Нетрадиционная нефть — Unconventional oil
Нетрадиционная нефть — это нефть, добываемая или добываемая с использованием методов, отличных от традиционного ( нефтяная скважина ). Промышленность и правительства по всему миру вкладывают средства в нетрадиционные источники нефти из-за растущей нехватки традиционных запасов нефти . Нетрадиционные нефть и газ уже повлияли на международные энергетические связи, снизив зависимость США от импорта энергоносителей.
СОДЕРЖАНИЕ
Источники
По данным Международного энергетического агентства (МЭА) «s World Energy Outlook , 2001 нетрадиционного нефти включали» нефтяных сланцев , нефтеносных песков -На синтетических нефтей и производных продуктов, ( тяжелая нефть , Orimulsion®), угля на основе жидких поставок , на основе биомассы жидкости поставки , газ в жидкость (GTL) — жидкости, возникающие в результате химической переработки газа ».
В отчете МЭА « Перспективы развития мировой энергетики за 2011 год» говорится: «[Не] традиционная нефть включает [d] сверхтяжелую нефть , природный битум (нефтеносные пески), кероген , жидкости и газы, образующиеся при химической переработке природного газа (GTL), уголь- к жидкостям (CTL) и присадкам ».
Определение
На своей веб-странице 2013 года, опубликованной совместно с Организацией экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), МЭА отметило, что по мере изменения технологий и экономики меняются и определения нетрадиционных и традиционных масел.
Обычная нефть — это категория, которая включает сырую нефть, а также природный газ и его конденсаты. Добыча сырой нефти в 2011 году составила около 70 миллионов баррелей в сутки. Нетрадиционная нефть состоит из более широкого спектра жидких источников, включая нефтеносные пески, сверхтяжелую нефть, газ и другие жидкости. Обычно обычную нефть добывать проще и дешевле, чем нетрадиционную. Однако категории «традиционные» и «нетрадиционные» не остаются неизменными, и со временем, по мере развития экономических и технологических условий, ресурсы, которые до сих пор считались нетрадиционными, могут перейти в категорию традиционных.
По данным Министерства энергетики США (DOE), «нетрадиционные масла еще не получили четкого определения».
В сообщении для Великобритании под названием Oil Sands Crude в серии The Global Range of Crude Oils утверждалось, что обычно используемые определения нетрадиционной нефти, основанные на методах добычи, неточны и зависят от времени. Они отметили, что Международное энергетическое агентство не признает общепринятого определения «традиционной» или «нетрадиционной» нефти. В методах добычи, которые классифицируются как «традиционные», используются «нетрадиционные средства», такие как обратная закачка газа или использование тепла, нетрадиционные методы добычи нефти. По мере увеличения использования новых технологий «нетрадиционная» добыча нефти стала нормой, а не Они отметили, что добыча нефтеносных песков в Канаде «предшествует добыче нефти в таких районах, как Северное море (источник эталонной сырой нефти, известной как« Брент »).
В соответствии с пересмотренным определений, нефтепродуктов продуктов , таких как Western Canadian Select , тяжелой сырой эталонной смеси , полученной в Хардисти, Альберта может мигрировать из его категоризацию как нетрадиционного масла к обычной нефти из — за его плотности, даже несмотря на то, нефтеносные пески являются нетрадиционным ресурсом.
Нефтеносные пески
Нефтеносные пески обычно состоят из сверхтяжелой сырой нефти или сырого битума, заключенного в рыхлый песчаник. Эти углеводороды представляют собой формы сырой нефти, которые являются чрезвычайно плотными и вязкими, с консистенцией от патоки для некоторых сверхтяжелых масел до твердых, как арахисовое масло для некоторых битумов при комнатной температуре, что затрудняет экстракцию. Эта тяжелая сырая нефть имеет плотность (удельный вес), приближающуюся к плотности воды или даже превышающую ее. В результате их высокой вязкости они не могут быть произведены обычными методами, транспортированы без нагрева или разбавления более легкими углеводородами или переработаны на старых нефтеперерабатывающих заводах без значительных модификаций. Такая тяжелая сырая нефть часто содержит высокие концентрации серы и тяжелых металлов, особенно никеля и ванадия, которые мешают процессам очистки, хотя более легкая сырая нефть также может страдать от загрязнения серой и тяжелыми металлами. Эти свойства представляют собой серьезные экологические проблемы для роста добычи и использования тяжелой нефти. Нефтяные пески Атабаски в Канаде и пояс тяжелой нефти Ориноко в Венесуэле являются наиболее известными примерами такого рода нетрадиционных запасов. В 2003 году оценочные запасы составляли 1,2 трлн баррелей (1,9 × 10 11 м 3 ).
