Добыча нефти из битумных песков

В Альберте (Канада) имеются колоссальные запасы нефти. По последним подсчетам запасы в битуминоземных песках этой провинции составляют 2,0 трлн. баррелей. Имеются запасы нефти в Ориноко и Венесуэле. К сожалению, мировые запасы нефти исчисляются всего одним трлн. баррелей (данные на 2006 год). Поэтому на запасы нефти в Альберте возлагаются надежды. До 2020 года планируется увеличить добычу нефти в этих районах в три раза. И почти в пять раз, возрастут они к 2030 году.

Обладая огромным потенциалом, эти месторождения, вернее добыча нефти в этих месторождениях, в недалеком будущем еще не сможет покрыть мировые потребности в нефти. Объясняется это тем, что существующие на сегодняшний день технологии требуют большого количества энергозатрат и пресной воды. Энергозатраты по одним данным составляют 2/3 от суммарных затрат по добыче нефти, другие оценивают их в 1/5 энергопотенциала нефти. Ученые сегодня занимаются этой проблемой, но это – вопрос будущего.

Хотя на запасы нефти в битуминоземных песках возлагаются большие надежды. 

Нефть Альберты имеет свою особенность, которая отличает ее от большинства нефтедобывающих стран. В провинции имеется два вида нефти, отличающиеся друг от друга своим происхождением, возрастом и местом залегания.

Первая – это "традиционная” нефть, возраст ее около 350 млн лет. Залегает она на больших, в несколько км, глубинах, в т.н. нефтяных ловушках в предгорьях Скалистых гор и в центральных частях провинции. Впервые запасы этой нефти нашли в 1947 году в 20 км на юг от Эдмонтона. Это было начало нефтяного бума в Альберте.

Вторая – добывается из нефтяных, правильнее сказать, битуминозных песков – Tar Sand. Пески эти (дельта древней реки ) насыщены битумом, среднее содержание которого достигает 82 %. Возраст их – около 125 млн. лет. Залегают они на глубинах 50- 500 метров. Запасы в пересчете на сырую нефть оцениваются в 1.6 трилионов барелей (1 нефтяной барель = 160 л) или 250 куб.kм , из которых около 200 миллиардов барелей возможно извлечь при существующтх технологиях. Но, как известно, последние не стоят на месте. В настоящее время из нефтяных песков Альберты получают более 1.6 милионов барелей нефти в день.

Общая площадь района распространения нефтяных песков достигает 140 тыс. кв.км. Разделены они на три месторождения , отличающиеся содержанием битума, глубиной залегания и другими параметрами. Наибольшее из них – Атабаска (название реки, протекающей в этом районе) или, собственно, Tar Sand, расположено вокруг столицы нефтяных песков – городка Fort McMurrey.

Над головой по-северному яркое синее небо, однако из кабины экскаватора Bucyrus 495 его не видно. Экскаваторщик Джон Мартин парит на высоте третьего этажа над трясиной из грязи и песка. В воздухе хоть топор вешай от серной вонищи. Зато внутри кабины обстановка как в космическом корабле, Мартин обеими руками колдует над пультом наподобие тех, какие используются в компьютерных играх. Ловкие движения его пальцев заставляют шевелиться весь экскаватор – стальное чудище весом в полторы тысячи тонн. Мартину требуется всего 25 секунд для того, чтобы зачерпнуть разом около 70 т маслянистого бурого песка, развернуться на 90 градусов и вывалить весь ковш в кузов желтого карьерного самосвала.
Зачерпнул, развернулся, ссыпал. Пять ковшей – и кузов полон. Не успевает самосвал отъехать, а с правой стороны под боком экскаватора уже стоит-дожидается следующая машина. Через пару минут и она отъезжает с полным кузовом, но по левому борту появляется еще одна.

