Нетрадиционная нефть

Нетрадиционная нефть (англ. Unconventional oil) — нефть, добываемая способом, который отличается от обычного или традиционного.

Схематическое изображение отложений традиционных и нетрадиционных ресурсов нефти.

Промышленная добыча нетрадиционной нефти началась сравнительно недавно. В настоящее время нетрадиционная добыча нефти зачастую является более дорогостоящей и энергоемкой, а некоторые виды имеют более серьёзные экологические последствия, чем традиционная добыча нефти. Его источниками являются битуминозные пески, горючие сланцы, биотопливо, термическая деполимеризация органических веществ и превращение угля или природного газа в жидкие углеводороды путём синтеза Фишера-Тропша. Эти нетрадиционные источники нефти вероятно, будут играть более важную роль в будущем, чем сегодня, учитывая, что мировые запасы нефти являются конечными.

Определение нетрадиционной нефти

В 2013 году МЭА (Международное энергетическое агентство) в совместной публикации с Организацией экономического сотрудничества и развития отметило, что, хотя технологии и экономика меняются, определения традиционной и нетрадиционной нефти также меняются.

Обычная нефть — это категория, которая включает сырую нефть, природный газ и его конденсаты. Добыча сырой нефти в 2011 году оставалась на уровне примерно 70 миллионов баррелей в сутки. Нетрадиционная нефть состоит из широкого спектра жидких источников, включая нефтеносные пески, тяжелую сырую нефть и другие жидкости. В целом, традиционная нефть легче и дешевле в производстве, чем нетрадиционная нефть. Однако категории «обычный» и «нетрадиционный» не остаются фиксированными, и с течением времени, по мере развития экономических и технологических условий, ресурсы, которые до сих пор считались нетрадиционными, могут мигрировать в обычную категорию.

Разновидности нетрадиционных нефтей

По виду нетрадиционных коллекторов углеводородов различают:

• нефтеносные пески (Oil sands) — пески, которые имеют промышленно значимые запасы нефти (битумa).
• сланцевую нефть (shale oil) — нетрадиционная нефть, получаемая из горючих сланцев в результате пиролиза, гидрирования или термического растворения.
• нефть плотных коллекторов (Tight oil)- углеводородные ресурсы, состоящие из лёгкой нефти, находящейся в коллекторах с низкой проницаемостью.

Следует отличать tight oil от oil shale — нефтяных сланцев (горючих сланцев), богатых керогеном (твердые углеводороды), и от shale oil — сланцевой нефти, полученной из горючих сланцев.

Нефтеносные пески

Нефтеносные пески, битуминозные пески (англ. Oil sands, oil-bearing sands, bituminous sands, нем. Erdölführender Sand m) — пески, которые имеют промышленно значимые запасы нефти.

Добыча нефти из сланцев

Подробнее см. Shale oil extraction

С помощью термического воздействия на кероген, содержащийся в горючих сланцах, возможна добыча керогеновой нефти (сланцевой нефти). Она проводится двумя основными способами: обычным шахтным с последующей перегонкой (ex-situ process, низкоэффективен) либо добычей в пласте, когда нагревание производится непосредственно под землей (in-site process). В мире керогеновая нефть добывается в чрезвычайно небольших количествах.

Кроме керогеновой нефти, горючие сланцы как нефтематеринская порода содержат некоторое количество традиционной легкой нефти (Сланцевая нефть или англ. tight oil в терминологии Министерства энергетики США и Международного энергетического агентства) и газа, которые могут быть добыты с помощью многостадийного гидроразрыва пласта и наклонно-направленного бурения с протяженными горизонтальными участками. Часть легкой нефти и газа может мигрировать из сланцев в смежные низкопроницаемые коллекторы.

Сланцевая нефть

Основная статья: Сланцевая нефть

Сланцевая нефть (сланцевое масло, англ. Shale oil) — нетрадиционная нефть, произведенная из горючих сланцев пиролизом , гидрированием или термическим растворением.

Нефть плотных коллекторов

Нефть плотных коллекторов (англ. Tight oil, light tight oil) — нетрадиционная нефть низкопроницаемых коллекторов, (высоко) плотных коллекторов. Находится в сланцах, плотных песчаниках, известняках.

