ماسه های نفتی (Oil Sands) و خط لوله کیستون (Keyston XL) کانادا به آمریکا

۱۳۹۶-۰۱-۰۸
این پیام تبلیغاتی است

ماسه‌های نفتی یا ماسه‌های قیردار نوعی منبع نفت غیرمتعارف است. ماسه‌های قیری یا به صورت ماسه‌های آزاد هستند و یا به صورت سنگ‌های سفت‌شده‌ای از مخلوط ماسه، گِل رس، آب و قیر (نفت بسیار سنگین و با گرانروی بسیار بالاتر از نفت معمولی) یافت می‌شود. بزرگترین منابع ماسه‌های نفتی جهان در کانادا (استان آلبرتا) و ونزوئلا، و به میزان کمتری در روسیه و قزاقستان قرار گرفته است و ذخایر این کشورها تقریبأ با ذخایر نفت معمولی کل جهان برابری می‌کند. البته تنها کشور کانادا صنعت قابل توجهی برای استخراج ماسه‌های قیری دارد و بقیه منابع ماسه‌های قیری برداشت نمی‌شوند.

آیا ماسه های نفتی منابعی با اهمیتند؟

اغلب منابع ماسه نفتی جهان در ایالت آلبرتای کانادا واقع شده اند. شورای انرژی و خدمات شهری آلبرتا (The Alberta Energy and Utility Board) تخمین می زند که این منابع در حدود ۱.۶ میلیارد بشکه نفت یعنی حدود ۱۴ درصد از کل منابع نفتی جهان را در خود جای داده است. بزرگترین کانسار از این دست، ماسه های نفتی آتاباسکا (Athabasca) می باشد.

تاریخچه توسعه ماسه های نفتی

تحقیقات در خصوص ماسه های نفتی در دهه ۱۹۲۰ میلادی و در کانادا آغاز گردید. شورای تحقیقات آلبرتا بودجه تحقیقات اولیه بر روی جداسازی بیتومِن از ماسه های نفتی را تامین نمود. آزمایشات تا دهه ۱۹۶۰ میلادی بدون تولید اقتصادی قابل توجه ای ادامه داشت. سپس در سال ۱۹۶۷ شرکت ماسه های نفتی کانادایی کبیر (The Great Canadian Oil Sands Company) آغاز به تولید اقتصادی نمود. تولیدی برابر با ۱۲ هزار بشکه در روز.

در ایالات متحده و در دهه ۱۹۳۰، سازمان های دولتی به شرکت های نفتی مجوز گشایش معادن نمایشی (demonstration mines؟) و اجرای حفاری درجا (in-situ drilling) در زمین های دولتی را اهداء نمودند. با اینکه این پروژه ها منتج به تولید اقتصادی اندکی در ایالات کالیفرنیا و یوتا گردید اما چالش دورافتاده بودن مناطق تولیدی، توپوگرافی دشوار و کمبود آب، آنها را به پروژه هایی ناموفق تبدیل نمود.

ماسه های نفتی آتاباسکای کانادا منبع اصلی تولید اقتصادی بوده اند. درهنگام بالا بودن قیمت نفت، معدنکاری روباز از ماسه ها مقرون به صرفه می باشد اما در هنگام سقوط بهای نفت با مشکلات مالی روبرو خواهد بود. از طرفی آنها با چالش های زیست محیطی مانند: کیفیت هوا، کاربرد زمین و در دسترس بودن آب نیز دست به گریبانند.

روش های تولید

معدنکاری روباز

در یک معدن ماسه های نفتی روباره (overburden) کنارزده شده و ماشین های بزرگ معدنکاری ماسه را درون کامیون ها ریخته و آنها این ماسه ها را به یک کارخانه فرآوری در همان نزدیکی حمل می نمایند. در کارخانه فرآوری، ماسه های نفتی  خرد شده و سپس جهت آزادسازی بیتومِن، با آب داغ و مواد شیمیایی مورد پردازش قرار می گیرند. درگام بعدی بیتومِن آزاد شده از آب جدا گردیده، جهت کاهش ویسکوزیته، با هیدروکربن های سبک تری در هم آمیخته شده و از طریق خط لوله به یک پالایشگاه پمپاژ می گردد.

