hidrocarburi neconventionale.docx
Post on 05-Jul-2018
232 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
1/14
Hidrocarburi Neconventionale
Cuprins:
1. Introducere2. Clasificare
A. Ţiţeiuri grele ( asfalt). Nisipurile bitu!inoaseC. "a#ul natural de $ist
%. &isturile bitu!inoase'. "a# idraţi
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
2/14
Hidrocarburi neconventionale: ulei de $ist ţiţeiuri grele nisipuri
bitu!inoase ga# de $ist $i ga# idraţi
I. Introducere
Majoritatea companiilor petroliere investesc astăzi în ceea ce noi numim idrocarburi
neconvenţionale. Există rezerve mari de tipul acestora şi principalele sunt: uleiul de şist, ţiţeiuri
grele, nisipul bituminos şi gazele de şist.
Resursele convenţionale sunt acumulări de gaze în strate porospermeabile, care permit
curgerea liberă a acestora. !rin compara ie cu resursele conven ionale, depoziteleț ț
neconvenţionale sunt cantonate în roci compacte, au con inuturi mici de "idrocarburi, raportat laț
volumul de rocă i sunt dispersate pe o supra#a ă considerabilă, #iind plasate la ad$ncimi mari deș ț
%& 'm (mult sub nivelul zăcămintelor conven ionale de "idrocarburi).ț
!entru a #i extrase, depozitele neconven ionale necesită lucrări suplimentare speciale, înț
primul r$nd #racturarea rocilor pentru a le cre te permeabilitatea, dar i injectarea unor cantită iș ș ț
însemnate de #luide de #racturare pentru a #or a gazele să se elibereze din roci i pentru a le dirijaț ș
către supra#a ă.ț
*ursele neconven ionale de gaze naturale sunt cele blocate în subteran,ț în roci
impermeabile sau puternic compactate, cum ar #i cărbunele, gresia, calcarele i isturileș ș
argiloase. Există trei tipuri de gaze neconven ionale: gaz din isturi bituminoase (+ț ș sale gas sau
gaz de şist), metan din zăcăminte de cărbune (+coal bed !etane sau -M), de asemenea
cunoscut sub numele de gaz din zăcăminte de cărbune (-*/) în 0ustralia (extras din zăcămintelede cărbuni), i gaz etan (+ș ș tigt gas) blocat în subteran în #orma iuni de rocă compactă cum arț
#i calcarele sau gresiile.
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
3/14
II. Clasificare
A. Ţiţeiuri grele ( asfalt)
1iţeiul reprezinta un amestec natural, lic"id si in#lamabil de "idrocarburi in care
componentii gazosi si cei solizi sunt dizolvati in 2- lic"ide, #ormand solutii sau suspensii
coloidale. 3enumirea de petrol provine din grecescul petra 4 latinescul oleum.
5n #uncţie de densitate, acestea sunt împărţite în: ţiţeiuri #oarte usoare (6,786,9%gcm&), ţiţeiuri
usoare (6,9%6,99 gcm&) şi ţiţeiuri grele (;6,99 gcm& ).
Ţiteiurile grele sau asfaltul reprezintă un amestec de "idrocarburi grele şi petrol oxidat.
*e înt$lneste ca impregnaţii in roci detritice (gresii) pe #isurile calcarelor, în nisipuri şi uneori
mai apare ca
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
4/14
*rocedeu de e+ploatare !inier, -n ulpur /ountain (California)
(=nut j>rl?''e, %6@6 )
Aunelurile pot avea B766 m lungime, se #oloseşte o oglindă pentru a le ilumina iar razele
solare captate ajută la încălzirea acestor as#alturi, ulterior acestea să plutească.
. Nisipurile bitu!inoase sunt roci rezervoare de gresie, care au #ost îmbibate cu ţiţei la
o ad$ncime mică ad$ncime C% 'm (C7696D-), ast#el înc$t acesta a devenit biodegradat.
