История нефтяной промышленности Канады (нефтеносные пески и тяжелая нефть)

Эта статья является частью серии статей о
Нефть в Канаде
Ранняя история История природного газа Нефтяные пески и тяжелая нефть Границы Жидкие газы
Ресурсы и производители
Запасы нефти Нефтяные компании
Категории
Нефтяные месторождения НПЗ Нефтяные компании
Экономика Канады Энергетическая политика Канады
v т е

Канада «s нефтеносные пески и тяжелые нефтяные ресурсы являются одними из крупных мировых нефтяных месторождений. К ним относятся обширные нефтеносные пески северной Альберты и резервуары тяжелой нефти , окружающие небольшой город Ллойдминстер , расположенный на границе между Альбертой и Саскачеваном . Объем этих ресурсов хорошо известен, но все еще разрабатываются более совершенные технологии для добычи из них нефти .

Из-за затрат на разработку этих ресурсов (они, как правило, капиталоемкие ), они, как правило, вводятся в эксплуатацию на более поздних этапах цикла разработки нефтяных ресурсов в данном добывающем регионе. Это связано с тем, что нефтяные компании, как правило, в первую очередь добывают легкие ценные масла . Ресурсы, которые труднее добывать, разрабатываются позже, как правило, в периоды высоких цен на сырьевые товары, такие как продолжительный период повышения цен, начавшийся в начале 1970-х годов .

Как это часто бывает, нефтеносные пески были разными. Ресурсы были настолько огромны, что эксперименты начались примерно в то же время, что и бурение традиционной нефти в западной Канаде . Хотя перспективность залежей нефтеносных песков была очевидна уже более века, добыча нефти на заводах по производству нефтеносных песков Suncor и Syncrude стала прибыльной только после энергетического кризиса 1979 года . Несмотря на сравнительно высокие цены на нефть на мировых рынках, по политическим причинам правительство удерживало цены на нефть от этих технологических пионеров на искусственно низком уровне вплоть до 1980-х годов.

В последние годы разработка нефтеносных песков и тяжелой нефти была настолько успешной, что на эти ресурсы сейчас приходится более половины добычи сырой нефти в Канаде . ^{[ необходима цитата ]}

Определение ресурсов [ править ]

Материя гравитации [ править ]

Большая часть нефтяных усилий Канады сосредоточена на добыче нефти из нефтеносных песков (иногда называемых « битуминозными песками ») северной Альберты. Чтобы оценить эти ресурсы, важно понять простую концепцию из химии и физики : «гравитацию» сырой нефти и сжиженного природного газа . Нефтяная промышленность измеряет вес нефти по искусственной шкале, известной как гравитация API ( Американский институт нефти ). Десять градусов по API - это плотность воды. Для легких масел используется более высокий номер API. Как правило, битум тяжелее воды и обычно имеет API 8-10 градусов.

Сила тяжести относится к массе спектра углеводородов , что повышает с отношением водорода к углероду в химическом соединении «ы молекулы . Метан ( CH
₄) - простейшая форма природного газа - имеет четыре атома водорода на каждый атом углерода. Он имеет легкую гравитацию и принимает форму газа при нормальной температуре и давлении. Следующий более тяжелый углеводород, этан , имеет химическую формулу C ₂ H ₆ и представляет собой немного более плотный газ. Газы, конечно, не имеют силы тяжести при атмосферных температурах и давлениях.

Многочисленны органические соединения, сочетающие углерод и кислород. Те, у которых больше атомов углерода на атом водорода, тяжелее и плотнее. Большинство углеводородов являются жидкими при стандартных условиях, при этом большая вязкость связана с большей плотностью.

Тяжелая нефть и битум, которые имеют гораздо большую массу углерода, чем водород, тяжелые, черные, липкие и либо медленно текут, либо настолько близки к твердому, что они вообще не текут, если не нагреваются. Хотя разделительная линия нечеткая, термин «тяжелая нефть» относится к медленно текучим смесям тяжелых углеводородов. Битум относится к смесям консистенции холодной патоки, которые льются при комнатной температуре с мучительной медлительностью. Масла с высокой вязкостью и большой плотностью не плавают на воде, а тонут.

В нефтеносных песках этот густой черный мусор смешан с песком и многими химическими примесями, такими как сера ; они должны быть отделены от битума, чтобы масло было полезным. Это можно сделать с помощью открытых горных работ и обработки, а также подземных методов на месте .

Трудно осознать необъятность канадских нефтеносных песков и ресурсов тяжелой нефти . Поля в северной Альберте включают четыре крупных месторождения, которые лежат в основе почти 70 000 квадратных километров земли. Объем битума в этих песках превосходит запасы легкой нефти на всем Ближнем Востоке. Одно из этих месторождений, нефтеносные пески Атабаски , является крупнейшим известным ресурсом сырой нефти в мире.

Первые исследователи [ править ]

Первое зарегистрированное упоминание о битумных месторождениях Канады относится к 12 июня 1719 года. Согласно записи в журнале York Factory , в тот день индейский кри Ва-Па-Сан принес образец нефтеносного песка Генри Келси из компании Гудзонова залива. . Когда торговец мехом Питер Понд путешествовал по реке Клируотер в Атабаску в 1778 году, он увидел отложения и написал о «источниках битума, текущих по земле». Спустя десятилетие Александр Маккензи увидел Чипевяна.Индейцы используют масло из нефтеносных песков, чтобы заделать свои каноэ. Однако, несмотря на увлечение первых исследователей, существование песков не волновало коммерческих интересов более века.