Во всем мире встречаются тяжелые нефтеносные пески и битуминозные пески. Двумя наиболее важными месторождениями являются нефтеносные пески Атабаски в Альберте, Канада, и пояс тяжелой нефти Ориноко в Венесуэле . Углеводороды в этих залежах представлены либо сырым битумом, либо сверхтяжелой сырой нефтью , первая из которых часто перерабатывается до синтетической сырой нефти (синкруд), а вторая — на основе венесуэльского топлива Orimulsion . Венесуэльские месторождения сверхтяжелой нефти отличаются от канадских битуминозных песков тем, что они легче текут при более высоких пластовых температурах Венесуэлы и могут быть добыты традиционными методами, но степень извлечения будет меньше, чем нетрадиционные канадские методы (около 8% против до 90% для открытых горных работ и 60% для самотечного парового дренажа ).
В 2011 году общие доказанные запасы нефти Альберты составляли 170,2 миллиарда баррелей, что составляет 11 процентов от общих мировых запасов нефти (1 523 миллиарда баррелей) и 99% запасов нефти Канады. К 2011 году Альберта поставляла 15% импорта сырой нефти в США, экспортировав около 1,3 миллиона баррелей в день (210 000 м 3 / день) сырой нефти. Прогнозы на 2006 год на 2015 год составляли около 3 миллионов баррелей в сутки (480 000 м 3 / сут). При таких темпах запасов нефтеносных песков Атабаски хватило бы менее чем на 160 лет. Около 80 процентов битумных отложений Альберты можно добывать с использованием методов на месте, таких как паровой гравитационный дренаж, и 20 процентов — с использованием методов открытой добычи. Нефтеносные пески Северной Альберты в районах Атабаски, Холодного озера и Пис-Ривер содержат примерно 2 триллиона баррелей (начальный объем) сырого битума и сверхтяжелой нефти, из которых 9 процентов считались извлекаемыми с использованием технологий, доступных в 2013 году.
По оценкам нефтяных компаний, на месторождениях Атабаска и Ориноко (оба примерно одинакового размера) сосредоточено до двух третей всех мировых запасов нефти. Только недавно они считались доказанными запасами нефти. Это связано с тем, что с 2003 года цены на нефть выросли, а затраты на добычу нефти на этих рудниках упали. В период с 2003 по 2008 год мировые цены на нефть выросли до более 140 долларов, а затраты на добычу нефти упали до менее 15 долларов за баррель на рудниках Suncor и Syncrude .
В 2013 году добыча нефти из канадских нефтеносных песков была дорогой нефтью, хотя добыча новой нефти из плотных пластов в США была такой же дорогой. Затраты на поставки для нефтеносных песков Атабаски составляли приблизительно от 50 до 90 долларов США за баррель. Однако затраты на Bakken , Eagle Ford и Niobrara были выше, примерно от 70 до 90 долларов США, по данным 135 мировых нефтегазовых компаний, опрошенных Financial Post .
Добыча значительного процента мировой добычи нефти из этих месторождений будет затруднена, поскольку процесс добычи требует значительных капиталовложений, человеческих сил и земли . Еще одним препятствием является энергия для проектного производства тепла и электроэнергии , в настоящее время поступающая из природного газа , производство которого в последние годы резко возросло, а цены в Северной Америке соответственно упали. С появлением новых поставок сланцевого газа в Северную Америку потребность в альтернативах природному газу значительно уменьшилась.
Исследование, проведенное CERA в 2009 году, показало, что добыча из нефтеносных песков Канады выделяет «примерно на 5–15% больше углекислого газа по сравнению с анализом срока службы топлива« от скважины до колеса », чем в среднем сырая нефть». Автор и журналист-расследователь Дэвид Страхан в том же году заявил, что данные МЭА показывают, что выбросы углекислого газа из битуминозных песков на 20% выше, чем средние выбросы от нефти.
Тугое масло
Плотная нефть, в том числе легкая непроницаемая нефть (иногда термин «сланцевая нефть» используется вместо «легкая непроницаемая нефть») — это сырая нефть, содержащаяся в нефтеносных пластах с низкой проницаемостью , часто в сланцах или плотных песчаниках. Экономическая добыча из плотных нефтяных пластов требует того же гидроразрыва пласта и часто использует ту же технологию горизонтальных скважин, что и при добыче сланцевого газа . Его не следует путать с горючим сланцем , который представляет собой сланец, богатый керогеном , или сланцевым маслом , которое представляет собой синтетическое масло, полученное из горючих сланцев. Поэтому Международное энергетическое агентство рекомендует использовать термин «легкая плотная нефть» для нефти, добываемой из сланцев или других пластов с очень низкой проницаемостью, в то время как в отчете World Energy Resources 2013 Всемирного энергетического совета используется термин «плотная нефть».