5n cazul în care gresia nu a #ost îngropat la mai mult de aproximativ % 'm ad$ncime
nisipul din componenţa acesteia va răm$ne în cea mai mare parte necimentat, mobil din cauza
lipsei cimentului constituit din cuarţ. isipurile bituminoase contin as#alt natural bogat în
as#altene i ră ini.ș ș 0u un con inut ridicat de "idrocarburi aromatice i na#tenice, comparativ cuț ș
cele para#ine i un con inut ridicat de azot, sul# i oxigen (*F).ș ț ș -ele mai multe dintre
moleculele de "idrocarburi au mai mult de B6 atomi de carbon , prin urmare, punctul de #ierbere
şi v$scozitatea sunt #oarte mari.
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
5/14
G$scozitatea titeiului biodegradat este #oarte mare, acesta necesit$nd încălzit, ast#el înc$t
v$scozitatea va #i mai redusă înainte de a putea #i extras prin #oraje. Există tranzi ii întreț
rezervoare cu titeiuri de grele i bitumen aproape solid. 5ncălzirea poate #i realizată prinș
imbibarea rezervorul cu abur injectat, ast#el înc$t căldura de condensare a apei ajută să
încălzească titeiul. 0ceasta se nume te injec ie de abur ciclică. 0burul este injectat în sondă iș ț ș
lăsat la macerat timp de c$teva săptăm$ni înainte de începerea extracţiei, c$nd titeiul este mai
cald. 0burul poate #i, de asemenea, injectat întro sondă din apropiere şi condus spre sonda de
extragere. F mare parte din energie este utilizată pentru a încălzi apa din rezervor si este
important să se reducă a#luxul de apă din roci adiacente. F metodă include congelare solului la o
distan ă de sondă pentru a evita curgerea apei spre sondă.ț
*a propus, de asemenea încălzirea titeiului intrun mod electric, eventual, alimentat de la
un reactor nuclear pentru a reduce emisiile de -F% generate din arderea ţiţeiului pentru a
produce căldură.
isipurile bituminoase din 0lberta, -anada (0t"abasca) sunt de v$rstă -retacic mediu
(0p ian, @66 de milioane de ani).!rincipala roca rezervor este Horma iunea McMurra?, o gresieț ț
ce provine dintr un domeniu #luvial cu in#luenţe mareice. Importantă este localizarea acestor
secven e groase de nisip, cu intercalatii de argilă.(ț titeiul a #ost generat din roci sursă mai vec"i
atunci c$nd Mun ii *t$nco i au migrat peste nisipurile din 0t"abasca în timpul -retaciculuiț ș
t$rziu JAer iar).ț 5ncep$nd cu Eocen (86 de milioane de ani), nisipul a #ost înăl at i in cea maiț ș
mare parte erodat la partea superioara. titeiul a #ost apoi biodegradat de bacterii. 0ceste nisipuri
bituminoase con in @,7 trilioane de barili (%76 x @6K m&) de bitumen.ț În prezent, există
operațiuni miniere la scară mare in Athabasca .
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
6/14
isipuri bituminoase din 0t"abasca, -anada
(=nut j>rl?''e, %6@6 )
La temperaturi de supra#a ă, care sunt scăzute în nordul -anadei, acest nisip bituminosț
este destul de greu, din cauza v$scozită ii ridicate a titeiului.ț El poate #i separat de nisip cu apă
#ierbinte (este #oarte v$scos i poate #i mai dens dec$t apa (0!I C@6) ).ș
3oar aproximativ %6 din totalul acestor nisipuri este su#icient de aproape de supra#a aț
pentru a #i ulterior exploatat economic, restul necesită să #ie încălzite. Nn metru cub de titei,
extras din nisipurile bituminoase, are nevoie de %O.8 m& de apă. 1iteiul poate #i extras prin
drenarea gravita ională cu abur (*0/3).3ouă sonde orizontale paralele sunt sapate, ast#el înc$tț
una să #ie cu aproximativ 8 m sub cealaltă. 0burul este injectat în sonda mai putin ad$ncă , iar
titeiul încălzit, mai pu in v$scos, va #i drenatscurs în sonda mai ad$ncă de unde va #ițextras. 0burul va răm$ne în partea de sus, datorită densită ii sale reduse dar se va scu#unda c$ndț
va #i condensat.
