Тяжелая сырая нефть
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с сверхтяжелой нефти )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Тяжелая сырая нефть (или сверхтяжелая сырая нефть ) представляет собой высоковязкую нефть, которая не может легко вытекать из добывающих скважин в нормальных пластовых условиях. [1]

Ее называют «тяжелой», потому что ее плотность или удельный вес выше, чем у легкой сырой нефти . Под тяжелой сырой нефтью понимается любая жидкая нефть с плотностью API менее 20 °. [2] Физические свойства, которые различаются между тяжелой сырой нефтью и более легкими сортами, включают более высокую вязкость и удельный вес, а также более высокомолекулярный углеводородный состав. В 2010 году Всемирный энергетический совет определил сверхтяжелую нефть как сырую нефть, имеющую плотность менее 10 ° и пластовую вязкость более 10 000 сантипуаз. [3]Когда измерения вязкости пласта недоступны, WEC считает, что сверхтяжелая нефть имеет нижний предел 4 ° API. [4] Другими словами, нефть с плотностью более 1000 кг / м 3 (или с удельным весом более 1) и пластовой вязкостью более 10 000  сантипуаз . [3] [5] Тяжелая нефть и асфальт - это плотные жидкости в неводной фазе (DNAPL). Они обладают низкой растворимостью, вязкостью и плотностью выше, чем у воды. [6] Крупные разливы DNAPL быстро проникают на всю глубину водоносного горизонта и накапливаются на дне. [7]

Связанные вещества

Тяжелая сырая нефть тесно связана с природным битумом из нефтеносных песков . Геологи-нефтяники относят битум из нефтеносных песков к категории «сверхтяжелая нефть» из-за его плотности менее 10 ° API. [8] Битум - самая тяжелая и самая густая форма нефти. [9] Согласно данным Геологической службы США, битум далее выделяется как сверхтяжелая нефть с более высокой вязкостью (т. Е. Сопротивлением течению): «Природный битум, также называемый битуминозным или нефтеносным песками, обладает свойствами тяжелой нефти, но еще более плотный и вязкий. Природный битум - это нефть с вязкостью более 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 ( Meyer 2003 , p. 1).Часто битум более вязкий, чем холодная патока, и не течет в условиях окружающей среды. [9]

По данным Института мировых ресурсов , значительные скопления тяжелой нефти и нефтеносных песков обнаружены в Канаде и Венесуэле. [2] [10] Информация Администрация энергетики США (EIA) сообщили , что в 2001 году наибольшие запасы тяжелой нефти в мире были расположены к северу от реки Ориноко , 270-мили длиной по 40 миль в ширину Ориноко пояса , в восточной Венесуэла . В то время Венесуэла начала разрешать «создание совместных предприятий для модернизации ресурсов сверхтяжелой нефти». [11] Petroleos de Venezuela, SA (PDVSA) на тот момент подсчитал, что извлекаемые запасы в этом районе составляли 270 миллиардов баррелей, [11]столько же, сколько обычные запасы нефти Саудовской Аравии . [12] Пояс Ориноко в Венесуэле иногда называют нефтеносными песками, 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 бактериями от исходных обычных масел . Известно, что у 30 или более стран есть резервы.

Добыча, 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 ) - средство транспортировки высоковязких углеводородов. В соответствии с Методологией оценки битума нефтеносных песков провинции Альберта, «смеси Dilbit» означают «смеси, изготовленные из тяжелой нефти и / или битумов и разбавителя, обычно конденсата , с целью соответствия спецификациям вязкости и плотности трубопровода, где плотность разбавителя включена в смесь менее 800 кг / м 3 ». [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 года Геологическая служба США обновила извлекаемую стоимость месторождений Ориноко (Венесуэла) до 513 миллиардов баррелей (8,16 × 10 10  м 3 ) [16], что сделало этот район одним из крупнейших в мире извлекаемых запасов нефти. 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 затрат на переработку и высокого содержания серы в некоторых источниках цены на тяжелую сырую нефть часто ниже, чем на более легкую. Повышенная вязкость и плотность также делают производство более сложной (см пластового машиностроения ). С другой стороны, большие количества тяжелой нефти были обнаружены в Северной и Южной Америке, включая Канаду , Венесуэлу и Калифорнию . Относительно небольшая глубина месторождений тяжелой нефти [18] (часто менее 3000 футов) может способствовать снижению производственных затрат; однако это компенсируется трудностями производства и транспортировки, которые делают традиционные методы производства неэффективными. [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 производство возглавляли Канада и Венесуэла. [18] Метода извлечений включает в себя производство холодного тяжелой нефти с песком , паровой помощью гравитационного дренирования , нагнетание пара , извлечение паров , схождение к пятке Air Injection (тайский) и открытой добычу для чрезвычайно песчаных и богатой нефти месторождений.