Зачерпнул, развернулся, ссыпал…

Экскаватор повторяет заученные движения почти круглые сутки в течение 365 дней в году. Агрегат Bucyrus 495 стоит более $15 млн. Здесь таких пять, и все они работают в карьере «Маскег ривер» в 80 км от Форт-Макмюррея, провинция Альберта. Желтые самосвалы Caterpillar 797B, которые возят добытую экскаватором нефте-песчаную смесь, – одни из самых больших в мире машин такого класса, и стоят они по $5 млн., но стоимость каждого окупается за первую неделю работы. На карьере «Маскег Ривер» работает одновременно 25 таких грузовиков.

Весь современный мир работает почти исключительно на нефти. Все легко доступные залежи уже истощены, осталось лишь несколько многообещающих источников, но они расположены либо в глубоководных районах океана, либо в труднодоступных регионах, либо же сырье пребывает в таких формах, которые требуют больших капиталовложений в добычу и переработку. С 2000 по 2005 год цены на сырую нефть подтолкнули добытчиков к тому, чтобы вложить в разработку месторождений целых $86 млрд.

Эпицентр золотой лихорадки XXI века лежит в канадской провинции Альберта. Там, где на 140 000 км2 раскинулись приполярные леса, недра земли хранят 174 млрд. баррелей нефти. Это полностью разведанное месторождение считается по размерам вторым в мире после нефтяных полей Саудовской Аравии. Правда, оно представляет собой залежи влажного песка, перемешанного с битумом – одним из вязких углеводородов. Нефть здесь может содержать от 10 до 12% битума. К тому же полезные ископаемые накрыты 70-метровым слоем глинистого грунта, не считая распростертых сверху болот и лесных массивов.

Основной промышленный способ добыть битум из песчаной смеси весьма прост: битуминозный песок смешивают с горячей водой и встряхивают, в результате битум, вода и песок расслаиваются на отдельные фракции. Однако этот способ не дешев. Разработка нефтепесчаных залежей рентабельна лишь при высоких мировых ценах на нефть.

Самые крупные компании, действующие в Альберте, – Suncor и Syncrude – начали добычу в 1967 и 1968 годах. Сейчас они производят в день примерно 560 000 баррелей нефти. Если добавить выработку компании Shell, которая ведет здесь добычу с 2002 года, показатели достигнут 720 000 баррелей. Некоторые специалисты предсказывают, что к 2020 году из этих нефтеносных песков будет добываться ежедневно до 3 млн. баррелей чистой нефти.

«Столица» новой «нефтяной лихорадки» – Форт-Макмюррей. Когда-то это был маленький сонный городок, расположенный в 440 км к северу от Эдмонтона и окруженный глухими лесами. Сейчас здесь базируется целая армия из 58 000 человек. По шоссе №63 пикапы и автобусы, перевозящие рабочие бригады, медленно ползут по перегруженному транспортом городу. Но через несколько километров к северу снова начинается таежная глушь. На виду дорожный знак: «Дальше вы едете на свой страх и риск – ближайшие 280 км на дороге не предусмотрено никакого обслуживания». Может показаться, что вы забрались далеко от последних границ цивилизации.

Но за поворотом дороги начинается настоящий индустриальный кошмар – бескрайняя бурая пустыня, трясина из песка и грязи. Тут и там из металлических башен вырываются в небо языки пламени, клубы пара и дыма, в грязи виднеются лужи отработанной воды и таких ядовитых отходов, что вокруг непрерывно хлопают специальные воздушные пушки, отгоняя окрестных птиц, чтобы они не садились на блестящую маслянистую водную поверхность. Посреди этого безжизненного царства рядами стоят вагончики-спальни для вахтовиков, а на их фоне столпились вставшие на передышку стальные колесные гиганты.

Карьер «Маскег ривер» относительно невелик, но и его яма площадью 5 км2 могла бы вместить 120 стадионов средней руки. Множество дорог змеями вьются до самого дна. Им суждено вечно пребывать в недостроенном состоянии, поскольку гигантский провал непрерывно расширяется и углубляется. Бульдозеры нагребают все новые кучи грунта, грейдеры их разравнивают, за ними едут цистерны с водой и поливают новехонькую грунтовку, чтобы прибить пыль и сразу пустить ревущие самосвалы. Весь этот пейзаж – непрерывно двигающаяся и громыхающая симфония в исполнении оркестра из грандиозных механизмов.

