Hidrocarburi neconventionale.docx

Embed Size (px)

Text of Hidrocarburi neconventionale.docx

  • 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, %[email protected] )

    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, %[email protected] )

    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 [email protected]) ).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, %[email protected] )

  • 8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx

    8/14

    Reprezentarea sc"ematică a nisipului bituminos

    (=nut j>rl?''e, %[email protected] )

    -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, %[email protected] )

    '. "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

    -

    [email protected]

    O8atm

    @66atm

    etan 4O,8T

    -

    [email protected]

    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, %[email protected] )

  • 8/16/2019 Hidrocarburi neconventionale.docx

    14/14

    ibliografie:

    • =nut j>rl?''e, %[email protected], Petroleum Geoscience: From Sedimentary Environments to Roc Physics

    • Geologia petrolului, note de curs