Нетрадиционная нефть - Unconventional oil

Нетрадиционная нефть является нефть произведены или извлечены с использованием методов, отличных от традиционного (нефтяная скважина ). Промышленность и правительства по всему миру инвестируют в нетрадиционные источники нефти из-за растущей нехватки традиционных запасы нефти. Нетрадиционные нефть и газ уже повлияли на международные энергетические связи, снизив зависимость США от импорта энергоносителей.[1]

Источники

Согласно Международное энергетическое агентство (МЭА) Обзор мировой энергетики 2001 г.[2] нетрадиционная нефть включена "горючие сланцы, нефтеносные пески -основан синтетическая нефть и производные продукты, (тяжелое масло, Оримульсион®), запасы жидкости на основе угля, жидкие материалы на основе биомассы, газ в жидкость (GTL) - жидкости, возникающие в результате химической переработки газа ».[3]

В МЭА Обзор мировой энергетики 2011 доклад: «[u] nтрадиционная нефть включает [d] сверхтяжелая нефть, битум природный (нефтеносные пески), керогенное масло, жидкости и газы, возникающие при химической переработке природного газа (GTL), жидкий уголь (CTL) и добавки ».[4]

Определение

На их веб-странице 2013 года, опубликованной совместно с Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) МЭА отметило, что по мере изменения технологий и экономики меняются и определения нетрадиционных и традиционных масел.[5]

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.

— МЭА 2013

По данным Министерства энергетики США (DOE), «нетрадиционные масла еще не получили четкого определения».[6]

В сообщении для Великобритании под названием Нефтяные пески сырая в сериале Мировой ассортимент сырой нефти,[7] Утверждалось, что обычно используемые определения нетрадиционной нефти, основанные на технологиях добычи, неточны и зависят от времени. Они отметили, что Международное энергетическое агентство не признает какого-либо 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 »).[7]

Согласно пересмотренным определениям, нефть товары, Такие как Западно-канадский выбор,[8] эталонная смесь тяжелой сырой нефти, произведенная в Хардифи, Альберта может перейти из категории нетрадиционной нефти в обычную нефть из-за своей плотности, даже если нефтеносные пески являются нетрадиционным ресурсом.

Нефтеносные пески

Основные статьи: Тяжелая сырая нефть, Нефтеносные пески, и добыча тяжелой холодной нефти с песком

Нефтяные пески обычно состоят из сверхтяжелая сырая нефть или сырой битум застрял в рыхлом песчанике. Эти углеводороды являются формами сырая нефть очень плотные и вязкие, с консистенцией от патока для некоторой сверхтяжелой нефти до твердой, 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. Из-за их высокой вязкости они не могут производиться обычными методами, транспортироваться без нагрева или разбавления более легкими углеводородами или очищаться на старых нефтеперерабатывающих заводах без значительных модификаций. Такая тяжелая сырая нефть часто содержит высокие концентрации сера и тяжелые металлы, особенно никель и ванадий, 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. Канадский Нефтяные пески Атабаски и Венесуэлы Пояс тяжелой нефти Ориноко являются наиболее известным примером такого нетрадиционного заповедника. В 2003 году оценочные запасы составляли 1,2 трлн баррелей (1,9×1011 м3).[9]

Во всем мире встречаются тяжелые нефтеносные пески и битуминозные пески. Два самых важных месторождения - это Нефтяные пески Атабаски в Альберта, Канада и Пояс тяжелой нефти Ориноко в Венесуэла. Содержание углеводородов в этих месторождениях либо сырое. битум или экстра-тяжелая сырая нефть, первый из которых часто обновляется до синтетическая нефть (синкрудия) и последний из которых венесуэльское топливо Оримульсия основан. Венесуэльские месторождения сверхтяжелой нефти отличаются от канадских битуминозных песков тем, что они легче текут при более высоких пластовых температурах Венесуэлы и могут добываться традиционными методами, но степень извлечения будет меньше, чем нетрадиционные канадские методы (около 8% по сравнению с до 90% для открытая разработка и 60% для паровой гравитационный дренаж ).[10]

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, экспортируя около 1,3 миллиона баррелей в день (210,000 м3).3/ г) сырой нефти.[10] Прогнозы на 2006 год на 2015 год составляли около 3 миллионов баррелей в сутки (480 000 м3).3/ г). При таких темпах запасов нефтеносных песков Атабаски хватило бы менее чем на 160 лет.[11] Около 80 процентов битумных отложений Альберты можно извлечь с использованием методов на месте, таких как паровой гравитационный дренаж и 20 процентов методами открытых горных работ.[10] 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.[10]