На дне этой рукотворной пропасти геологи через каждые 50 метров бьют шурфы и добывают керны из слоев более глубокого залегания. В конторе на мониторах можно увидеть план всего разреза, на который наложена красная координатная сетка. В каждом узле сетки стоят числа – соотношения битума и песка на разных горизонтах. Эти соотношения принято называть «сортностью руды». Четыре экскаватора работают в карьере на разных уровнях (пятый агрегат используется для снятия верхних слоев покрывающего грунта и обнажения нефтеносных горизонтов). Грузовики – 24-цилиндровые 3,5-тысячесильные чудовища – не останавливаются ни на минуту.

Заполнив в очередной раз кузов, грузовик трусит к дробилке: сдает задним ходом к скалистому обрыву и вытряхивает свой груз в пасть с множеством гигантских стальных вращающихся зубов. Каждый час они перемалывают почти 15 000 т слежавшегося песчаника. «Молотый» полуфабрикат ссыпается на ленту конвейера (самого большого в мире) и едет по ней к хранилищу высотой с пятиэтажный дом.
Из башни-элеватора еще три конвейера понесут сырье к семейству радиальных барабанных дробилок – оттуда выйдет смесь с относительно мелкими комьями, в которую добавляют горячую воду. Полученная суспензия закачивается в двухкилометровый трубопровод и на пути дополнительно взбалтывается, так что битум начинает всплывать, а песок – оседать. Из трубы суспензия сливается в емкость первичной сепарации. Здесь в нее добавят еще воды и сепарация продолжится. На этом этапе смесь принято называть «пенником» – в ней 60% битума, 30% воды и всего 10% твердых веществ.

«Пенник» смешивают со специальным растворителем (обычно это «тяжелый бензин») и получают «дилбит» («растворенный битум») – его уже можно гнать по трубопроводу почти до Эдмонтона. Там, в городке Форт-Саскачеван, стоят нефтеперерабатывающие установки компании Shell. Используя водород, длинные углеводородные молекулы битума рвут на фрагменты в процессе крекинга и получают целый спектр синтетических нефтепродуктов. На нефтеносных песчаных залежах Альберты работают 33 000 человек. Привычный режим – 12-часовые рабочие смены, 4 дня работы и 5 дней отдыха.

Эксплуатация карьера требует немалых энергозатрат. На Маскеге специально построена 172-мегаваттная электростанция, действующая на природном газе. Она дает энергию для работы экскаваторов, конвейеров и прочего энергоемкого оборудования. Здесь ежедневно сжигается 17 млн. м3 газа, и это лишь 10% от всей стоимости работ. Таких ежесуточных энергозатрат хватило бы для того, чтобы отапливать 3,2 млн. канадских жилищ. Добавим, что для получения каждого барреля нефти приходится расходовать от двух до пяти баррелей воды. Добывающие компании имеют разрешение на ежегодный отбор 500 млн. тонн воды из реки Атабаска. По словам Дэна Войниловича, ведущего аналитика одной из канадских природозащитных организаций, «никто еще не знает, к чему это все приведет».

Только 10% нефтеносных песков Альберты можно разрабатывать открытым методом. Остальная часть этого месторождения залегает слишком глубоко, находится в пористых скальных породах и должна добываться прямо внутри пласта. Это значительно более сложная технология – добытчик должен закачивать пар внутрь месторождения, а потом откачивать на поверхность «болтушку» из воды и битума. Экологов такая технология тревожит еще больше, чем открытые разработки.