Воздействие на окружающую среду

При нынешних методах добычи и транспортировки тяжелая нефть оказывает более серьезное воздействие на окружающую среду, чем легкая. При более сложной добыче используются различные методы повышения нефтеотдачи , включая заводнение паром и более узкое расстояние между скважинами, часто не более одной скважины на акр. Тяжелая сырая нефть также содержит загрязняющие вещества. Например, сверхтяжелая нефть Ориноко содержит 4,5% серы, а также ванадий и никель . [19] Однако, поскольку сырая нефть очищается перед использованием, образуются определенные алканы путем крекинга и фракционной перегонки., это сравнение неверно с практической точки зрения. Однако методы переработки тяжелой нефти могут потребовать дополнительных затрат энергии [ необходима цитата ] , поэтому ее воздействие на окружающую среду в настоящее время более значимо, 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. [ необходима цитата ]

При использовании нынешней технологии при добыче и переработке тяжелых нефтей и нефтеносных песков общие выбросы CO 2 в три раза больше по сравнению с традиционной нефтью [20], что в первую очередь обусловлено дополнительным потреблением энергии в процессе добычи (который может включать сжигание природный газ для нагрева и повышения давления в пласте для стимулирования притока). Текущие исследования лучших методов производства направлены на снижение этого воздействия на окружающую среду. [ необходима цитата ]

В отчете за 2009 год Национальная токсикологическая сеть со ссылкой на данные, предоставленные Информационным центром анализа двуокиси углерода при правительстве США и Канадской ассоциацией производителей нефти (CAPP), заявила, что выбросы CO 2 на единицу произведенной энергии были ~ 84% от выбросов угля (0,078 / 0,093) - выше, чем выбросы CO 2 от обычной нефти. [21]

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

Геологическое происхождение

Большинство геологов согласны с тем, что нефть становится «тяжелой» в результате биодеградации , при которой более легкие нефти преимущественно потребляются бактериальной активностью в коллекторе, оставляя более тяжелые углеводороды. Эта гипотеза во многом опирается на методы геохимии нефти . Плохая геологическая герметичность коллектора подвергает углеводороды воздействию поверхностных загрязнителей, включая органические организмы (например, бактерии), и способствует этому процессу. [ необходима цитата ]

Тяжелая нефть может быть обнаружена в мелких молодых коллекторах с породами плейстоцена , плиоцена и миоцена [18] (моложе 25 миллионов лет). В некоторых случаях его также можно найти в коллекторах более древнего мела , Миссисипи и девона . Эти резервуары имеют тенденцию к плохой герметичности, что приводит к образованию тяжелой нефти и нефтеносных песков. [ необходима цитата ]

Химические свойства

Тяжелая нефть является асфальтобетонной и содержит асфальтены и смолы . Он «тяжелый» (плотный и вязкий) из-за высокого отношения ароматических углеводородов и нафтенов к линейным алканам и высокого уровня НСО ( азота , серы , кислорода и тяжелых металлов ). 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 сП (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 коммерчески эксплуатируемые месторождения). [2] Определение, данное компанией Chevron Phillips Chemical:

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

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

  1. Те, которые содержат более 1% серы (сырая нефть с высоким содержанием серы), с ароматическими соединениями и асфальтенами . В основном они встречаются в Северной Америке ( Канада ( Альберта , Саскачеван ), США ( Калифорния ), Мексика ), Южной Америке ( Венесуэла , Колумбия и Эквадор ) и на Ближнем Востоке ( Кувейт , Саудовская Аравия ).
  2. Те, которые содержат менее 1% серы (сырая нефть с низким содержанием серы), с ароматическими соединениями , нафтенами и смолами , и они в основном встречаются в Западной Африке ( Чад ), Центральной Африке ( Ангола ) и Восточной Африке ( Мадагаскар ).