По оценкам нефтяных компаний, на месторождениях Атабаска и Ориноко (оба примерно одинакового размера) сосредоточено до двух третей общих мировых запасов нефти. Их считали совсем недавно[кем? ] доказанные запасы нефти. Это связано с тем, что с 2003 года цены на нефть выросли, а затраты на добычу нефти на этих рудниках упали. Между 2003 и 2008 гг. мировые цены на нефть выросли до более чем 140 долларов, а затраты на добычу нефти упали до менее 15 долларов за баррель в Suncor и Syncrude мины.[нужна цитата ]

В 2013 году добыча нефти из канадских нефтеносных песков была дорогой нефтью, хотя новые американские плотная нефть производство было таким же дорогим. Затраты на поставки для нефтеносных песков Атабаски составляли приблизительно от 50 до 90 долларов США за баррель. Однако затраты на Баккен, Игл Форд и Ниобрара были выше примерно от 70 до 90 долларов США, согласно опросу 135 мировых нефтегазовых компаний, Финансовая почта.[12]

Добыча значительной части мировой добычи нефти из этих месторождений будет затруднена, поскольку процесс добычи требует значительных затрат капитал, человеческая сила и земля. Еще одно ограничение - энергия для проекта. высокая температура и производство электроэнергии, в настоящее время идет от натуральный газ, производство которой в последние годы привело к резкому росту производства и соответствующему падению цен в Северной Америке. 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 в течение анализа срока службы топлива« от скважины до колеса », чем в среднем сырая нефть».[13] 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.[14]

Тугое масло

Основная статья: Тугое масло

Плотная нефть, включая легкую нефть (иногда термин «сланцевая нефть» используется вместо «легкая непроницаемая нефть») - это сырая нефть, содержащаяся в нефтеносных пластах с низкой проницаемость, довольно часто сланец или плотный песчаник.[15] Экономическая добыча из плотных нефтяных пластов требует того же гидроразрыв и часто использует то же самое горизонтальная скважина технология, используемая в производстве сланцевый газ. Не следует путать с горючие сланцы, который богат сланцами кероген, или же Сланцевая нефть, которое представляет собой синтетическое масло, полученное из горючих сланцев.[16][17] Следовательно Международное энергетическое агентство рекомендует использовать термин «легкая непроницаемая нефть» для нефти, добытой из сланцев или других пластов с очень низкой проницаемостью, в то время как отчет World Energy Resources 2013 Мировой энергетический совет использует термин «плотная нефть».[17][18]

Горючие сланцы

Основные статьи: Горючие сланцы, Добыча сланцевого масла, и Запасы горючего сланца

Горючие сланцы богатый органикой мелкозернистый осадочная порода содержащие значительное количество кероген (твердая смесь органических химические соединения ) из которых технология может извлекать жидкость углеводороды (Сланцевая нефть ) и горючие сланцевый газ. Кероген в горючем сланце можно превратить в сланцевое масло с помощью химических процессов пиролиз, гидрирование, или же термическое растворение.[19][20] Температура, при которой происходит заметное разложение горючего сланца, зависит от масштаба времени пиролиза; в наземном процессе автоклавирования заметное разложение происходит при 300 ° C (570 ° F), но при более высоких температурах протекает быстрее и полностью. Скорость разложения максимальна 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.[19] Для современного на месте процесс, который может занять несколько месяцев нагревания, разложение может проводиться при температуре 250 ° C (480 ° F). В зависимости от точных свойств горючего сланца и точной технологии обработки, процесс автоклавирования может быть увеличен с точки зрения воды и энергии. Горючий сланец также сжигался напрямую как низкосортное топливо.[21][22]

По оценке Всемирного энергетического совета на 2016 год, общие мировые ресурсы сланцевой нефти составляют 6,05 триллиона баррелей. В Соединенные Штаты считается, что на их долю приходится более 80% этой суммы[23]. Известно около 600 месторождения горючего сланца по всему миру, включая крупные месторождения в Соединенные Штаты Америки.[24] Хотя месторождения горючего сланца имеются во многих странах, только 33 страны обладают известными месторождениями, которые могут иметь экономическую ценность.[25][26] Самые большие месторождения в мире находятся в США в Формация Грин Ривер, который покрывает часть Колорадо, Юта, и Вайоминг. Примерно 70% этого ресурса находится на земле, принадлежащей или управляемой федеральным правительством США.[27] К хорошо изученным месторождениям, потенциально имеющим дополнительную экономическую ценность, относятся: Зеленая река месторождения на западе США, третичные отложения в Квинсленд, Австралия, депозиты в Швеция и Эстония, месторождение Эль-Ладжун в Иордания, и депозиты во Франции, Германии, Бразилия, Марокко, Китай, юг Монголия и Россия. Эти месторождения привели к ожиданиям получения не менее 40 литров (0,25 баррелей) сланцевой нефти на тонну сланца с использованием Анализ Фишера метод.[22][28]