Горючие сланцы
Горючий сланец — это богатая органическими веществами мелкозернистая осадочная порода, содержащая значительные количества керогена (твердой смеси органических химических соединений ), из которой технология может извлекать жидкие углеводороды ( сланцевое масло ) и горючий сланцевый газ . Кероген в горючем сланце можно превратить в сланцевое масло с помощью химических процессов пиролиза , гидрирования или термического растворения . Температура, при которой происходит заметное разложение горючего сланца, зависит от продолжительности пиролиза; в наземном процессе автоклавирования заметное разложение происходит при 300 ° C (570 ° F), но при более высоких температурах протекает быстрее и полностью. Скорость разложения самая высокая при температуре от 480 ° C (900 ° F) до 520 ° C (970 ° F). Соотношение сланцевого газа и сланцевого масла зависит от температуры автоклавирования и, как правило, увеличивается с повышением температуры. Для современного процесса на месте , который может занять несколько месяцев нагревания, разложение может проводиться при температуре до 250 ° C (480 ° F). В зависимости от точных свойств горючего сланца и точной технологии обработки, процесс ретортации может быть увеличен с точки зрения воды и энергии. Горючие сланцы сжигались напрямую как низкосортное топливо.
По оценке Всемирного энергетического совета на 2016 год, общие мировые ресурсы сланцевой нефти составляют 6,05 триллиона баррелей. Соединенные Штаты , как полагают, занимают более 80% от этой суммы . В мире насчитывается около 600 известных месторождений горючего сланца , включая крупные месторождения в Соединенных Штатах Америки . Хотя месторождения горючего сланца имеются во многих странах, только 33 страны обладают известными месторождениями, которые могут иметь экономическую ценность. Самые большие месторождения в мире находятся в Соединенных Штатах в формации Грин-Ривер , которая покрывает части Колорадо , Юты и Вайоминга . Примерно 70% этого ресурса находится на земле, принадлежащей или управляемой федеральным правительством США. Хорошо разведанные месторождения, потенциально имеющие дополнительную экономическую ценность, включают месторождения Грин-Ривер на западе США, третичные месторождения в Квинсленде , Австралия, месторождения в Швеции и Эстонии , месторождения Эль-Ладжун в Иордании и месторождения во Франции, Германии. , Бразилия , Марокко , Китай, южная Монголия и Россия. Эти месторождения привели к ожиданиям получения не менее 40 литров (0,25 баррелей) сланцевого масла на тонну сланца с использованием метода анализа Фишера .
Согласно исследованию, проведенному корпорацией RAND , стоимость добычи барреля нефти на наземном ретортирующем комплексе в США (включающем шахту, ретортирующий завод , модернизирующий завод , вспомогательные инженерные сети и рекультивацию отработанного сланца) будет варьироваться от 70–95 долларов США (440–600 долларов США / м 3 , с поправкой на значения 2005 года). По состоянию на 2008 год промышленность использует горючие сланцы для производства сланцевого масла в Бразилии , Китае и Эстонии . Еще несколько стран начали оценивать свои запасы или построили опытные производственные предприятия. В США, если бы горючий сланец мог использоваться для удовлетворения четверти текущего спроса в 20 миллионов баррелей в день (3 200 000 м 3 / сут), 800 миллиардов баррелей (1,3 × 10 11 м 3 ) извлекаемых ресурсов хватило бы на более чем 400 лет.
Термическая деполимеризация
Термическая деполимеризация (TDP) может восстановить энергию из существующих источников отходов, таких как нефтяной кокс, а также из уже существующих отложений отходов. Этот процесс, имитирующий те, которые происходят в природе, использует тепло и давление для разложения органических и неорганических соединений с помощью метода, известного как водный пиролиз . Поскольку выход энергии сильно варьируется в зависимости от сырья, трудно оценить потенциальное производство энергии. Согласно Changing World Technologies, Inc., этот процесс даже способен разрушать несколько типов материалов, многие из которых ядовиты как для человека, так и для окружающей среды.
Конверсия угля и газа
Используя процессы синтетического топлива , конверсия угля и природного газа может дать большие количества нетрадиционной нефти и / или нефтепродуктов, хотя и с гораздо более низким выходом чистой энергии, чем историческое среднее значение для традиционной добычи нефти.
В свое время — до бурения нефтяных скважин для отбора резервуаров сырой нефти — пиролиз добытых твердых богатых органическими веществами месторождений был обычным методом производства минеральных масел. Исторически сложилось так, что нефть уже производилась в промышленных масштабах в Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах путем сухой перегонки каменного угля или горючего сланца в первой половине XIX века. Однако выход масла при простом пиролизе ограничен составом пиролизируемого материала, и современные процессы «масло из угля» стремятся к гораздо более высокому выходу органических жидкостей за счет химической реакции с твердым сырьем.