Смотрите также

  • Горючие сланцы
  • Нефтяные пески
  • Мазут
  • Закачка пара (нефтяная промышленность)
  • Паровая гравитационная дренажная система

использованная литература

  1. ^ А. Май; Дж. Брайан; Н. Гударзи; А. Кантас (2006). Взгляд на нетепловое извлечение тяжелой нефти . Всемирная конференция по тяжелой нефти (WHOC). Калгари, Альберта.
  2. ^ a b c Дюссо, МБ (12–14 июня 2001 г.). Сравнение венесуэльской и канадской тяжелой нефти и битуминозных песков (PDF) . Калгари, Канада: Канадская международная нефтяная конференция. Архивировано 18 июня 2013 года из оригинального (PDF) . Проверено 5 мая 2008 года .
  3. ^ a b Аттанаси, Эмиль Д .; Мейер, Ричард Ф. (2010). «Природный битум и сверхтяжелая нефть» (PDF) . Обзор энергоресурсов (22-е изд.). Мировой энергетический совет . С. 123–140. ISBN  978-0-946121-26-7. Архивировано из оригинального (PDF) 24 августа 2013 года.
  4. ^ WEC (2007). Обзор энергетических ресурсов 2007: Природный битум - Определения . Мировой энергетический совет. Архивировано из оригинала на 2013-10-31.
  5. ^ Родригес, штат Джорджия; Vaca, P .; Gonzalez, O .; де Мирабаль, MC (1997). «Комплексное исследование коллектора тяжелой нефти в поясе Ориноко: моделирование полевого случая». Симпозиум SPE по моделированию коллектора . DOI : 10.2118 / 38015-MS . ИНИСТ : 6242344 .
  6. ^ Manuel Ramâon Ламы; Эмилио Кастодио, ред. (2003). Интенсивное использование подземных вод: проблемы и возможности . CRC Press. п. 478.стр.118
  7. ^ Ярослав Врба; Брайан Адамс, ред. (2008). Методическое руководство Стратегия мониторинга заблаговременного предупреждения о подземных водах (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 . Проверено 31 июля 2013 года .
  9. ^ а б Г. Серый; Р. Лухнинг. Битум . Канадская энциклопедия.
  10. ^ Тяжелая нефть и битуминозные пески (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Институт мировых ресурсов.
  11. ^ a b Венесуэла предлагает полную рыночную стоимость для поощрения иностранных инвестиций в нефть (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Управление энергетической информации. 2001. Архивировано из оригинала на 2008-05-05.
  12. ^ Талвани, М. Пояс тяжелой нефти Ориноко в Венесуэле (Или тяжелая нефть на помощь? (Отчет).
  13. ^ Dusseault, MB (12-14 июня 2001). «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 . Проверено 23 января 2010 года . CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  17. ^ "Энергетический Интернет" (PDF) . www.energy.alberta.ca . Архивировано из оригинального (PDF) 24.10.2011 . Проверено 19 февраля 2012 .
  18. ^ a b c d Передняя кромка , специальный раздел - тяжелая нефть. Vol. 27, № 8. Сентябрь 2008 г. Общество геофизиков-разведчиков .
  19. ^ КАКОЕ БУДУЩЕЕ У ЭКСТРА ТЯЖЕЛЫХ НЕФТИ И БИТУМА: ДЕЛО ORINOCO (Отчет). Мировой энергетический совет (WEC). Архивировано из оригинала на 2007-04-02.
  20. ^ JR Century. Битуминозные пески: основные геологические риски и возможности. Передний край , Том. 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?" - Chevron Phillips Chemical

внешние ссылки

  • Gushor Inc. - Геология тяжелой нефти и разработка месторождений
  • Научный центр тяжелой нефти OTS
  • Карта глобальных ресурсов тяжелой нефти Schlumberger
  • Молекулярная основа тяжелых органических веществ в нефти и тяжелой нефти
  • Технические обзоры сырой нефти
Источник « https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Heavy_crude_oil&oldid=1027779321 »
Contribute a better translation