Так стóят ли эти запасы углеводородов расходуемых ради них ресурсов? Сторонники теории, известной под названием «пик нефтедобычи» (выдвинутой геологом-нефтяником Кингом Хаббертом), предупреждают, что мы приближаемся к вершине в динамике общемирового нефтепотребления и, как только достигнем этого пика, оставшиеся запасы начнут таять на глазах, причем никакие меры не спасут мир от глобальных экономических потрясений.

Разумеется, промышленники имеют свое мнение. Райола Дотер, ведущий аналитик Американского института нефти, говорит так: «Мы не думаем, что пресловутый пик настанет до 2044 года. Вероятно, их удастся отодвинуть за горизонт будущего века. Высокие цены на нефть и развитие новых технологий позволяет нам стремиться к новым рубежам. На этой планете немыслимые количества нефти – вопрос только в том, по какой цене и в какой форме».

Тем временем в городке Форт-Макмюррей особняки и многоквартирные дома растут как грибы. Денежные реки золотой лихорадки действуют подобно наркотику. «Для всех нас, – говорит экскаваторщик Джон Мартин, – это настоящий Клондайк. Правда, бывает, конечно… придешь домой, ляжешь спать, а во сне все так же – зачерпнул, развернулся, ссыпал…»

Откуда же взялись эти необычные пески и есть ли подобные им где-либо еще на земле?

Немного истории

Да, такие пески и приблизительно в таком-же колличестве имеются в Венесуэле.

А образовались они в меловом периоде, приблизительно 130 – 120 млн.лет тому назад. В то время климат Альберты, впрочем, как и всей Северной Америки, был достаточно теплыйи влажный. Почти вся провинция представляла собой дно мелкого и теплого моря. И вот в это море с северо-востока впадает огромная река, которая образует обширную дельту, постоянно наполняя ее мелким и чистым песком – продуктом разрушения Канадского кристалического щита.

Позавидовать можно – Тропики, жарко, ласковое, спокойное море, чистый, бархатный песок и на сотни километров ни одного человека. А на суше, в воде и в воздухе кипит жизнь – среди непроходимых лесов и болот бродят разнообразные динозавры, в теплых водах плавают ихтиозавры и ползают аммониты, летают птеродактили. Все это рождается, живет и умирает, и … покрывается все новыми отложенями песка и морского ила.

И вот, по прошествию лет, индейцы находят в обрывистых берегах уже современных речек необычное, странно пахнущее нечто, чем очень хорошо конопатить свои каноэ. А позже белые поселенцы поняли, что это такое и пытались добывать нефть из песков. Первая промышленная добыча началась в 30 годах ХХ столетия. Но была нерентабельна – технология была довольно примитивна. И только с применением новых методов добычи и переработки песков промышленная добыча стала актуальной для Альберты. И началось все это в конце 60х – начале 70х годов прошлого столетия.

Кто, Где и Как добывает и перерабатывает нефтяные пески?

Как уже было сказано выше, первые попытки добывать нефть из песков предпринимались в первой половине ХХ столетия. Это были небольшие карьеры, использовалась маломощная техника, и довольно примитивные технологии. Все это делало получение нефти экономически невыгодным. Но человеческая мысль не стоит на месте. Всегда на смену старому приходит новое, особенно, когда этой мысли ни что и ни кто не мешает. А на "горизонте” все время маячило нечто, похожее на гору нефте-долларов.
И вот в шестидесятые годы прошлого столетия рошлого тысячилетия при непосредственной поддержке правительства Альберты начался новый этап освоения месторождения TarSand. Cоздаются две нефтекомпании "Syncrude” и "Suncor”, которые начинают в первую очередь разрабатывать залежи песков открытым способом – в обширных карьерах. Ведь в некоторых местах нефтеносные пески залегают на глубине в 50-70 м. Но таких мест немного. В последствии и другие нефтедобывающие компании присоединились к ним. Но последним уже приходится вести подземную добычу.