В 1875 году Джон Макун из Геологической службы также отметил присутствие нефтеносных песков. Более поздние отчеты доктора Роберта Белла, а затем генерального директора МакКоннелла, также из Геологической службы, привели к бурению нескольких пробных скважин. В 1893 году парламент проголосовал за бурение 7000 долларов. Эта первая коммерческая попытка разработки нефтеносных песков, вероятно, была рассчитана на поиск свободной нефти в основании песков, как бурильщики делали это в гуммированных пластах южного Онтарио несколькими десятилетиями ранее. Хотя три скважины Survey не смогли найти нефть, вторая была примечательна по совершенно другой причине.

Пробуренная на участке под названием Pelican Portage, скважина взорвалась на глубине 235 метров после обнаружения газовой зоны высокого давления. По словам бурового подрядчика AW Fraser ,

Рев газа можно было услышать на расстоянии трех миль и более. Вскоре он полностью высушил дыру и поднял облако пыли на пятьдесят футов в воздух. Маленькие узелки железного пирита размером с грецкий орех вылетели из ямы с невероятной скоростью. Мы не видели, как они идут, но слышали, как они бьют о верх вышки  ... Была опасность, что люди погибнут, если их поразят эти ракеты. ^[1]

Бригада Фрейзера безуспешно пыталась заглушить скважину обсадной колонной, а затем на тот год забросила скважину. Они вернулись в 1898 году, чтобы закончить работу, но снова потерпели неудачу. В конце концов, они просто оставили колодец безумным. До 1918 года поток природного газа из скважины составлял около 250 000 кубометров в день. В том же году бригада во главе с геологом С.Е. Слиппером и К.В. Дингманом, наконец, закрыла скважину.

Эти скважины помогли установить, что запасы битума в этом районе огромны. Теперь было четкое признание коммерческого потенциала нефтеносных песков, и последовал долгий период разведки и экспериментов. Целью этого исследования было найти способ добычи нефти из нефтеносных песков по разумной цене.

Альфред Хаммерштейн, который называл себя немецким графом (исторически есть бароны фон Хаммерштейн, но не считается), был одним из ярких первых игроков в нефтяных песках. Он сказал, что по пути к Клондайку столкнулся с залежами битума в районе Форт-Мак- Мюррей , но остался и переключил свой интерес с золота на нефтеносные пески. В 1906 году он пробурил устье реки Хорс, но нашел соль вместо нефти. Он продолжал работать в этом районе, однако в 1907 году Хаммерштейн сделал знаменитую презентацию перед комитетом Сената, исследующим потенциал нефтеносных песков.

Я вложил все свои деньги в (нефтеносные пески Атабаски), и там есть деньги других людей, и я должен быть лояльным. Что касается того, можно ли получить нефть в товарных количествах ... Я занимаюсь техникой около трех лет. В прошлом году я разместил там техники на сумму около 50 тысяч долларов. Я не привезла его в декоративных целях, хотя выглядит красиво и по-домашнему. ^[1] Его синдикат получил первый (и единственный) явный титул на земли нефтеносных песков в 1910 году, а сто лет спустя он был избран в Зал славы канадских нефтяников. В остальном история не была благосклонна к этому человеку, который был немного мечтателем, большим мошенником. По словам одного историка, «его предприятие было отмечено дикими спекуляциями, мошенничеством и окончательной неудачей». ^[2] Довольно бедный, он умер в 1941 году - вероятно, за семьдесят - в Сент-Альберте, Альберта.

Хаммерштейн (1870–1941), прибывший в регион в 1897 году, более сорока лет продвигал битуминозные пески Атабаски, делая фотографии с описательными названиями, такими как «Битуминозные пески и текучий асфальт в районе Атабаски», которые сейчас находятся в Национальной Библиотека и национальные архивы Канады. Фотографии битуминозных песков Атабаски были также представлены в бестселлере канадской писательницы и авантюристки Агнес Динс Кэмерон ( Cameron 1908 , стр. 71) ^[3], озаглавленной «Новый север: рассказ о женском путешествии по Канаде». в Арктику harv error: no target: CITEREFCameron1908 (help)в котором рассказывается о ее путешествии по Северному Ледовитому океану за 10 000 миль и обратно. После этого путешествия и публикации своей книги она много путешествовала в качестве лектора, со слайдами с волшебными фонарями своих изображений Kodak, продвигая иммиграцию в западную Канаду в Оксфорд, Кембридж, Университет Св. Андрея и Королевское географическое общество. ^[4] Ее фотографии были воспроизведены в 2011–2012 годах на выставке в Канадском музее цивилизации в Оттаве, Канада ( Gismondi 2012 , стр. 71). ^[5] Кэмерон с особым энтузиазмом относилась к региону Атабаска и битуминозным пескам Атабаски. harv error: no target: CITEREFGismondi2012 (help)который включал фотографии буровых работ Hammerstein на реке Атабаска. «В то время как граф безуспешно пытался найти« слоновьи залежи нефти », книга Кэмерон и ее изображения ... сделали ее медийной знаменитостью» ( Gismondi 2012 , стр. 71) ^[5] «Во всей Канаде нет ничего более интересного. Движение земли здесь создало линию разлома, четко видимую на протяжении семидесяти или восьмидесяти миль вдоль берега реки, из которой через частые промежутки времени сочится нефть. [...] их [...] в изобилии. [...] Он сочится из каждой трещины, и в какой-нибудь битумный колодец мы можем проткнуть двадцатифутовый шест и не встретить сопротивления. ( 1909, Cameron & 71 ) ^[3] цитируется в ( Gismondi 2012 harv error: no target: CITEREFGismondi2012 (help) harv error: no target: CITEREF1909Cameron71 (help), п. 71) ^[5] harv error: no target: CITEREFGismondi2012 (help)