isturile reduc permeabilitatea verticală i drenajul, dar încălzirea provoacă uneleȘ ș
#racturări, care pot permite migrarea ascendentă mai bine. 0ceastă metodă necesită nisip mai
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
7/14
grosier i omogen.ș 0burul poate #i injectat întrun #oraj timp de c$teva săptăm$ni, p$nă c$nd
ţiţeiul este încălzit i apoi extras din acelasi #oraj.ș 0ceasta se nume te stimulare ciclică cu aburș
(-**).
-arote prelevate din nisipul bituminos din 0t"abasca ( ţiţeiul provenit din acestea este #oarte
v$scos, aproape solid însă la temperaturi ridicate va +curge). Intervale întunecate sunt nisip în
cea mai mare parte, cu mai mult de &6 porozitate, ce conşint titeiuri grele biodegradate,
intercalatiile gri sunt argilele, care împiedică migraţia pe verticală
(=nut j>rl?''e, %6@6 )
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
8/14
Reprezentarea sc"ematică a nisipului bituminos
(=nut j>rl?''e, %6@6 )
-antită i mari de energie i de apă sunt necesare pentru a produce aburul respectiv înț ș
această metodă. 0cesta poate #i amestecat cu solven i (gaz) i acest lucru poate reduce cantitateaț ș
de căldură (abur) este necesar. F mare parte din apa #olosită pentru producerea de abur poate #i
recuperate i utilizate din nou.ș Pentru fecare 3 baril de titei obtinut un baril este ars
pentru a produce aburul necesar.
5ncălzirea uleiului cu energie electrică a #ost de asemenea propusă prin "idroenergie care
ar reduce emisiile de -F%.
C. "a#ul natural de $ist
/azul de şist (s"ale gas) este un gaz natural produs din şisturi. 0cesta reprezintă gazul
stocat în roca unde sa #ormat, rocă con in$nd materie organicăț .
/azul de şist este extras din #ormaţiuni de rocă. 0ceasta acţionează at$t ca sursă, c$t şi ca
rezervor pentru gazul natural în sine. /azul de ist poate #i privit ca o sursă de gaze în generalș
Pdi#uzăP, adică se întinde pe o arie teritorială mare, prin contrast cu gazul convenţional, care este
disponibil întrun mod mai concentrat. Arebuie să #ie #orate şi analizate numeroase puţuri pentru
a determina în mod su#icient potenţialul #orma iunii de şist.ț
H2OBitumen
Sand
grai
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
9/14
Exploatarea acestui tip de zăcăm$nt necesită o te"nologie mai complexă dec$t cea
implicată în exploatarea gazelor conven ionale, i are ca i caracteristică #orarea oblică iț ș ș ș
orizontală pe distan e mari. 3in acest motiv această tipologie de zăcăm$nt împreună cuț
te"nologia implicată pentru exploatarea sa mai este denumită i neconven ională. Ae"nicile deș ț
#oraj au #ost puse la punct i aplicate ini ial înș ț *tatele Nnite, unde deja există peste 86 de mii de
pu uri de mică ad$ncime.ț
*uccesul ob inut a determinat aplicarea te"nicii i în alte zone unde acest tip de zăcăm$ntț ș
este prezent. 3eja -anada a identi#icat gaze de s"ale depozite similare în 0pala i i în -olumbiaș ș
ritanică. 5n Europa !olonia de ine cele mai mari zăcăminte de gaze de s"ale, #iind estimate laț
8.&66 de miliarde de metri cubi. In Ncraina rezervele de gaz de ist se ridică la cel pu in &6 deș ț
trilioane de metri cubi.
