Закройте глаза и представьте себе смоляную яму. Что приходит на ум? Для многих из нас это черное, похожее на патоку озеро, в котором сохранились саблезубые тигры.
Смоляные карьеры более известны какнефтяные пески,битуминозные пескиибитуминозные пески, и они представляют интерес не только для ученых, но и для энергетических компаний. Но, как следует из названия, это черное золото не бьет из гейзера; на самом деле он в самом песке.
Нефтеносные пески представляют собой смесь примерно 90 процентов глины, песка и воды с 10 процентами битума. Темные липкие пески похожи на верхний слой почвы, они вязкие в тепле и замерзают, как бетон, при низких температурах. Но называть их «дегтярными» карьерами или «дегтярными» песками вводит в заблуждение - густое черное вещество не деготь, а скореебитумБитум состоит из смеси углеводородов. Это нефть, которая существует в природе в твердом или полутвердом состоянии, но в отличие от обычной нефти, которая находится в естественной жидкой форме, битум необходимо отделить от песка, прежде чем его можно будет использовать..
Более 2 триллионов баррелей мировой нефти залегает в нефтеносных песках, хотя большая их часть никогда не будет выкопана и переработана, потому что она слишком глубокая. Нефтеносные пески встречаются по всему миру, от Канады до Венесуэлы и, как вы можете себе представить, на Ближнем Востоке. Альберта, Канада, имеет бурно развивающуюся промышленность по добыче нефтеносных песков - каждый день там производится около 1 миллиона баррелей синтетической нефти, 40 процентов которой приходится на нефтеносные пески.
По оценкам, в Альберте может быть до 300 миллиардов баррелей извлекаемой нефти, а также экспоненциально больше, которую нельзя использовать до разработки новых технологий добычи. Этот объем означает, что Канада является одним из крупнейших производителей нефти в мире, вторым после Саудовской Аравии.
Как вы процеживаете масло из песка? Далее мы рассмотрим, как битум добывается, обрабатывается и превращается в удивительные продукты, которые вы используете каждый день.
Выдавливание масла из песка
Большая часть битума перерабатывается для использования в бензине, топливе для реактивных двигателей и домашнем топливе для отопления, но нефть также используется в более чем 3000 продуктов, которые вы, возможно, не ожидаете: шариковые ручки, губная помада, летающие диски, даже T- рубашки. Однако прежде чем его можно будет использовать для чего-либо, его сначала нужно извлечь из песка, а затем обработать.
Есть несколько способов добычи битума.
Мелкие запасы, которые составляют около 20 процентов нефтеносных песков, извлекаются путемоткрытой разработки, то есть добычи открытым способом. Процесс добычи открытым способом немного отличается от компании к компании, но обычно включает в себя кондиционирование, сепарацию и обработку пеной.
Кондиционированиезапускает процесс разделения песка и битума и дробит крупные куски нефтеносных песков. Нефтяной песок смешивают с теплой водой, называемойшламом, и транспортируют по трубопроводу на предприятие по добыче. Здесь суспензия проходит процесссепарации, при котором песок опускается на дно, а неочищенная битумная пена поднимается наверх. Пена пропаривается, деаэрируется и разбавляется лигроином для удаления оставшихся твердых частиц и улучшения потока. Разбавленный битум перерабатывается вотстойниках с наклонными пластинами(IPS) ицентрифугах - оба метода дополнительно очищают битум.. И после всего этого извлечение закончено.
Запасы битума, залегающие на большой глубине, недоступны открытым способом и извлекаются с использованиемметодов in situ, наиболее успешный из которых известен как SAG-D. SAG-D- этопаровой гравитационный дренаж, метод, который включает нагнетание пара в скважины внутри нефтеносного песка. Интенсивная температура и давление отделяют битум и воду от песка, и битум, размягченный от тепла, выходит на поверхность, а песок остается на месте. Другие методы на месте включаютнагнетание воздуха от пятки к пятке(THAI), относительно новый процесс, который сочетает в себе как вертикальные, так и горизонтальные нагнетания воздуха в подземные скважины, ипроцесс паровой экстракции(VAPEX), аналогичный SAG-D, но с впрыском растворителя вместо пара.
Очищенный битум готов к транспортировке и переработке в синтетическую сырую нефть и другие нефтепродукты.
Извлечение битума и преобразование его в синтетическую сырую нефть - грязная работа, в буквальном смысле и экологически чистая. Добыча и переработка, необходимые для производства одного барреля улучшенной синтетической сырой нефти, требуют от 2 до 4 баррелей воды, количества природного газа, равного тому, что необходимо для обогрева дома в течение четырех дней. Рендеринг одной бочки также уничтожает 4 тонны земли. Кроме того, на операции по добыче и переработке нефтеносного песка приходится 4 процента выбросов парниковых газов в Канаде, выбросы, которые, как ожидается, утроятся к 2020 году. Добыча полезных ископаемых также ставит реки и леса (включая бореальные леса Канады, одну из крупнейших в мире нетронутых экосистем) риск. Как будто этого недостаточно, две канадские токсичные свалки дляхвостов, богатых тяжелыми металлами отходов, образующихся в процессе разделения, можно увидеть из космоса.
Канада, например, пытается справиться с этими экологическими последствиями переработки нефтеносных песков, требуя от нефтяных компаний засыпать старые карьеры и сажать деревья. Однако усилия по снижению зависимости от ископаемого топлива снизят потребность в энергоемкой низкодоходной добыче полезных ископаемых и сведут к минимуму негативные последствия добычи.
Часто задаваемые вопросы
Как образуются нефтеносные пески?
Нефтеносные пески образуются из остатков организмов, обитавших в морской среде и погребенных под отложениями. Со временем органическое вещество превратилось в нефть.