Извлечение поверхности [ править ]

В 1913 году доктор С.К. Эллс , инженер федерального горнодобывающего управления, начал исследование экономических возможностей нефтеносных песков. Именно тогда родилась идея использовать песок в качестве материала для дорожного покрытия. В 1915 году доктор Эллс проложил три дорожных покрытия на 82-й улице в Эдмонтоне. Использованные материалы включали битулитовую смесь, битумный бетон и листовой асфальт. Десять лет спустя в отчете городского инженера говорилось, что поверхность оставалась в отличном состоянии. Асфальт McMurray также использовался на территории Законодательного собрания Альберты , на шоссе в Джаспер-парке и в других местах Альберты.

Хотя частные подрядчики также добывали нефтеносный песок в качестве материала для мощения, это предложение не было экономическим. Форт Мак-Мюррей (район, ближайший к приповерхностным месторождениям) был небольшим и далеким от рынка, а транспортные расходы были высокими.

Пионеры [ править ]

Исследователи начали искать способы извлечения битума из песка. Исследовательский совет Альберты создал два пилотных завода в Эдмонтоне и третий на реке Клируотер. Эти установки были частью успешного проекта (возглавляемого доктором Карлом А. Кларком из Исследовательского совета ) по разработке процесса горячей воды для отделения нефти от песков. В 1930 году завод в Форт-Мак-Мюррей фактически использовал этот процесс для производства трех автомобильных партий масла.

Abasand: Примерно в то же время два американских промоутера, Макс Болл и Б.О. Джонс из Денвера, вышли на сцену нефтеносных песков. Сообщается, что у них был секретный метод восстановления, известный как процесс Макклея, и они требовали существенной финансовой поддержки. Они договорились об аренде с федеральным правительством и правительством Альберты, а также купили завод McMurray Исследовательского совета Альберты. В 1935 году Abasand Oils Limited, операционная компания Болла при поддержке Америки, начала строительство нового завода к западу от Waterways.

По соглашению с правительством, завод должен был быть введен в эксплуатацию к 1 сентября 1936 года. Но лесные пожары и невыполнение поставщиками оборудования сроков поставки задержали его завершение. Соглашение предусматривало добычу 45 000 тонн песков в 1937 году и 90 000 тонн каждый год после 1938 года. Аренда 1555 гектаров предусматривала арендную плату в размере 2,47 доллара США за гектар в год. Существовал быть гонорар в размере $ 0,063 за кубометр на производство в течение первых пяти лет, и $ 0,31 за кубический метр в дальнейшем.

Добыча на заводе в Абасанде началась 19 мая 1941 года. К концу сентября из 18 475 тонн нефтеносного песка было добыто 2690 кубометров нефти, но в ноябре пожар уничтожил завод. Перестроенный в более крупном масштабе, он был полностью готов к эксплуатации в июне 1942 года.

В 1943 году федеральное правительство решило помочь разработке нефтеносных песков и приобрело завод в Абасанде. Федеральные исследователи пришли к выводу, что процесс горячей воды был неэкономичным из-за значительных потерь тепла, и предложили процесс «холодной» воды. Но работа на заводе закончилась катастрофическим пожаром в 1945 году. В июле 1943 года International Bitumen Company была реорганизована в Oil Sands Limited.

Bitumount: Между 1930 и 1955 годами International Bitumen Company Limited под управлением RC Fitzsimmons, а позже Lloyd Champion управляла небольшим заводом в Bitumount . Когда правительство Альберты разочаровалось в федеральных усилиях в области нефтеносных песков и решило построить свой собственный экспериментальный завод в Битумаунте, провинция наняла Oil Sands Limited для строительства завода.

Компания согласилась купить завод в течение десяти лет за первоначальные инвестиции в размере 250 000 долларов. Однако стоимость завода составила 750 000 долларов. Судебный иск против Oil Sands Limited привел к тому, что провинция вступила во владение заводом и имуществом Bitumount. Завод состоял из блока разделения, осушки и нефтеперерабатывающего завода. Завод провел успешные испытания с использованием процесса горячей воды Кларка в 1948/49 году, затем был закрыт, отчасти потому, что недавние открытия Leduc снизили интерес к нефтеносным пескам.

Великие канадские нефтеносные пески [ править ]

В 1962 году компания Great Canadian Oil Sands Limited (GCOS) получила одобрение правительства Альберты на строительство и эксплуатацию завода мощностью 10 000 кубических метров в день возле Форт Мак-Мюррей. Завод должен был производить 240 тонн серы и 900 тонн кокса в сутки в качестве побочных продуктов. Поскольку в то время отрасль испытывала трудности со сбытом нефти, правительство провинции приняло политику, ограничивающую добычу нефтеносных песков. В соответствии с этой политикой синтетическая нефть из нефтеносных песков могла бы дополнять продажи обычной нефти, но не могла заменить ее. Масло с завода не может превышать 5 процентов от общего объема на рынках, уже поставляемых традиционной нефтью Альберты.

Финансовые трудности задержали строительство завода GCOS до тех пор, пока не был найден новый инвестор - канадская дочерняя компания Sun Oil Company, ныне известная как Suncor. Мощность предлагаемого завода увеличилась до 7 500 кубометров в сутки, а стоимость выросла со 122 до 190 миллионов долларов. Более крупный завод получил одобрение в 1964 году и был запущен в промышленное производство в сентябре 1967 года. Окончательная стоимость: 250 миллионов долларов.