Новейшие технологии и научные разработки, немедленно внедряющиеся в производство, Большегрузная и мощная техника – экскаваторы и самосвалы, бульдозеры и грейдеры, подъемнные краны и погрузчики и др. сделали добычу и переработку нефти не только экономически выгодной, но и довольно прибыльной. Конечно, не последнее место в экономической выгоде разработки песков играет и цена на нефть.
Хотелось бы кратко рассказать о уникальной технике, с помощью которой ведется разведка и добыча, а, так же строительство обогатительных и нефтеперерабатывающих заводов. Так, в карьерах и на стройплощадках работают самые большие в мире самосвалы грузопоемностью в 400 т и мощностью в 3550 hp , бульдозеры мощностью в 935 hp, грейдеры – до 265 hp, карьерные экскаваторы – объем ковша которых достигает 100 т. Но по мимо гигантов используется техника и поменьше – в сотни наименований и модификаций, которая в значительной степени облегчает нелегкий труд нефтедобытчиков.

Цена барреля определяет перспективность месторождения

После того как в феврале 1947 года в общине Ледук (провинция Альберта) была открыта нефть, канадская промышленность очень долго использовала прежде всего традиционные методы нефтедобычи с применением буровых вышек и колодцев. Лишь после того, как на мировом рынке возрос спрос на нефть и ее цена превысила уровень в 40–50 долл. за баррель, оказалось стоящим разрабатывать нефтеносные пески на севере Альберты. Такие компании, как Petro Canada, Shell, Exxon и Texaco, немедленно приобрели соответствующие лицензии.

По данным Handelsblatt, в настоящее время Канада добывает ежедневно 2,5 млн. баррелей нефти – 1,3 млн. баррелей из обычных источников и 1,3 млн. баррелей их нефтеносных песков. К 2020 году совокупная нефтедобыча в Канаде может подняться до 4–5 млн. баррелей ежедневно. Из них на долю добычи из нефтеносных песков придется от 3,3 млн. баррелей до 4 млн. баррелей. Таков прогноз, сделанный Союзом канадских нефтепроизводителей (CAPP). Федеральные власти страны исходят из того, что к 2015 году инвестиции в нефтеиндустрию составят внушительную сумму – 94 млрд. канадских долларов.

Сторонники защиты окружающей среды весьма скептически относятся к подобному развитию отрасли. Так, организация Wold Wide Fund for Naturre (WWF) обращает внимание на то, что по сравнению с традиционной добычей нефти ее добыча из нефтеносных песков требует в три раза больше энергии и при этом высвобождает почти в три раза больше диоксида углерода. У специалистов по проблеме климата вызывает помимо всего прочего недовольство тот факт, что для нетрадиционной нефтедобычи применяется экологически чистый природный газ с целью извлечь из песка дизельное топливо.

На канадскую нефть имеется спрос во всем мире

Несмотря на энергичную критику определенных кругов общественности, правительство провинции Альберта и правительство Канады делают ставку на развитие получения нефти из нефтеносного песка. Причина этого курса в том, что большой интерес к канадской нефти проявляют наряду с США также Китай и Южная Корея.

В газовой и нефтяной отраслях занято в стране примерно 300 тысяч человек. 75% из них трудятся в Альберте, которая, словно магнит, притягивает к себе рабочую силу из остальных канадских провинций и из-за границы. И это совсем неудивительно. Согласно официальным данным канадской статистики, промышленные рабочие в прошлом году в среднем зарабатывали в час 16,73 долл., тогда как их коллеги в газовой и нефтяной индустрии получали уже 30,36 долл.