https://ro.wikipedia.org/wiki/Statele_Unitehttps://ro.wikipedia.org/wiki/Statele_Unitehttps://ro.wikipedia.org/wiki/Canadahttps://ro.wikipedia.org/wiki/Canadahttps://ro.wikipedia.org/wiki/Poloniahttps://ro.wikipedia.org/wiki/Poloniahttps://ro.wikipedia.org/wiki/Ucrainahttps://ro.wikipedia.org/wiki/Ucrainahttps://ro.wikipedia.org/wiki/Canadahttps://ro.wikipedia.org/wiki/Poloniahttps://ro.wikipedia.org/wiki/Ucrainahttps://ro.wikipedia.org/wiki/Statele_Unite
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
10/14
3. &isturile bitu!inoase,de asemenea, cunoscute sub numele de ulei de 'erogen
de şist,care este o rocă sedimentară cu granulaţie #ină organic,bogat în conţinut de 'erogen (un
amestec solid de compuşi c"imici organic),din care,se obţin "idrocarburi lic"ide numite
u l e i u r i d i n şisturi b i t um i n oa s e .
Qistul bituminos este un substituit convenţional pentru ţiţei cu toate acestea,extracţia de
petrol de şist din şisturi bituminoase este mai costisitoare dec$t producţia de ţiţei convenţional
at$t #inanciar c$t şi în ceea ce priveşte impactul asupra mediului. 3epozite de şisturi bituminoase
sunt în, întreaga lume, inclusive în *N0.
Nleiul de şisturi se încălzeşte la o temperatură su#icient de ridicată provoc$nd procesul
c"imic de piroliză pentru a se obţine un abur.
3upă răcirea vaporilor, se obţine uleiul de şist în lic"id iar după aceea se trans#ormă
întrun neconvenţional ulei care este separat de gaze combustibile şisturilor bituminoase(termenul gazelor de şist se poate re#eri ,de asemenea, la gaz natural din şisturi).
Qisturile bituminoase pot #i ,de asemenea , arse direct în cuptoare ca un combustibil de calitate
in#erioară pentru generareade energie electrică şi de încălzire sau #olosit ca meterie primă în
industria c"imică şi de prelucrare a materialelor de construcţii. Qisturile bituminoase c$ştigă
atenţie ca o potenţială sursă abudentă de ulei ori de c$te ori preţul de scumpiri al petrolului este
brut. 5n acelaşi timp,exploatarea şisturilor şi prelucrarea ridică o serie de probleme de mediu,cum
ar #i,utilizarea terenurilor,de eliminare a deşeurilor, utilizarea apei, management,emisiile cu e#ectde seră a apelor reziduale şi poluarea aerului.
-ompoziţia general de ulei de şisturi constituie matricea anorganică, bitumuri şi 'erogen.
Qisturile bituminoase di#eră de şisturi oleaginoase, depozite de şist care conţin petrol,
care este produs uneori din puţuri #orate
Qisturile bituminoase (piroşisturile sau ulei de şist) sunt roci pelitice ce
conţin polibitumene. 0ceste roci, în a#ară de substanţele bituminoase cu care sunt impregnate şi
care sunt solubile la cald în solvenţii petrolului, conţin, în procent mai mare, şi o materie
organică,insolubilă, numită 'erogen, considerată prin compoziţia ei ca un produs al unei
bituminizări incomplete a materiei organice.
3upă natura sedimentului mineral şisturile bituminoase pot #i:
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
11/14
• argiloase, ca, de exemplu, şisturile disodilice din oligocenul -arpaţilor
Frientali
• silicioase, în general de culoare neagrăbrună, cum sunt şisturile menilitice din
oligocenul-arpaţilor Frientali• calcaroase, de culoare roşcată sau brunăneagră şi din această categorie #ac parte
=u'ersitele din calcarele ordoviciene din. Estonia• marnoase, din care #ac parte şi marnele albe bituminoase din oligocenul -arpaţilor
Frientali• cărbunoase, care prezintă caractere ca ale cărbunilor bituminoşi.