Во время церемонии открытия завода председатель Sun Oil Company Дж. Ховард Пью (легендарный промышленник, которому тогда было 85 лет) сделал замечания, которые до сих пор звучат правдоподобно:

Ни одна нация не может быть в безопасности в этот атомный век, если она не будет в достаточном количестве снабжена нефтью ... Наша группа считает, что, если Североамериканский континент будет производить нефть для удовлетворения своих потребностей в предстоящие годы, нефть из район Атабаски обязательно должен сыграть важную роль. ^[1]

Завод Suncor стал важной вехой в разработке нефтеносных песков. Он был пионером в технологии добычи и переработки битума, и это был первый в мире крупномасштабный коммерческий завод. В первые годы это было не очень прибыльно, но завод, тем не менее, мог покрывать операционные расходы за счет продажи собственной продукции. А в 1979 году, когда федеральная политика позволила компании устанавливать мировые цены на нефть, завод наконец стал приносить прибыль Suncor. Завод нашел решение проблем по извлечению товарной нефти из песков - проблем, которые волновали финансистов , химиков , инженеров-нефтяников , металлургов , горных инженеров., геологи , физики и многие другие ученые и псевдоученые на протяжении многих десятилетий.

Syncrude [ править ]

В 1962 году (в том же году предложение по разработке месторождения Великих канадских нефтеносных песков было получено на рассмотрение) Cities Service Athabasca Inc. предложила установку мощностью 16 000 кубических метров в день на месте своего пилотного проекта на озере Милдред. Включая трубопровод в Эдмонтон, завод должен был стоить 56 миллионов долларов, строительство началось в 1965 году и завершилось в 1968 году. Однако Совет по сохранению нефти и газа высказал опасения по поводу конкуренции между синтетической нефтью и традиционной нефтью на ограниченных рынках. Поэтому он решил не запускать сразу слишком много заводов по производству нефтеносных песков и отклонил предложение Службы городов в пользу проекта ГСНК.

Позже Cities Service повторно подала заявку на гораздо более крупный завод, и предложение было одобрено в конце 1969 года. Завод Syncrude, в результате которого был запущен в эксплуатацию, был запущен в 1978 году, ровно через два столетия после того, как Питер Понд впервые обнаружил нефтеносные пески. Но прежде чем завод отгрузил первую баррель нефти, проект прошел множество испытаний.

Причиной длительного перерыва между утверждением и завершением был тревожный рост затрат, который обрушился на все крупные североамериканские проекты в 1970-х годах. Высокая инфляция увеличила бюджеты практически для всех аспектов проекта Syncrude.

Анализируя стоимость проекта в конце 1973 года, консорциум Syncrude обнаружил, что затраты увеличились более чем вдвое, с 1 миллиарда долларов до 2,3 миллиарда долларов. В декабре 1974 года компания Atlantic Richfield (чья американская материнская компания нуждалась в деньгах для развития своих интересов в Прудо-Бей ) отозвала свое 30-процентное участие в проекте. Через несколько дней три оставшихся партнера сообщили правительству Альберты, что максимальный риск, на который они готовы пойти по проекту, составляет 1 миллиард долларов. Им нужно будет найти еще 1 миллиард долларов рискового капитала, чтобы проект продолжился. Альтернатива - закрытие проекта - обошлась бы четырем партнерам (включая Atlantic Richfield) примерно в 250 миллионов долларов.

К этому времени мир оказался в плену энергетического кризиса. Начиная с 1973 года, члены Организации стран-экспортеров нефти воспользовались ограниченными мировыми поставками нефти для быстрого и регулярного повышения цен. Поэтому лица, определяющие политику в странах-потребителях нефти, считали, что развитие стабильных и безопасных поставок энергии является вопросом национальной неотложности. Поскольку ресурсы были такими большими и разработка была очевидной, нефтеносные пески выглядели как лучший выбор Канады. В результате перспектива краха проекта Syncrude была вопросом как политического, так и экономического беспокойства.

Исполнительная группа, представляющая остальных партнеров, пригласила правительства других стран Канады принять участие в проекте в качестве коммерческих партнеров. Провинция также проверила смету, предоставленную нефтяными компаниями. Когда выяснилось, что смета расходов консорциума не выходит за рамки нормы, правительства Канады, Альберты и Онтарио приняли участие в исторической встрече в Виннипеге в феврале 1975 года. Эта встреча спасла проект.

Федеральное правительство занимает 15 - процентную долю, Alberta 10 процентов и Онтарио пять процентов. Частные партнеры - Cities Service Canada, Gulf Oil Canada и Imperial Oil - согласились сохранить свою долю в проекте на сумму 1,4 миллиарда долларов, но предоставили Альберте возможность конвертировать ссуду в размере 200 миллионов долларов компании Gulf and Cities Service в доли владения. Альберта также взяла на себя полную ответственность за безопасный трубопровод и электрическую сеть, в которых нуждался завод. ^[6]

Завод был введен в эксплуатацию летом 1978 года и произвел 5 миллионов баррелей (790 000 м ³ ) нефти в течение года. Мировые цены на нефть резко выросли в 1979-80 годах и оставались высокими в первой половине 1980-х годов. Это помогло Syncrude добиться успеха как в финансовом, так и в техническом плане. В настоящее время Syncrude удовлетворяет около 14% потребностей Канады в масле, в основном в виде синтетического масла . Завод произвел около 2 миллиардов баррелей (320 000 000 м ³ ) этой нефти.

