Тяжелая сырая нефть - Heavy crude oil

Тяжелая сырая нефть (или же сверхтяжелая сырая нефть) представляет собой высоковязкую нефть, которая не может легко поступать в добывающие скважины при нормальных пластовых условиях.[1]

Его называют «тяжелым», потому что он плотность или же удельный вес выше, чем у легкая сырая нефть. Тяжелая сырая нефть определяется как любая жидкая нефть с Плотность в градусах API менее 20 °.[2] Физические свойства, которые различаются между тяжелой сырой нефтью и более легкими сортами, включают более высокие вязкость и удельный вес, а также более тяжелый молекулярный состав. В 2010 г. Мировой энергетический совет Под сверхтяжелой нефтью понимается сырая нефть, имеющая плотность менее 10 ° и пластовую вязкость не более 10 000 сантипуаз.[3] Когда измерения вязкости пласта недоступны, WEC считает, что сверхтяжелая нефть имеет нижний предел 4 ° ° API.[4] Другими словами, масло плотностью более 1000 кг / м3 или, что то же самое, с удельным весом более 1 и пластовой вязкостью не более 10 000сантипуаз.[3][5] Тяжелые масла и асфальт плотные жидкости в неводной фазе (DNAPL). Они обладают низкой растворимостью и вязкостью ниже, а плотность выше, чем у воды.[6] Крупные разливы ДНАПЛ быстро проникнут на всю глубину водоносного горизонта и скапливаются на его дне.[7]

Связанные вещества

Тяжелая сырая нефть тесно связана с природной битум из нефтеносные пески. Геологи-нефтяники относят битум из нефтеносных песков к категории «сверхтяжелая нефть» из-за его плотности менее 10 ° по API.[8] Битум - это самая тяжелая и самая густая форма нефти.[9] По данным Геологической службы США, битум дополнительно выделяется как сверхтяжелая нефть с более высокой вязкость (т. е. сопротивление потоку): «Природный битум, также называемый битуминозными песками или нефтеносными песками, обладает свойствами тяжелой нефти, но еще более плотен и вязок. Природный битум - это нефть, вязкость которой превышает 10 000 сП ».[8] «Природный битум (часто называемый битуминозным или нефтеносным песками) и тяжелая нефть отличаются от легких нефтей своей высокой вязкостью (сопротивлением потоку) при пластовых температурах, высокой плотностью (низкая плотность в градусах API) и значительным содержанием азота, кислорода и серы. соединения и примеси тяжелых металлов. Они напоминают остатки от переработки легкой нефти. Большая часть тяжелой нефти находится на окраинах геологических бассейнов и считается остатком ранее легкой нефти, которая потеряла свои легкомолекулярные компоненты в результате разложения бактериями, промывки водой и испарения. Обычная тяжелая нефть и битумы различаются по степени их разложения от исходной сырой нефти бактериями и эрозией.Мейер 2003, п. 1) Часто битум более вязкий, чем холодная патока, и не течет при окружающий условия.[9]

В соответствии с Институт мировых ресурсов, значительные количества тяжелой нефти и нефтеносных песков находятся в Канада и Венесуэла.[2][10] Управление энергетической информации США (EIA) сообщило в 2001 году, что крупнейшие в мире запасы тяжелой сырой нефти расположены к северу от Река Ориноко 270 миль в длину на 40 миль в ширину Пояс Ориноко на востоке Венесуэла. В то время Венесуэла начала разрешать «создание совместных предприятий для модернизации ресурсов сверхтяжелой нефти». [11] Petroleos de Venezuela, S.A. (PDVSA) на тот момент подсчитал, что извлекаемые запасы в этом районе составляли 270 миллиардов баррелей.[11] столько же, сколько обычное масло резервы Саудовская Аравия.[12] Пояс Ориноко в Венесуэле иногда описывается как нефтеносные пески, но эти отложения небитуминозные и попадают в категорию тяжелой или сверхтяжелой нефти из-за их более низкой вязкости.[13] Природный битум и сверхтяжелая нефть отличаются по степени разложения от исходных традиционных масел за счет бактерии. Известно, что у 30 или более стран есть резервы.