Согласно опросу, проведенному RAND Corporation, стоимость производства барреля нефти на наземном ретортирующем комплексе в США (включая шахту, автоклав, модернизация завода, вспомогательные коммунальные услуги и рекультивация отработанного сланца), будет варьироваться от АМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ 70–95 (440–600 $ / м3с поправкой на значения 2005 г.).[29] По состоянию на 2008 г., промышленность использует сланец для производства сланцевого масла в Бразилия, Китай и Эстония. Еще несколько стран начали оценку своих запасов или построили опытные производственные предприятия.[21] В США, если сланец можно будет использовать для удовлетворения четверти нынешних 20 миллионов баррелей в день (3 200 000 м33/ г) спрос, 800 млрд баррелей (1,3×1011 м3) извлекаемых ресурсов хватило бы на более чем 400 лет.[29]

Термическая деполимеризация

Термическая деполимеризация (TDP) имеет потенциал для восстановления энергии из существующих источников отходов, таких как нефтяной кокс а также уже существующие свалки. Этот процесс, имитирующий те, которые происходят в природе, использует тепло и давление для разрушения. органический и неорганические соединения 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 может разрушать несколько типов материалов, многие из которых ядовиты как для человека, так и для окружающей среды.[30][неудачная проверка ]

Конверсия угля и газа

С помощью синтетическое топливо В процессах конверсия угля и природного газа есть потенциал для получения больших количеств нетрадиционной нефти и / или нефтепродуктов, хотя и с гораздо более низким выходом чистой энергии, чем историческое среднее значение для традиционной добычи нефти.[нужна цитата ]

В свое время - до бурения нефтяных скважин для отбора пластов сырой нефти - пиролиз из добытых твердых богатых органическими веществами месторождений был традиционным методом добычи минеральных масел. Исторически сложилось так, что нефть уже производилась в промышленных масштабах в Соединенном Королевстве и США путем сухой перегонки нефти. каннельный уголь или же горючие сланцы в первой половине 19 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.[нужна цитата ]

Четыре основные конверсионные технологии, используемые для производства нетрадиционной нефти и нефтепродуктов из угля и газа, являются косвенными конверсионными процессами Процесс Фишера-Тропша и процесс Mobil (также известный как метанол в бензин), а также процессы прямого преобразования Процесс Бергиуса и Каррик процесс.[нужна цитата ]

Сасол добыча 150 000 баррелей в сутки (24 000 м3/ г) переход от угля к жидкости установка на базе конверсии Фишера-Тропша в Южной Африке с 1970-х годов.[нужна цитата ]

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. Фишер-Тропш производит топливо для заводов, преобразующих природный газ в топливо, процесс, широко известный как переход газа в жидкости действуют в Малайзии, Южной Африке и Катаре. Большое прямое преобразование уголь в жидкости в настоящее время заводы строятся или запускаются в Китае.[нужна цитата ]

Всего по всему миру синтетическое топливо производственная мощность превышает 240 000 баррелей в сутки (38 000 м3/ d), и ожидается, что в ближайшие годы он будет быстро расти, в настоящее время строится несколько новых заводов.[нужна цитата ]

Проблемы окружающей среды

Как и все формы добыча полезных ископаемых, есть опасные хвосты и отходы, образующиеся в результате различных процессов добычи и производства нефти.[31]

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.[32]

Воздействие горючего сланца на окружающую среду различается в зависимости от типа добычи; однако есть некоторые общие тенденции. В процессе добычи, помимо других оксидов и загрязняющих веществ, выделяется углекислый газ по мере нагрева сланца. Кроме того, существует некоторая озабоченность по поводу смешивания некоторых химических веществ с грунтовыми водами (либо сток или через просачивание). Существуют процессы, которые используются или разрабатываются, чтобы помочь смягчить некоторые из этих экологических проблем.[33]

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.[34]

Углекислый газ - это парниковый газ, поэтому увеличение количества углекислого газа, образующегося как в результате более сложного процесса добычи с использованием нетрадиционной нефти, так и в результате сжигания самой нефти, привело к серьезным опасениям по поводу нетрадиционной нефти, ухудшающей воздействие изменение климата.[35]

Экономика

Источники нетрадиционной нефти будут все больше полагаться на то, что обычная нефть станет дороже из-за истощение. В настоящее время предпочтение отдается традиционным источникам нефти, поскольку они дешевле, чем нетрадиционные источники. Новые технологии, такие как закачка пара для месторождений нефтеносных песков разрабатываются с целью снижения затрат на добычу нетрадиционной нефти.[нужна цитата ]

В мае 2013 года МЭА в своем Среднесрочный отчет о рынке нефти (MTOMR) заявили, что рост добычи нефти в Северной Америке вызван появлением нетрадиционных нефтей - американских легких, плотная нефть (LTO) и канадские нефтеносные пески - вызвали глобальный шок предложения, который изменил способы транспортировки, хранения, очистки и продажи нефти.[36]