Раковина в нефтеносных песках [ править ]

В 2003 году Shell Canada и ее партнеры начали добычу на руднике Маскег-Ривер , расположенном в 75 км к северу от Форт-Мак-Мюррей. Этот комплекс, известный как «Проект нефтеносных песков Атабаски», состоит из реки Маскег, компании Shell Scotford Upgrader, расположенной недалеко от форта Саскачеван , Альберта , и вспомогательных объектов.

Четыре года спустя, когда Shell Canada была полностью приобретена ее материнской компанией Royal Dutch Shell , компания подала заявку на строительство крупного комплекса по переработке нефтеносных песков на территории своего нефтеперерабатывающего завода в Эдмонтоне. Проект, который может стоить до 27 миллиардов долларов, будет построен в четыре этапа по 100 000 баррелей в день (16 000 м ³ / сут). Как и существующих Upgrader, новый объект компании Shell будет обрабатывать битум из проекта Атабаски Oil Sands, а также битум с паровым приводом Ситу в нефтяных песках проектов.

Восстановление на месте [ править ]

Только что описанные проекты нефтесодержащих песков уникальны в мире: они разрабатывают приповерхностный битум из открытых карьеров. Промышленность также потратила десятилетия на эксперименты со способами извлечения битума из более глубоких месторождений. Единственный способ разработки нефтяных ресурсов под землей - это методы добычи на месте .

«На месте» означает «на месте» и относится к методам добычи, которые применяют тепло или растворители к нефтяным коллекторам под землей. Существует несколько разновидностей техники на месте , но те, которые лучше всего работают в нефтеносных песках, используют тепло.

Первый эксперимент на месте в Альберте состоялся в 1910 году, когда находящаяся в Питтсбурге компания Barber Asphalt and Paving Company просверлила скважину в битуме и закачала пар для разжижения нефти. Эксперимент не удался. В начале 1920 - х годов, другие в точке экспериментов также имели место, но ни один не был коммерчески успешным.

Джейкоб Оуэн Абшер: В середине 1920-х замечательный и настойчивый экспериментатор по имени Джейкоб Оуэн Абшер основал компанию по добыче битумного песка. В 1926 году Абшер получил канадский патент на свои эксперименты на месте , и в течение следующих пяти лет он провел многочисленные эксперименты - усилия, которые привлекли интерес пионеров нефтеносных песков Сидни Эллса и Карла Кларка. Абшер не только плавил битум паром, но и пытался зажечь огонь в своих колодцах. В конце концов, однако, он не смог добывать нефть из нефтеносных песков. Его деятельность закончилась во время Великой депрессии .

В то время как Абшер был в значительной степени забыт как пионер в бизнесе нефтеносных песков, другие реализовали его мечту об использовании тепла для выделения нефти из песков. Сегодня некоторые коммерческие проекты закачивают пар высокого давления в пласт нефтеносных песков. Другие проекты фактически зажигают нефть под землей, а затем закачивают воздух под поверхность, чтобы поддерживать горение. Эти методы эффективно растапливают нефть, которая затем выводится насосами на поверхность.

Термоядерное мышление . Наиболее драматичное предложение по добыче нефти на месте из глубоких залежей нефтеносного песка было сделано компанией Richfield Oil . В 1959 году Ричфилд предложил экспериментальный план по высвобождению жидких углеводородов из песка с помощью метода подземного ядерного взрыва . Компания предложила взорвать 9-килотонное взрывное устройство под нефтеносными песками в 100 км к югу от Форт-Мак-Мюррей. Термоядерное тепло создало бы большую пещеру и одновременно привело бы к сжижению нефти. Пещера может служить местом сбора жидкой нефти, позволяя компании производить ее.

Эта идея оказалась на удивление близкой к реальности. Проект Oilsand получил федеральное одобрение в Канаде, и Комиссия по атомной энергии США согласилась предоставить устройство. Но еще до того, как эксперимент мог состояться, общественность стала требовать международного запрета на ядерные испытания. Правительство провинции отказало в одобрении и, таким образом, отменило план.

Производство битума на месте : многие компании экспериментировали с термическими методами для добычи тяжелой нефти из нефтеносных песков, особенно наместорождении нефтеносных песков Холодного озера , в 1970-х и 1980-х годах. Эти методы извлечения, такие как эксперимент 1910 года Barber Asphalt and Paving Company, носящие такие прозвища, как «затопление пара», «затопление огня» и «затяжка и затяжка», по существу направляют тепло в подземный резервуар. Это плавит масло, то есть снижает его вязкость, чтобы его можно было перекачать на поверхность. Все более успешной системой, которая сейчас используется, является паровой гравитационный дренаж ( SAGD ).

Первоначально SAGD был протестирован на подземном испытательном полигоне ( UTF ), экспериментальном проекте по добыче битума, финансируемом AOSTRA и официально открытом 29 июня 1987 года. Масштабы UTF трудно себе представить. Проходка стволов производилась буровым долотом диаметром почти четыре метра и весом 230 тонн. Два ствола под резервуарами с нефтеносным песком были глубиной 223 метра, и ни один из них не отклонился от вертикали более чем на 25 мм. В качестве меры безопасности компания AOSTRA построила два параллельных туннеля через известняк под резервуаром нефтеносного песка. Длина каждого туннеля превышала километр, ширина - пять метров, высота - четыре метра.

Из туннелей исследователи пробурили скважины в пласт, чтобы провести две серии испытаний. В пилотной фазе А участвовали три пары скважин длиной 70 метров, каждая из которых имела выход на пласт Мак-Мюррей на 40–50 метров. Фаза B включала еще три пары скважин, расположенных на расстоянии 70 метров друг от друга, каждая из которых имела прямой контакт с пластом нефтеносного песка от 500 до 550 метров. Результаты были превосходными, и вскоре нефтяная промышленность начала добывать битум с помощью пар скважин SAGD, пробуренных и работающих с поверхности.