Qisturile bituminoase, în general, prin distilare la temperaturi de 886SB66T- dau un
procent de peste &6 substanţe volatile, care prin condensare trec în ulei de şist şi ape
amoniacale.
Nleiul de şist conţine peste 76 "idrocarburi nesaturate grele şi are o densitatecuprinsă
între 6,978S6,K86. Qisturile bituminoase prezintă importanţă prin aceea că ele #ormează obiectul
unor explorări şi exploatări, în vederea obţinerii uleiului de şist, #olosit dreptcombustibil
energetic în ţara noastră prezintă interes, în această privinţă, în special şisturile liasice de la
0nina care conţin între % şi %6 ulei de şist şi a căror valori#icare ca sursă de "idrocarburi este
luată în considerare. -onţinuturi mai mici de ulei de şist, respectiv de %S8, au şisturile
disodilice din oligocen care, de asemenea, vor #i valori#icate.
Nleiul din şist bituminos este numele dat rocilor sedimentare #ine care conţin materie
organică solidă ('erogen) şi care produc cantităţi importante de ulei c$nd sunt încălzite. 0cest
tipde ulei poate #i un valoros combustibil #osil, dar metodele actuale de extragere şi ra#inare sunt
costisitoare, distrug solul, poluează apa şi produc reziduuri cancerigene. 0st#el, uleiul din şist
bituminos nu se va putea exploata pe scară largă p$nă c$nd celelalte resurse de petrol nu vor #i
complet epuizate.
Qisturile bituminoase sunt exploatate ca surse de ulei de şist în -"ina şi /ermania şi suntzăcăminte de ast#el de şisturi şi în alte ţări. F atenţie deosebită trebuie acordată valori#icării
şisturilor bituminoase şi nisipurilor bituminoase. Qisturile bituminoaseocupă locul al doilea, în
categoria resurselor energetice, primul loc #iind deţinut de cărbuni
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
12/14
Qist bituminos
(=nut j>rl?''e, %6@6 )
'. "a# idraţi
5n anumite conditii de temperatură, de obicei scazută, şi presiuni mari, sistemul compus
din apă şi gaz poate trece in stare solidă, #ormanduse aşa numiţii gaz hidraţi.*e consideră ca
acest amestec de gaz şi apă trece in gaz "idraţi în anumite condiţii:
5n această compozitie a crio"idratilor, moleculele de gaze
devin solide si se asociaza cu mai multe molecule de apa. F
molecula de -2O se asociaza cu B molecule de apa sau o molecula
de etan-%2B se asociaza cu 7 molecule de apa.
In natura acestia pot aparea in zonele cu climat rece sau pe #undul
oceanelor, la adancimi mari. Insă pot apărea şi in conductele de
extractie sub #orma unor dopuri, datorită variaţiei mari a presiunii
gazelor (ingheţarea sondei) si poate #i prevenita prin reducerea presiunilor sub valoarea critica
pentru #aza solida.
gaz A p
metan 4O,8T
-
4@6T-
O8atm
@66atm
etan 4O,8T
-
4@6T-
B,%atm
@Batm
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
13/14
*tabilitatea gaz "idratilor. sunt stabili la presiune ridicată i la temperaturi scăzute i, prinș ș
urmare, se găsesc sub partea mai pro#undă a domeniului continental. !e măsură ce temperaturiledin bazinele sedimentare cresc odată cu ad$ncimea, "idra ii respectiv devin instabiliț
(=nut j>rl?''e, %6@6 )
-
8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx
14/14
ibliografie:
• =nut j>rl?''e, %6@6, Petroleum Geoscience: From Sedimentary Environments to Roc Physics
• Geologia petrolului, note de curs
top related