Другие виды

Высоковязкие тяжелые и очень тяжелые нефти

Тяжелая нефть (англ. Heavy (low-gravity, black) oil; нем. Schweröl) — нефть с высокой вязкостью и плотностью (более 885 кг / м при 20 ° C). Характерная повышенным содержанием асфальтено-смолистых веществ, преобладанием в её составе циклических углеводородов и низким содержанием легкокипящих фракций. Часто включает углеводородные соединения, содержащие серу, кислород, азот, а также соединения металлов (в основном ванадия, никеля, железа, хрома). Температура кипения В. Н. иногда превышает 200 ° C. Тяжелая нефть залегает в песчаниках, карбонатных или терригенных коллекторах.

Аномально вязкие нефти

Аномально вязкие нефти (англ. Non-Newtonian viscous oils; нем. Erdöle mit Viskositätsanomalie) — нефти, которые не подлежат в своем течении закону вязкого трения Ньютона (так называемые неньютоновские нефти). Характеризуются аномалией вязкости при малых напряжениях сдвига, а также нарушением закона Дарси при фильтрации в пористой среде (подвижность нефти при малых градиентах давления очень низкая).

Разработка залежей аномально вязких нефтей осложняется образованием застойных зон, нефтеотдача при традиционных способах разработки низкая, вытеснение нефти водой приводит к быстрому обводнению добывающих скважин. Повышение нефтеизвлечения залежей аномально вязких нефтей достигается термическим действием на пласт путём закачки растворителей, углекислоты, полимерных растворов, созданием повышенных градиентов давления, выравниванием профилей приемистости. Для неглубоко залегающих залежей могут быть применены карьерный, шахтный и шахтно-скважинный способы разработки. Для транспортировки в трубопроводах аномально вязких нефтей на перекачивающих станциях подогревают, вводят в неё диспергаторы парафина.

Тепловая деполимеризация

Термическая деполимеризация (TDP) имеет потенциал для восстановления энергии из существующих источников отходов, таких как нефтяной кокс, а также предварительно отработанных отходов. Этот процесс, который имитирует те, которые происходят в природе, использует тепло и давление для расщепления органических соединений и неорганических соединений методом, известным как Гидропиролиз (hydrous pyrolysis). Поскольку добыча энергии сильно отличается в зависимости от сырья, трудно оценить потенциальное производство энергии. По данным Changing World Technologies, Inc., этот процесс даже обладает способностью расщепления нескольких типов материалов, многие из которых являются ядовитыми как для людей, так и для окружающей среды.

Сжижение угля

Очень перспективным является сжижение (гидрогенизация) угля с образованием жидкого топлива. Для производства 1 т нефти расходуется 2—3 т каменного угля, в период эмбарго ЮАР практически полностью обеспечивала себя топливом за счёт этой технологии. Использование синтетического топлива процессов преобразования угля и природного газа может привести к большому количеству нетрадиционных жидких углеводородов и / или очищенных продуктов.

Четыре основные технологии сжижения угля, используемых для производства нетрадиционных нефтепродуктов и добытых продуктов из угля и газа, являются косвенными процессами преобразования процесс Фишера-Тропша и процесс Mobil (также известный как метанол в бензин), а прямые процессы преобразования процесс Бергиусa и процесс карики.

Sasol запустил завод по конверсии Фишера Тропша в Южной Африке с момента 1970-х.

В настоящее время крупные заводы по прямому сжижению угля расположены в КНР.

См. также

• Синтетическое топливо
• Альтернативное автомобильное топливо
• Экономика метанола — гипотетическая энергетическая экономика будущего, при которой ископаемое топливо будет заменено метанолом.
• Сухая перегонка
• GTL (англ. Gas-to-liquids — газ в жидкости) — процесс преобразования природного газа в высококачественные, не содержащие серу моторные топлива и другие (более тяжёлые) углеводородные продукты.