Крупнейший завод в Канаде , использование в месте производства Imperial Oil «s Cold Lake нефтеносного песок завод. На этой установке используется метод, называемый циклической закачкой пара . Используя этот метод, компания закачивает пар высокого давления в часть подземного резервуара в течение недели или около того, а затем откачивает жидкую нефть в течение нескольких месяцев. Imperial также использует паровой гравитационный дренаж. В своей системе добычи SAGD Imperial пробуривает две горизонтальные скважины, одна на пять метров выше другой. Пар, закачиваемый через верхнюю скважину, снижает вязкость нефти, которая извлекается через нижнюю скважину. Этот завод производит более 150 000 баррелей (24 000 м ^3).) битума в сутки.

Первой азиатской компанией, занимающейся нефтеносными песками, была JACOS , которая в 1978 году начала участвовать в экспериментах на пилотном проекте в районе Атабаски. Как и Imperial в Cold Lake, с 1984 по 1994 JACOS и его партнеры также экспериментировали с пилотным проектом по циклической стимуляции паром на арендуемой территории Hangingstone. С тех пор на этой аренде компания развила производство САГД. Он также строит демонстрационную установку, использующую экстракцию битума на месте на основе растворителя .

Тяжелая нефть [ править ]

Тяжелая сырая нефть - это родственный битуму ресурс. Он легче битума, а его резервуары намного меньше крупных залежей нефтеносных песков. Как и в случае с нефтеносными песками, добывается лишь небольшой процент крупных ресурсов тяжелой нефти Канады.

Эта нефть с низкой плотностью, которую часто называют обычной тяжелой нефтью, может быть извлечена обычными методами бурения или заводнением, методом закачки воды в пласт для повышения давления, тем самым выталкивая нефть в ствол скважины. Когда эти методы работают, тяжелая нефть похожа на более коммерчески привлекательные более легкие сорта нефти. Но тяжелая нефть также может быть довольно вязкой. Ему может потребоваться некоторое количество тепла или растворителя и давления, прежде чем он сможет течь в ствол скважины для добычи. Когда тяжелая нефть требует использования этих технологий для начала добычи, ее называют нетрадиционной тяжелой нефтью.

Первые открытия тяжелой нефти были связаны с поиском традиционной легкой и средней сырой нефти. Поскольку большая часть тяжелой нефти западной Канады находится в залежах, близких к поверхности, первые исследователи, использующие более старые буровые установки, обнаружили многие из этих залежей до того, как обнаружили более глубокие залежи легкой нефти.

Одна из первых находок была сделана в районе Рибстона недалеко от Уэйнрайта, Альберта, в 1914 году. Первая значительная добыча тяжелой нефти в провинции была произведена на месторождении Уэйнрайт в 1926 году. Производители извлекли почти 6000 баррелей (950 м ³ ) тяжелой нефти с месторождения в этот год. Небольшой местный нефтеперерабатывающий завод перегонял тяжелую слизь в полезные продукты.

В другом месте в Альберте исследователи нефти сделали и другие находки тяжелой нефти, преследуя неуловимого преемника нефтяного месторождения Тернер-Вэлли. Они развивали добычу на многих из этих месторождений, но только в небольших объемах. Современные методы добычи в сочетании с низкой ценой на нефть, а также характером и размером находок привели к тому, что большая часть нефти осталась неразработанной.

Хаски [ править ]

Самым важным исключением был Ллойдминстер . Хотя первое открытие произошло в 1938 году, серьезные разработки не начались до тех пор, пока Husky Oil не переехала в этот район после Второй мировой войны.

Husky Oil родилась во время Великой депрессии благодаря усилиям Гленна Нильсона , фермера из Альберты, обанкротившегося, когда банк потребовал ссуду на его ферму. Нильсон переехал в Коди, штат Вайоминг , к тому времени, когда он основал Husky как предприятие по переработке нефти. После Второй мировой войны он снова обратил свое внимание на Канаду и решил открыть нефтеперерабатывающий завод в Ллойдминстере. Сталь было в дефиците, поэтому Husky демонтировал небольшой нефтеперерабатывающий завод в Вайоминге, построенный во время войны для обеспечения бункерного топлива американским флотом. Он погрузил детали в 40 полувагонов и отправил их на север по железной дороге.

В 1946 году компания начала перекомпоновку установки мощностью 400 кубических метров в сутки, а в следующем году завод был запущен в эксплуатацию. Стратегически расположенный между железнодорожными путями Canadian Pacific и Canadian National в Ллойдминстере, нефтеперерабатывающий завод вскоре начал получать контракты на бункерное топливо для локомотивов. Компания также нашла сильный рынок асфальта для дорожного строительства.

Переезд Husky в этот район стимулировал бурение и добычу. В течение двух лет после прибытия Husky наблюдался переизбыток тяжелой нефти и нехватка места для хранения. Производители решили проблему, складывая нефть в земляных ямах объемом до 16 тысяч кубометров каждая. Некоторое время Хаски покупал масло по весу, а не по объему, поскольку оно было забито землей, перекати-поле и зайцами. Компании пришлось напрячься и заново измерить материал, прежде чем он смог начать переработку.

Husky начала добывать тяжелую нефть на местных месторождениях в 1946 году и к 1960-м годам стала крупнейшим производителем нефти в регионе. В 1963 году компания осуществила еще одну серию расширений завода. Чтобы воспользоваться преимуществами расширения рынков канадской нефти, она также начала программу поставок тяжелой нефти на национальные и экспортные рынки.