Четыре основные технологии конверсии, используемые для производства нетрадиционной нефти и нефтепродуктов из угля и газа, — это процессы непрямого преобразования процесса Фишера-Тропша и процесса Mobil (также известные как метанол в бензин), а также процессы прямого преобразования процесс Бергиус и полукоксование .
Sasol с 1970-х годов эксплуатирует завод по переработке угля в жидкие углеводороды , производящий 150 000 баррелей в день (24 000 м 3 / сут) на основе конверсии Фишера-Тропша в Южной Африке.
Из-за высокой стоимости транспортировки природного газа многие известные, но удаленные месторождения не разрабатывались. Перевод на жидкое топливо на месте делает эту энергию доступной в нынешних рыночных условиях. Фишера — Тропша топлива растений конверсии природного газа в топливо, процесс широко известен как газ-жидкость действуют в Малайзии, Южной Африки и Катара. В настоящее время в Китае строятся или запускаются крупные заводы прямого преобразования угля в жидкое топливо.
Общие мировые производственные мощности синтетического топлива превышают 240 000 баррелей в день (38 000 м 3 / сут) и, как ожидается, будут быстро расти в ближайшие годы, поскольку в настоящее время строится несколько новых заводов.
Известные неблагоприятные последствия для здоровья
Нетрадиционное бурение на нефть, такое как бурение на нетрадиционный газ , привело к ухудшению качества воздуха, загрязнению грунтовых вод и увеличению шумового загрязнения . Было также обнаружено, что такое сверление коррелирует с плохим ростом плода и более высокой частотой преждевременных родов у жителей, проживающих вблизи буровых площадок. При сжигании попутного газа , которое является обычной отраслевой практикой, выделяется токсичная смесь вредных химикатов, включая бензол , твердые частицы , оксиды азота , тяжелые металлы , черный углерод , оксид углерода , метан и другие летучие органические соединения , диоксид серы и другие соединения серы , которые известно, что они обостряют астму и другие респираторные заболевания . Всего на три территории вместе взятых приходится 83% известных факелов мест добычи нетрадиционной нефти, факелов мест добычи нетрадиционного газа и факелов гидроразрыва пласта в смежных Соединенных Штатах, и примерно полмиллиона американцев, непропорционально афроамериканцев , коренных американцев и других жителей цвет , живут в пределах пяти километров от этих трех областей.
Проблемы окружающей среды
Как и во всех формах добычи полезных ископаемых , существуют опасные хвосты и отходы, образующиеся в результате различных процессов добычи и производства нефти.
Экологические проблемы с тяжелыми маслами аналогичны проблемам с более легкими маслами. Однако они вызывают дополнительные проблемы, такие как необходимость нагревать тяжелую нефть, чтобы выкачать ее из земли. Для экстракции также требуются большие объемы воды.
Воздействие горючего сланца на окружающую среду различается в зависимости от типа добычи; однако есть некоторые общие тенденции. В процессе добычи выделяется углекислый газ, помимо других оксидов и загрязняющих веществ, когда сланец нагревается. Кроме того, существует некоторая озабоченность по поводу смешивания некоторых химикатов с грунтовыми водами (либо в виде стока, либо через просачивание). Существуют процессы, которые либо используются, либо разрабатываются, чтобы помочь смягчить некоторые из этих экологических проблем.
Превращение угля или природного газа в нефть генерирует большое количество углекислого газа в дополнение ко всем последствиям получения этих ресурсов с самого начала. Однако размещение заводов в ключевых областях может снизить эффективные выбросы из-за закачки углекислого газа в нефтяные пласты или угольные пласты для повышения извлечения нефти и метана.
Углекислый газ является парниковым газом , поэтому увеличение количества углекислого газа, образующегося как в результате более сложного процесса добычи с использованием нетрадиционной нефти, так и в результате сжигания самой нефти, вызвало глубокую озабоченность по поводу нетрадиционной нефти, усугубляющей последствия изменения климата .
Экономика
Источники нетрадиционной нефти будут все больше полагаться на то, что обычная нефть станет дороже из-за истощения . В настоящее время предпочтение отдается традиционным источникам нефти, поскольку они менее дороги, чем нетрадиционные источники. Новые технологии, такие как закачка пара для залежей нефтеносных песков, разрабатываются для снижения затрат на добычу нетрадиционной нефти.
В мае 2013 года МЭА в своем Среднесрочном отчете о рынке нефти (MTOMR) сообщило, что резкий рост добычи нефти в Северной Америке, вызванный нетрадиционными видами нефти — легкой, плотной нефтью в США (LTO) и канадскими нефтеносными песками, — вызвал глобальный шок предложения, который изменить способы транспортировки, хранения, очистки и продажи нефти.
Источник