Производство, транспортировка и переработка тяжелой сырой нефти представляют особые проблемы по сравнению с легкой сырой нефтью. Как правило, разбавитель добавляется на регулярных расстояниях в трубопровод, по которому идет тяжелая нефть, для облегчения ее потока. Дилбит (разбавленный битум ) является средством транспортировки высоковязких углеводородов. Согласно Методологии оценки битумов нефтеносных песков провинции Альберта, «смеси Dilbit» означают «смеси, изготовленные из тяжелой нефти и / или битумов и обычно разбавителя. конденсат, с целью соблюдения требований к вязкости и плотности трубопроводов, когда плотность разбавителя, включенного в смесь, составляет менее 800 кг / м3 ".[14][15]

Экономика

Тяжелая сырая нефть представляет собой интересную ситуацию для экономики разработки нефти. Мировые ресурсы тяжелой нефти более чем в два раза превышают ресурсы традиционной легкой сырой нефти. В октябре 2009 г. Геологическая служба США обновил Ориноко месторождения (Венесуэла) возмещаемая стоимость до 513 млрд баррелей (8,16×1010 м3),[16] что делает этот район одним из крупнейших в мире извлекаемых нефтяных месторождений. Однако коэффициенты извлечения тяжелой нефти часто ограничиваются 5-30% нефти на месте. Химический состав часто является определяющей переменной в степени извлечения. Новые технологии, используемые для извлечения тяжелой нефти, постоянно повышают коэффициент извлечения.[17]

С одной стороны, из-за увеличения очистка затрат и высокого содержания серы для некоторых источников, тяжелая нефть часто имеет более низкую цену, чем более легкие. Повышенная вязкость и плотность также затрудняют производство (см. разработка месторождений ). С другой стороны, в Северной и Южной Америке были обнаружены большие количества тяжелой нефти, в том числе Канада, Венесуэла и Калифорния. Относительно небольшая глубина залежей тяжелой нефти[18] (часто менее 3000 футов) может способствовать снижению производственных затрат; однако это компенсируется трудностями производства и транспортировки, из-за которых обычное производство методы неэффективны.[18] Разрабатываются специализированные технологии разведки и добычи тяжелой нефти.

Добыча

Пар нагнетается во многие нефтяные месторождения, где нефть гуще и тяжелее, чем обычная сырая нефть.

Добыча тяжелой нефти становится все более распространенной во многих странах, при этом в 2008 году ее добывали в Канаде и Венесуэле.[18] Методы экстракции включают Добыча холодной тяжелой нефти с песком, паровой гравитационный дренаж, закачка пара, отвод пара, Впрыск воздуха от пальца к пятке (THAI), и открытый карьер для чрезвычайно песчаных и нефтеносных отложений.

Воздействие на окружающую среду

При нынешних методах добычи и транспортировки тяжелая нефть оказывает более серьезное воздействие на окружающую среду, чем легкая. С более сложным производством приходится задействовать различные повышенная нефтеотдача методы, включая заводнение паром и более узкое расстояние между скважинами, часто не более одной скважины на акр. Тяжелая сырая нефть также содержит загрязняющие вещества. Например, Ориноко сверхтяжелое масло содержит 4,5% сера а также ванадий и никель.[19] Однако, поскольку сырая нефть изысканный перед использованием генерирует определенные алканы с помощью треск и фракционная перегонка, это сравнение неверно с практической точки зрения. Технологии переработки тяжелой сырой нефти могут потребовать дополнительных затрат энергии[нужна цитата ] тем не менее, его воздействие на окружающую среду в настоящее время более существенно, чем воздействие более легкой нефти, если предполагаемыми конечными продуктами являются легкие углеводороды (бензиновые моторные топлива). С другой стороны, тяжелая нефть является лучшим источником дорожных асфальтобетонных смесей, чем легкая нефть.[нужна цитата ]

При нынешней технологии при добыче и очистке тяжелых нефтей и нефтеносных песков общее количество CO выделяется в три раза.2 выбросы по сравнению с обычным маслом,[20] в первую очередь вызвано дополнительным потреблением энергии в процессе добычи (который может включать сжигание природного газа для нагрева и создания давления в пласте для стимулирования притока). Текущие исследования лучших методов производства направлены на снижение этого воздействия на окружающую среду.[нужна цитата ]