Ключом к проекту стоимостью 35 миллионов долларов было строительство реверсивного трубопровода, по которому вязкая тяжелая нефть могла бы поступать на рынок. Первый в мире трубопровод «йо-йо» протяженностью 116 км, по которому конденсат поступает со станции Межпровинциального трубопровода в Хардисти , Альберта . Компания начала смешивать этот очень легкий углеводород с тяжелой нефтью, что облегчило его течение. Затем компания перекачала смесь по своему трубопроводу (отсюда и прозвище «йо-йо») обратно в Hardisty. Оттуда межпровинциальный отправился на восток, на рынок.

Эти разработки впервые сделали тяжелую нефть более чем маргинальным ресурсом. За пять лет объем производства увеличился в пять раз и составил почти 2 000 кубометров в сутки. К началу 1990-х годов добыча из зоны тяжелой нефти составляла около 40 000 кубометров в сутки, а Husky по-прежнему оставался одним из крупнейших производителей тяжелой нефти в Канаде. ^[7]

Апгрейдеры [ править ]

Тяжелое сырье требует предварительной обработки, прежде чем оно станет пригодным для традиционных нефтеперерабатывающих заводов. Это называется «модернизация», ключевые компоненты которой включают: 1) удаление воды, песка, физических отходов и более легких продуктов; 2) каталитическая очистка (гидродеметаллизация, гидродесульфуризация и гидроденитрогенизация) и 3) гидрирование путем удаления углерода или каталитического гидрокрекинга . Поскольку удаление углерода обычно неэффективно и расточительно, в большинстве случаев предпочтителен каталитический гидрокрекинг.

Каталитическая очистка и гидрокрекинг вместе известны как гидрообработка . Большой проблемой при гидрообработке является борьба с примесями, содержащимися в тяжелой нефти, поскольку они со временем отравляют катализаторы. Было приложено много усилий, чтобы справиться с этим, чтобы обеспечить высокую активность и долгий срок службы катализатора. Для решения этих проблем необходимо оптимизировать материалы катализатора и распределение пор по размерам.

Образно говоря, технологические усовершенствования и новая инфраструктура вызывают рост резервуаров тяжелой нефти. Методы усовершенствованной добычи подталкивают к увеличению процентного содержания нефти в коллекторах на поверхности. Исследования и разработки создают технологии, которые увеличивают объемы добычи, которые могут извлекать производители. Небольшие усовершенствования технологии, применяемые к такому огромному ресурсу, могут означать огромное увеличение извлекаемых запасов сырой нефти Канады .

Немногие канадские нефтеперерабатывающие заводы могут перерабатывать больше, чем небольшое количество тяжелой нефти, поэтому производство традиционно идет на асфальтовые заводы Соединенных Штатов. Однако это изменилось в 1980-х годах, когда было объявлено, что начнется строительство двух установок по переработке тяжелой нефти. Как и заводы на заводах Syncrude, Suncor и Shell в Скотфорде недалеко от Эдмонтона, эти нефтеперерабатывающие предприятия превращают тяжелую нефть и битум в более легкую, низкосернистую и более желательную нефть.

В конце 1970-х группа производителей тяжелой нефти (Gulf, Husky, Shell, PetroCanada и SaskOil ) предложила Plains Upgrader. Этот объект обошелся бы в 1,2 миллиарда долларов и позволял бы перерабатывать 50 000 баррелей (7 900 м ³ ) нефти в день. Однако постепенно члены консорциума вышли из проекта, поскольку пришли к выводу, что высокая стоимость модернизации сделает проект нерентабельным. В конце концов, остались только PetroCanada и Saskoil - обе корпорации Crown .

В частном секторе партнеры вышли из Plains Upgrader , потому что модернизация тяжелой нефти в то время было рискованным финансовым предложением. Чтобы быть экономичными, эти проекты основаны на существенных различиях в ценах («дифференциалах») между легкой и тяжелой нефтью . Тяжелая нефть стоит меньше легкой нефти; вопрос в том, насколько меньше? Если переработанная нефть не будет приносить значительно больше за баррель, чем менее привлекательная тяжелая нефть, компания не сможет заработать на ее переработке.

Пока партнерство Plains рухнуло, идея выжила.

Кооперативное обновление [ править ]

Их партнеры ушли, «СаскОйл» предложила снизить затраты на модернизацию за счет интеграции с НПЗ потребительского кооператива в Реджайне . Это позволит исключить дублирование объектов и инфраструктуры за счет использования существующих земель, перерабатывающих предприятий, складских помещений и трубопроводов, технического и эксплуатационного персонала и руководства.

Кооперативный нефтеперерабатывающий завод был продуктом кооперативного движения , зародившегося в Великобритании в середине 19 века. Часто расширяемый и модернизируемый завод Co-op (впервые построенный в 1935 году) был небольшим, но современным нефтеперерабатывающим заводом, когда в начале 1980-х заговорили о комплексе нефтепереработки / модернизации. И федеральное правительство, и правительство Саскачевана запретили своим коронным корпорациям участвовать в проекте, но оба приняли участие сами. У провинции был особый интерес, так как установка по модернизации увеличит рынок тяжелой нефти с месторождений Саскачевана. Это дало бы важный импульс развитию нефтяной промышленности провинции. Федеральное правительстворассматривали проект как возможность сделать нацию еще один маленький шаг к заявленной цели самообеспечения сырой нефтью. Со своей стороны Кооператив хотел гарантированных поставок сырой нефти для своего нефтеперерабатывающего завода.