Литература

• "Oil Sands Facts and Statistics", Alberta Energy, Government of Alberta, 2013, Дата обращения: 28 декабря 2013 Архивная копия от 28 мая 2017 на Wayback Machine
• Altun, N. E.; Hiçyilmaz, C.; Hwang, J.-Y.; Suat Bağci, A.; Kök, M. V. Oil Shales in the world and Turkey; reserves, current situation and future prospects: a review (англ.) // Oil Shale. A Scientific-Technical Journal : journal. — Estonian Academy Publishers, 2006. — Vol. 23, no. 3. — P. 211—227. — ISSN 0208-189X.
• Andrews, Anthony. Oil Shale: History, Incentives, and Policy (неопр.). — Congressional Research Service, 2006. — 13 April.
• Bartis, James T.; LaTourrette, Tom; Dixon, Lloyd; Peterson, D.J.; Cecchine, Gary. Oil Shale Development in the United States. Prospects and Policy Issues. Prepared for the National Energy Technology Laboratory of the U.S. Department of Energy (англ.) : journal. — The RAND Corporation, 2005. — ISBN 978-0-8330-3848-7.
• Brendow, K. Global oil shale issues and perspectives. Synthesis of the Symposium on Oil Shale. 18–19 November, Tallinn (англ.) // Oil Shale. A Scientific-Technical Journal : journal. — Estonian Academy Publishers, 2003. — Vol. 20, no. 1. — P. 81—92. — ISSN 0208-189X.
• Gordon, Deborah (2012), Understanding Unconventional Oil (PDF), Washington, DC: Carnegie Endowment for International Peace, Дата обращения: 28 декабря 2013 Архивная копия от 26 июня 2012 на Wayback Machine
• Dyni, John R. Geology and resources of some world oil shale deposits. Scientific Investigations Report 2005–5294 (англ.) : journal. — United States Department of the Interior, United States Geological Survey, 2006.
• Special Wastes  (неопр.). United States Environmental Protection Agency. United States Federal Government (9 марта 2009). Дата обращения: 30 декабря 2009. Архивировано 11 января 2010 года.
• Francu, Juraj; Harvie, Barbra; Laenen, Ben; Siirde, Andres; Veiderma, Mihkelformat = PDF. A study on the EU oil shale industry viewed in the light of the Estonian experience. A report by EASAC to the Committee on Industry, Research and Energy of the European Parliament (англ.) : journal. — European Academies Science Advisory Council, 2007. — May.
• Annual Energy Outlook 2006 (неопр.). — Energy Information Administration, 2006. — February.
• "World Energy Outlook 2001: Assessing Today's Supplies to Fuel Tomorrow's Growth" (PDF), IEA, Organisation for Economic Co-operation and Development/International Energy Agency, 2001, ISBN 92-64-19658-7, Дата обращения: 27 декабря 2013 Архивная копия от 28 мая 2016 на Wayback Machine
• "World Energy Outlook 2011" (PDF), International Energy Agency (IEA), ISBN 978 92 64 12413 4, Дата обращения: 27 декабря 2013 Архивная копия от 14 сентября 2013 на Wayback Machine
• Koel, Mihkel. Estonian oil shale (англ.) // Oil Shale. A Scientific-Technical Journal : journal. — Estonian Academy Publishers, 1999. — No. Extra. — ISSN 0208-189X.
• Lewis, Jeff (19 August 2013), Oil sands crude not as expensive to produce as it used to be, Financial Post Архивная копия от 30 декабря 2013 на Wayback Machine
• Luik, Hans (2009-06-08). Alternative technologies for oil shale liquefaction and upgrading (PDF). International Oil Shale Symposium. Tallinn, Estonia: Tallinn University of Technology. Архивировано из оригинала (PDF) 24 февраля 2012. Дата обращения: 9 июня 2009. Архивная копия от 24 февраля 2012 на Wayback Machine
• Qian, Jialin; Wang, Jianqiu; Li, Shuyuan. Oil Shale Development in China (англ.) // Oil Shale. A Scientific-Technical Journal : journal. — Estonian Academy Publishers, 2003. — Vol. 20, no. 3. — P. 356—359. — ISSN 0208-189X.
• NPR's National Strategic Unconventional Resource Model (англ.) : journal. — United States Department of Energy, 2006. — April.
• Survey of energy resources (неопр.). — edition 21. — World Energy Council, 2007. — С. 93—115. — ISBN 0-946121-26-5. Архивная копия от 9 апреля 2011 на Wayback Machine
• "The Global Range of Crude Oils, Ch. Oil Sands Crude" (PDF), UK, Canada Crude Handout, vol. 1, Дата обращения: 28 декабря 2013 Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine
• Map of Assessed Continuous (Unconventional) Oil Resources in the United States, 2014. Reston, Va.: U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, 2015.
• Сэмюэль А. Ван-Вактор. Нефть благословенная и проклинаемая. Международный нефтегазовый бизнес от скважины до бензоколонки. — М.: Альпина Паблишер, 2014. — 239 с. — ISBN 978-5-9614-4510-7.