Смотрите также

Примечания

  1. ^ Оверленд, Индра (2016-04-01). «Энергия: недостающее звено в глобализации». Энергетические исследования и социальные науки. 14: 122–130. Дои:10.1016 / j.erss.2016.01.009.
  2. ^ МЭА 2001.
  3. ^ МЭА 2001, п. 44.
  4. ^ Международное энергетическое агентство (МЭА) 2011 г., п. 120.
  5. ^ "О нас", МЭА, Международное энергетическое агентство / ОЭСР, 2013 г., получено 28 декабря 2013
  6. ^ Гордон 2012, п. 1.
  7. ^ а б Великобритания nd.
  8. ^ Калманович, Норм (28 декабря 2013 г.), «Обычная нефть пощадила бы Lac Megantic», Calgary Herald, Калгари, Альберта, получено 28 декабря 2013
  9. ^ «Экологические проблемы тяжелой сырой нефти». Battelle Memorial Institute. 2003. Архивировано с оригинал 23 июня 2007 г.
  10. ^ а б c d Alberta Energy 2013.
  11. ^ Министерство энергетики Альберты (июнь 2006 г.). "Информационные бюллетени по нефтяным пескам". Получено 2007-04-11.
  12. ^ Льюис 2013.
  13. ^ Гардинер, Тимоти (18 мая 2009 г.). «Нефтяные пески Канады выделяют больше CO2, чем в среднем: отчет». Рейтер. Получено 3 июн 2012.
  14. ^ Кто боится битуминозных песков?
  15. ^ Миллс, Робин М. (2008). Миф о нефтяном кризисе: преодоление вызовов истощения, геополитики и глобального потепления. Издательская группа "Гринвуд". С. 158–159. ISBN  978-0-313-36498-3.
  16. ^ МЭА (29 мая 2012 г.). Золотые правила золотого века газа. Специальный отчет World Energy Outlook по нетрадиционному газу (PDF). ОЭСР. п. 21.
  17. ^ а б МЭА (2013). Обзор мировой энергетики 2013. ОЭСР. п. 424. ISBN  978-92-64-20130-9.
  18. ^ Обзор мировых энергетических ресурсов 2013 г. (PDF). Мировой энергетический совет. 2013. с. 2.46. ISBN  9780946121298.
  19. ^ а б Коэль, Эстонский сланец
  20. ^ Луйк, Альтернативные технологии
  21. ^ а б Мировой энергетический совет, ОпросС. 93–115.
  22. ^ а б Дини, Геология и ресурсы
  23. ^ Мировой энергетический совет (2016). «Мировые энергетические ресурсы. Нефть 2016» (PDF). Полный отчет о мировых энергетических ресурсах: 116. ISBN  978-0-946121-62-5.
  24. ^ «Исследование сланцевой промышленности ЕС в свете опыта Эстонии. Отчет EASAC Комитету по промышленности, исследованиям и энергетике Европейского парламента» (PDF). Научно-консультативный совет европейских академий. Май 2007 года: 1. Получено 2011-05-06. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  25. ^ Брендоу, Мировые проблемы и перспективы сланцаС. 81–92.
  26. ^ Цянь, Ванд и Ли, «Разработка горючих сланцев в Китае», стр. 356–359.
  27. ^ «О горючем сланце». Аргоннская национальная лаборатория. Получено 2007-10-20.
  28. ^ Алтун и др., «Горючие сланцы в мире и Турции», стр. 211–227.
  29. ^ а б Bartis et al., Разработка горючих сланцев в США
  30. ^ "Какие решения предлагает CWT?". Меняющиеся мировые технологии. 2010. Получено 2010-12-11.
  31. ^ Агентство по охране окружающей среды США, "Специальные отходы"
  32. ^ "Heavy_Oil_Fact_Sheet" (PDF). Калифорнийский департамент нефтяного газа и геотермальных ресурсов. Федеральное правительство США. 17 июня 2006 г.. Получено 9 декабря 2010.
  33. ^ "Oil_Shale_Environmental_Fact_Sheet" (PDF). Управление нефтяных запасов Министерства энергетики США. Федеральное правительство США. Получено 9 декабря 2010.
  34. ^ "Уголь_то_ФТ_ЖИДКОСТЬ" (PDF). Управление нефтяных запасов Министерства энергетики США. Федеральное правительство США. Получено 9 декабря 2010.
  35. ^ "Третий углеродный век". TomDispatch.com. 8 августа 2013 г.. Получено 3 октября 2013.
  36. ^ «Шок предложения из-за того, что североамериканская нефть пронизывает мировые рынки», МЭА, Международное энергетическое агентство, 14 мая 2013 г., получено 28 декабря 2013

Рекомендации

внешняя ссылка