Соответственно, Саскачеван получил 20% -ную долю в капитале и гарантировал ссуды, равные 45% проекта. В обмен на это она стала 50-процентным партнером в совместной работе с Consumers 'Co-op, которая вложила в проект свой существующий нефтеперерабатывающий завод (стоимостью 500 миллионов долларов). Федеральное правительство гарантировало ссуды в размере 35% от суммы проекта. Погашение основной суммы ссуд начнется не раньше конца 1992 года.

В 1988 году на заводе Consumers 'Co-op перерабатывающего / модернизирующего комплекса производилась мощность 50 000 баррелей в день (7 900 м ³ / сут). В рамках модернизации стоимостью 700 миллионов долларов в качестве сырья для нефтеперерабатывающего завода была предоставлена ​​переработанная нефть.

Husky Upgrader [ править ]

Компания с наиболее обширным опытом работы в поясе тяжелой нефти была первой, кто предложил - и в конечном итоге разработал - еще один канадский производитель тяжелой нефти. Husky начал готовиться к Upgrader за счет строительства нового 25000-баррелей в день (4000 м ³ / сут) нефтеперерабатывающий завод рядом со старым завода. Этот объект, который перерабатывал тяжелую нефть в асфальт и одновременно поставлял легкую нефть для переработки в высококачественные продукты, такие как бензин, был завершен в 1983 году.

После серии фальстартов в 1988 году Husky и три его партнера объявили о твердом соглашении о строительстве Bi-Provincial Upgrader, ныне более известного как Husky Upgrader. Расположенный к востоку от Ллойдминстера , этот апгрейд стоимостью 1,6 миллиарда долларов получил большую часть финансирования от правительства. Первоначально бюджет составлял 1,2 миллиарда долларов, а федеральное правительство, правительства Альберты и Саскачевана владели 31,67%, 24,16% и 17,5% каждому. Остаток принадлежал Husky, которая с тех пор приобрела все предприятие.

Согласно условиям первоначального соглашения, Husky будет получать 50 процентов чистой выручки завода плюс 10 процентов прибыли на инвестиции, пока Husky не вернет эти вложения. Остаток прибыли завода будет идти пропорционально партнерам Husky. Проблема в этой договоренности возникла, когда проект близился к завершению, когда недавно созданное правительство Саскачевана NDP отказалось выплатить свою долю в размере 190 миллионов долларов перерасхода средств. Другие игроки в конце концов согласились выплатить долю Саскачевана, но воздержатся от возврата в эту провинцию до тех пор, пока не вернут задолженность Саскачевана.

Установка была запущена в середине 1992 года, но потребовала устранения узких мест, прежде чем она сможет достичь проектной производительности 46 000 баррелей в сутки (7 300 м ³ / сут). Завод модернизирует тяжелую нефть в районе Ллойдминстера и битум Cold Lake , делая еще больше этих ресурсов доступными для центральных канадских и американских рынков.

Разница в стоимости тяжелой нефти объясняет большие расхождения в стоимости между установкой Husky Upgrader (1,6 миллиарда долларов за 46 000 баррелей в день (7300 м ³ / день)) и Co-op Upgrader (600 миллионов долларов за 50 000 баррелей в день (7900 м ³ / день). .) Завод Husky был спроектирован для обработки более тяжелых сортов нефти, чем агрегат Co-op для улучшения качества, и его производительность была более желательной. Эта критическая разница означала, что Husky будет меньше платить за сырье и получать больше за свою продукцию, чем завод Co-op. С самого начала прогнозы относительно этих различий были жизненно важными факторами в экономических расчетах для двух проектов, каждый из которых с тех пор претерпел значительные изменения.

Преобразование показателей [ править ]

Один кубический метр нефти = 6,29 баррелей. Один кубический метр природного газа = 35,49 кубических футов. Один килопаскаль = 1% атмосферного давления (около уровня моря).

Кубический метр в Канаде не имеет аналогов в мире. Это метрическая система в том смысле, что в ней используются метры, но она основана на объеме, так что канадские единицы могут быть легко преобразованы в баррели. В остальном мире метрической единицей измерения нефти является метрическая тонна . Преимущество последнего показателя в том, что он отражает качество масла. Как правило, масла более низкого сорта тяжелее.

См. Также [ править ]

• Энергетическая политика Канады
• Список статей о канадских битуминозных песках

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Битон, Джим и Элеонора Мик. Offshore Dream: История нефтегазовой промышленности Новой Шотландии (2010)
• Питер Маккензи-Браун, Битум: люди, производительность и страсти, стоящие за нефтеносными песками Альберты , CreateSpace ISBN 9781546452300 
• Питер Маккензи-Браун; Гордон Яремко; Дэвид Финч (15 ноября 1993 г.). Великий нефтяной век: нефтяная промышленность Канады . Детселиг Энтерпрайз. ISBN 978-1-55059-072-2.
• Дж. Джозеф Фицджеральд, Черное золото с твердостью , Grey's Publishing, Виктория, Британская Колумбия; 1978 г.
• Роберт Ботт, « Наша нефтяная задача: устойчивость в 21 веке» , Канадский центр энергетической информации, Калгари; Издание седьмое, 2004 г.
• Частко, Пол, Разработка нефтяных песков Альберты: от Карла Кларка до Киото , Университет Калгари Пресс, Калгари; Второй тираж, 2007 г.

Внешние ссылки [ править ]

• Нефтяные пески Канады. Широкий отраслевой сайт с открытым форумом и дискуссиями по конкретным вопросам.