В отчете за 2009 год Национальная токсикологическая сеть со ссылкой на данные, предоставленные Центром анализа информации о двуокиси углерода при правительстве США и Канадской ассоциацией производителей нефти (CAPP), заявила, что выбросы CO2 на единицу произведенной энергии составили ~ 84% от угля (0,078 / 0,093) - выше, чем CO2 выбросы обычного масла.[21]

В сети Environmental Research Web сообщается, что «из-за энергии, необходимой для добычи и обработки, нефть из канадских нефтеносных песков имеет более высокие выбросы в течение жизненного цикла» по сравнению с традиционным ископаемым топливом; «до 25% больше».[22]

Геологическое происхождение

Большинство геологов согласны с тем, что нефть становится «тяжелой» в результате биоразложение, в котором более легкие концы предпочтительно потребляются бактериальной активностью в резервуаре, оставляя позади более тяжелые углеводороды. Эта гипотеза во многом опирается на методы геохимия нефти. Плохая геологическая герметизация резервуара подвергает углеводороды воздействию поверхностных загрязнителей, включая органические организмы (например, бактерии), и способствует этому процессу.[нужна цитата ]

Тяжелую нефть можно найти в мелких молодых коллекторах с породами из Плейстоцен, Плиоцен, и Миоцен[18] (моложе 25 миллионов лет). В некоторых случаях его также можно найти в более старых Меловой, Миссисипец, и Девонский водохранилища. Эти резервуары имеют тенденцию к плохой герметичности, что приводит к образованию тяжелой нефти и нефтеносных песков.[нужна цитата ]

Химические свойства

Тяжелая нефть асфальтовый и содержит асфальтены и смолы. Он «тяжелый» (густой и вязкий) из-за высокого соотношения ароматика и нафтены к линейному алканы и большое количество ОПС (азот, сера, кислород и тяжелые металлы ). Тяжелая нефть имеет более высокий процент соединений с более чем 60 атомами углерода и, следовательно, высокую температуру кипения и молекулярную массу. Например, вязкость Венесуэльской сверхтяжелой нефти Ориноко находится в диапазоне 1000–5000 cP (1–5 Па · с ), в то время как канадская сверхтяжелая нефть имеет вязкость в диапазоне 5000–10 000 сП (5–10 Па · с), примерно такую ​​же, как у мелассы, и выше (до 100 000 сП или 100 Па · с для наиболее вязких промышленных образцов. эксплуатируемые месторождения).[2]Определение из Шеврон Филлипс Химическая компания это:

«Тяжелость» тяжелой нефти в первую очередь является результатом относительно высокой доли смеси сложных высокомолекулярных непарафиновых соединений и низкой доли летучих низкомолекулярных соединений. Тяжелые масла обычно содержат очень мало парафина и может содержать или не содержать высокие уровни асфальтенов.[23]

Тяжелая сырая нефть обычно подразделяется на две категории[нужна цитата ]:

  1. Те, у кого более 1% сера (сырая нефть с высоким содержанием серы), с ароматика и асфальтены. В основном они встречаются в Северная Америка (Канада (Альберта, Саскачеван ), Соединенные Штаты (Калифорния ), Мексика ), Южная Америка (Венесуэла, Колумбия и Эквадор ) и Средний Восток (Кувейт, Саудовская Аравия ).
  2. Те, у кого меньше 1% сера (сырая нефть с низким содержанием серы), с ароматика, нафтены и смолы, и они в основном находятся в Западная африка (Чад ), Центральная Африка (Ангола ) и Восточная Африка (Мадагаскар ).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ А. Май; Дж. Брайан; Н. Гударзи; А. Кантас (2006). Взгляд на нетермическое извлечение тяжелой нефти. Всемирная конференция по тяжелой нефти (WHOC). Калгари, Альберта.
  2. ^ а б c Дюссо, М. (12–14 июня 2001 г.). Сравнение венесуэльской и канадской тяжелой нефти и битуминозных песков (PDF). Калгари, Канада: Канадская международная нефтяная конференция. Архивировано из оригинал (PDF) 18 июня 2013 г.. Получено 5 мая 2008.
  3. ^ а б Attanasi, Emil D .; Мейер, Ричард Ф. (2010). «Натуральный битум и сверхтяжелая нефть» (PDF). Обзор энергоресурсов (22-е изд.). Мировой энергетический совет. С. 123–140. ISBN  978-0-946121-26-7. Архивировано из оригинал (PDF) на 24.08.2013.
  4. ^ WEC (2007). Обзор энергетических ресурсов 2007 г .: природный битум - определения. Мировой энергетический совет. Архивировано из оригинал 31.10.2013.
  5. ^ Родригес Х. А., Вака П., Гонсалес О. и Де Мирабаль М. К., «Комплексное исследование коллектора тяжелой нефти в поясе Ориноко: моделирование месторождения» http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=6242344
  6. ^ Мануэль Раман Лламас; Эмилио Кастодио, ред. (2003). Интенсивное использование подземных вод: проблемы и возможности. CRC Press. п. 478.стр.118
  7. ^ Ярослав Врба; Брайан Адамс, ред. (2008). Стратегия мониторинга заблаговременного предупреждения о подземных водах Методологическое руководство (PDF) (Отчет).
  8. ^ а б Мейер, Ричард; Атанаси, Эмиль (август 2003 г.). Тяжелая нефть и природный битум - Стратегические нефтяные ресурсы - «Определения». (Отчет). Информационный бюллетень Геологической службы США 70-03. Получено 31 июля 2013.
  9. ^ а б G.R. Серый; R. Luhning. Битум. Канадская энциклопедия.
  10. ^ Тяжелая нефть и битуминозные пески (Отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Институт мировых ресурсов.
  11. ^ а б Венесуэла предлагает полную рыночную стоимость для привлечения иностранных инвестиций в нефть (Отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Управление энергетической информации. 2001. Архивировано с оригинал на 2008-05-05.
  12. ^ Талвани, М. Пояс тяжелой нефти Ориноко в Венесуэле (Или на помощь приходит тяжелая нефть? (Отчет).
  13. ^ Дюссо, М. Б. (12–14 июня 2001 г.). «Сравнение венесуэльской и канадской тяжелой нефти и битуминозных песков». Труды Канадской международной конференции нефтяного общества. 2001-061: 20 с.
  14. ^ Методология оценки битума нефтеносных песков Альберты (PDF), 2008-9995, Калгари, Альберта: Канадская ассоциация производителей нефти, Декабрь 2008 г.
  15. ^ Брет Шульте (4 апреля 2003 г.). «Разлив нефти освещает проблему Keystone XL: хуже ли канадская нефть?». Фейетвилл, Арканзас: National Geographic News.
  16. ^ Кристофер Дж. Шенк, Трой А. Кук, Рональд Р. Шарпантье, Ричард М. Полластро, Тимоти Р. Клетт, Мэрилин Э. Теннисон, Марк А. Киршбаум, Майкл Э. Браунфилд и Джанет К. Питман. (11 января 2010 г.). "Оценка извлекаемых ресурсов тяжелой нефти нефтяного пояса Ориноко, Венесуэла" (PDF). USGS. Получено 23 января 2010.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  17. ^ «Энергетический Интернет» (PDF). www.energy.alberta.ca. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-10-24. Получено 2012-02-19.
  18. ^ а б c d Передний край, Специальный раздел - мазут. Vol. 27, № 8. Сентябрь 2008 г. Общество геофизиков-исследователей.
  19. ^ (Отчет). Мировой энергетический совет (WEC) https://web.archive.org/web/20070402100135/http://www.worldenergy.org/wec-geis/publications/default/tech_papers/17th_congress/3_1_04.asp. Архивировано из оригинал на 2007-04-02. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  20. ^ J.R. Century. Битуминозные пески: основные геологические риски и возможности. Передний край, Vol. 27, No. 9, Pg. 1202-1204. Сентябрь 2008 г.
  21. ^ "Сделка по тяжелой нефти. Темное облако над светлым будущим Восточного Тимора" (PDF).
  22. ^ «Архив блога - Мир физики». Мир физики.
  23. ^ «Что вызывает тяжелую нефть, если у них нет проблем с асфальтенами или парафином?» - Шеврон Филлипс Химическая

внешняя ссылка