟。迄今为止所实现的最大掘进深度为400米。然而，感应技术在超过1,000米的深度也应能起作用。 取决于所涉及重油储量的属性，感应技术足以胜任开采第一阶段的要求。然而，未来，通常要结合使用另一项技术，以充分发挥其潜力。在这种混合技术组合中，电磁感应加热技术将作为蒸汽驱油技术的补充。这种方法的作用原理如下：在水平方向上，将蒸汽注入油藏。周围呈扇形展开的地底区域逐步变热。然而，两个采油井之间的区域依然不在蒸汽辐射范围内，因而最终的总采收率只有约40%-50%。在超出蒸汽辐射范围的区域，安装可以直接加热油藏的感应电缆。随着时间的推移，蒸汽腔与感应加热的石油将发生交互作用，从而也开采出中间区域内的石油。 在混合技术组合中，电磁感应加热技术将是蒸汽驱油技术的良好补充。在水平方向上，将蒸汽注入油藏。周围呈扇形展开的地底区域逐步变热。然而，两个采油井之间的区域依然不在蒸汽腔范围内。在超出蒸汽腔范围的区域，安装可以直接加热油藏的感应电缆。 采收率最多提高20% 西门子与Wintershall联合进行的模拟实验表明，这种混合技术组合可将油藏投产时间提前最多两年，并且更为重要的是，可以大幅提高开采效率。这两种技术的组合，也大大减少了开采每桶石油所需耗用的蒸汽（及水）。 当然，如果用于加热油藏的电能是来自可再生能源，那么，就能以更加环保的方式运用这种混合技术组合。