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能源的主題千頭萬緒,這裡主要先談一般的Crude oil與Natural Gas!!一般的energy cyce分成幾個部分:(1)exploration與production;(2)transportation與storage;(3)refining與processing;(4)distribution與sales!一般將(1)與(2)又歸類成upstream,而將(3)與(4)歸類為downstream.在一般的文獻與研究當中,energy cycle又被稱為commodity cycle.
Exploration
一般geologists對於地底能源的探勘,採用的的方法不外乎兩種,一種是採音波的方式,透過爆破或是特定器材發出的波,檢查其回應與反射的情況,來判定地底下是否蘊藏石油或是天然氣;另一種是採用磁力計(magnetometers),觀察有興趣地點的磁場變化,因為蘊藏在岩縫或岩層之間的石油與天然氣,其磁場(magnetic field)與一般的岩層和水構成的岩層試不同的!!透過seismic(地震類型)與magnetometrics(磁力線類型)的研究,對於我們決定此處是否能夠建構出一個出油口或是出氣口(well)就變得非常地重要!!一般進行探勘需要注意的地方不外乎:the struture of subsurface layers, the porosity and permeability of undeground layers,以及the potential size of a hoped-for hydrocarbon deposit.
Production or Extraction
即便我們已經知道特定地點是有能源的,但是否值得開採就必須考量到下列幾個問題,一個是運輸的問題,如何將這些最原始的資源運到特定地方在處理,以及如何運的問題,另外就是如何取得地下開採權的問題,因為地上的地主是否願意出讓地底的權力(the complex ownership rights),也是一個大問題.
另外在開採的時候,我們同時還必須注意到開採所需注意事項,如何讓油井或氣井能夠順利運作,如何架構一個開採井(oil or gas Rig)以及其開採時所產生的環保與安全的問題等等,就變得非常重要了!!很多的油井同時出產原油(crude oil)與天然氣(natural gas),因為油水是分離的,因此很多時候我們還會對油井灌入蒸氣,CO2以及水,以幫助我們取出原油與天然氣!!
Processing
一般說來對於原油與天然氣的油井取出物,我們都必須進行加工與處理(cleaned of impurity and other components)!!在開採完之後,我們必須先將油氣分離,然後將原油裝入桶中,而對天然氣則必須進行再萃取的動作(水(water),硫磺(sulfur),以及一氧化碳(carbon monoxides)),以確保天然氣中沒有太多的雜質!!對於由碳分子與氫分子構成的hybrocarbon來說,鍊長越長得相對上比鍊長較短者,所具備的化學性質是不太相同的,同樣地,其燃燒完全與否,以及產生的能源多少與污染,也是不盡相同的!!很多時候為了方便運輸,我們會將天然氣加壓,使其變成液化的情況,方便我們儲存與運送!!
Transportation and Storage
不論是crude oil還是natural gas,對我們來說,從油井(wellhead)到最終使用者(end-user)的過程都是值得再三被關注的,如何降低成本與減少其能源運輸的浪費,就變得非常重要了!!運輸跟儲藏是非常密切相關的,crude oil從各個油井口取出之後,透過管線由小孔徑的管子連結到大孔徑的管子,然後在收集到桶子中或是底底下報廢的油田加以儲存!!一般說來,crude oil的運輸如果是透過油管的話,相當程度上面必須進行加壓的動作,透過加壓才能使得這些高黏稠性的液體進行流動,一般說來其流速大約是1 meter到6meter/second(大約是3 ro 24 feet/second).而natural gas也是透過管線加壓運輸!但如果是遠地運輸的話,則需要加壓變成液化天然氣,然後裝桶運往他地!!
Refining
再提煉的過程中,crudeoil透過加熱的過程(the heating process),我們稱之為蒸餾(distillation),將其分成gasolin,heating oil與lubricants.這些都被稱之為refined products.
Distribution
在過來就是將這些refined production,運到分銷商那裏,透過分銷與末端的銷售,將其交給最末端的使用者!!
Integrated and Specialty Company
一般說來,我們將具有整個energy cycle過程的企業稱之為integrated energy companies,比如ExxonMobil,Chevron,Shell Oil與BP等等,而將紙餐與energy cycle的某一個過程的企業稱之為independent or specialty energy companies,比如參與exploration的Global Marine,或是distribution的MOL,ARAL等等!!
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