В этой отрасли предприниматели жалуются на растущие расходы по оплате стоимости труда, которые ведут к появлению «фактора неизвестности». К тому же повышенный спрос на сырье, в том числе и на сталь, содействует росту цен, от этого сырьевая страна Канада только выигрывает. Рост цен на сталь приводит к повышению стоимости бурового оборудования и тем самым увеличивает производственные расходы нефтедобывающей промышленности. Все это, как считают нефтепромышленники, также создает в значительных масштабах обстановку неуверенности в работе по освоению нефтеносных песков.
До недавнего времени большинство крупных нефтяных компаний не стремились разрабатывать нефтеносные пески, поскольку это требует значительных затрат. В большинстве случаев для добычи нефти необходимо сначала вырубить леса, покрывающие весь регион, осушить болотистую почву, снять поверхностный слой земли и затем выкапывать залегающий под этим слоем нефтеносный песок. Лишь после процедур, необходимых для извлечения нефти, получается битум, который необходимо подвергнуть дополнительной обработке, чтобы поучить из него бензин. Вполне понятно, что все это требует больших затрат энергии. В результате производственные издержки на добычу только одного барреля составляют от 18 до 23 долл. Специалисты банка Citibank исходят из того, что разработка нефтеносных песков целесообразна только тогда, когда цены на нефть не опускаются ниже 40 долл. США за баррель.

В наше время крупные нефтяные фирмы сбились с ног в поисках новых месторождений. Нефтеносные пески неожиданно стали весьма привлекательными. Нет опасности, что разведывательные работы окажутся безрезультатными. Когда работа налажена на таком месторождении, оно способно обеспечить бесперебойный и постоянный нефтяной поток на протяжении 30 и более лет. Такой предсказуемости на обычных месторождениях, как правило, не бывает.

Канада оказалась привлекательной для большинства нефтяных гигантов. Компания Total сообщила об увеличении общего объема инвестиций в этот регион до 15 млрд. канадских долларов. Норвежская фирма Statoil вложила в разработку нефтеносных песков 2 млрд. долл. США. Подключаются также Shell, Exxon, Chevron и другие. Ожидается, что Канада к 2020 году окажется на одном уровне с Ираном.
Сохраняется одна проблема, связанная с экологией, – разработка нефтеносных песков сопровождается значительными выбросами углекислого газа в атмосферу. Канадское правительство, как известно, обязалось сократить эти выбросы. Поэтому оно потребует от добывающих компаний уменьшить выбросы на 2% в год. Пока, однако, нет технологии, позволяющей это сделать. Некоторые эксперты склонны считать, что неопределенность вокруг нефтеносных песков настолько же велика, насколько велики и сами проекты по их разработке.

В интернете можно встретить такую информацию, что ДОБЫЧА УБЫТОЧНА и Канада продает нефть в США дешевле, чем обходится ее добыча. Сама же Канада закупает нефть на внешних рынках. А 260 кв.км девственных лесов уже даже не загажено, а просто уничтожено.

Теперь же власти криптоколонии хотят площадь добычи увеличить в 2 раза! Фактически до 500 кв. км.! Чтобы добраться до песка, сперва соскребают все деревья, почву, травы, всю природу. И копают вглубь. В среднем, из четырех тонн битума производят только один баррель нефти. Четыре тонны = один баррель.

А почему? А потому, что нефти везде до дури!

Битумный песок транспортируют в больших грузовиках Caterpillar которые могут перевозить до 100 тонн. Крупнейшие карьерные самосвалы использующиеся в Канаде,Caterpillar 797B могут буксировать до 400 тонн.

Только от 10 до 15 процентов от собранных песков содержитат битумную смолу вещество, которое в конечном итоге перерабатывается в бензин. Остальной шлак сбрасывается, он настолько токсичен, что работники используют пропановые пушки для отпугивания птиц, которые пытаются сесть на него. По оценкам нефтяной промышленности около 3 миллионов галлонов стекает в грунтовые воды Канады ежедневно.

При добыче и переработке битуминозных песков требуется в три-четыре раза больше энергии, чем при обычной добыче нефти. Битуминозные пески Альберты уже один большой источник выбросов углекислого газа, а Канада планирует удвоить площадь добычи,в течение 10 лет. Относительно новый процесс экстракции, называемый паровой активированный дренаж, наносит не только ущерб ландшафту, но ускоряет климатические нарушения, открывая доступ к еще более глубоким битуминозным месторождениям размером с Флориду.Источник