تولید بوسیله حفاری

بیتومِن طی فرآیندی که به “احیاءِ درجا” (in-situ recovery) معروف است بوسیله حفاری چاه هایی در ماسه هایی که در اعماق زیادی دفن گردیده اند، جدا می گردد. چندین چاه درون ماسه های نفتی حفر گشته سپس بخار داغ و مواد شیمیایی به درون یکی از چاه ها فرستاده می شود. بخار داغ و مواد شیمیایی، بیتومین را نرم کرده، از ویسکوزیته (گرانروی) آن کاسته و نهایتاً آنرا به سمت چاهای استخراجی (extraction wells) یعنی جاییکه از آنجا به سمت سطح پمپاژ می گردد، روان می سازد. در سطح زمین، بینتومِن تمییز گردیده با هیدروکربنی سبک تر درهم آمیخته و از طریق خط لوله ای به یک پالایشگاه ارسال می گردد.

نفت می تواند از ماسه های نفتی با استفاده از یک معدن یا روش درجا تولید شود. روش معدنی در جایی که ماسه های نفتی کمتر از ۷۵ متر از سطح باشد ، استفاده شود. در رویکرد معدنی، مواد در اطراف ماسه های نفتی برداشته می شوند، و سپس ماسه های نفتی توسط تکنولوژی های معادن روباز جدا می شوند. ماسه های نفتی سپس بصورت قیر (بیتومن) بصورت ماسه و دیگر مواد غیر هیدروکربنی جداسازی می شوند.

بطور کلی بیتومن برای تبدیل به نفت خام سبک تر به بیرون از سطح منتقل می شود. تمام این مراحل می توانند نزدیک هم انجام شوند و یا بصورت پراکنده از هم صورت بگیرند.

جایی که ماسه های نفتی بیشتر از ۷۵ متر پایین تر از سطح باشند، رویکرد معدن با روش درجا شبیه بهره برداری نفت معمولی و بهره برداری گاز است که از چاه ها برای ایجاد ارتباط بیشتر با ماسه های نفتی استفاده شده اند، جایگزین می شود. جوهره روش درجا، تعریفی از گرما، بطور معمول از طریق بخار است که به ماسه های نفتی اجازه می دهد به خوبی جریان یابند و به سطح برسند.

افق های ماسه های نفتی
نفت سنگین و بیتومن نیمه جامد ، کارتهای برنده منابع جهانی هیدروکربوری به شمار می‌آیند. نفت سنگین نفتی است که در شرایط عادی مخزن روان می‌شود، اما تولید آن به روشهای استحصال نفت پیشرفته ( EOR ) نیازمند است. نفتی را که معمولا در مخزن روان می‌شود، قطران می‌نامند. گر چه قطران در همه سنگها یافت می‌شود، اما بیشترین توجه به تجمعات عمده‌ای آن در ماسه سنگها معطوف شده است، که آنها را ماسه‌های قیری می‌گویند.

در مناطق معدودی که قطران را از ماسه‌های قیری استحصال می‌کنند تا بیش از پیش شبیه نفت شود. قطران و نفت سنگین نسبت به نفت خام از مطلوبیت کمتری برخوردار است، زیرا نمی‌توان به همان آسانی آنها را به بنزین تبدیل کرد و پس از فرآوری و پالایش آنها مقادیر زیادتری از فرآورده‌های نفت سنگین بر جای می‌ماند. همچنین آن حاوی گوگرد و نیتروژن زیادتری نسبت به نفت خام بوده و در برخی نواحی مقدار زیادی فلز ، بویژه نیکل و انادیوم دارد.

منشا نفت سنگین و ماسه‌های قیری

به نظر می‌رسد اغلب نفتهای سنگین و ماسه‌های قیری بقایای نفتهای نمونه‌ای باشند که در اثر واکنش با آبهای زیر زمینی و باکتریها در اعماق نسبتآ کم دگرسان شده بودند. در اینگونه محیطها ، آب زیرزمینی اکسیژن‌دار در فرآیندی به نام آب شویی ، بخشی از نفت را در خود حل کرده و اکسید می‌کند. هنگامی که باکتریهای موجود در آب بخشی از نفت را به عنوان غذای خود استفاده می‌کنند و در این رهگذر ابتدا مولکولهای سبکتر را تجزیه می‌کنند، فرآیندی به نام فروسایی باکتری روی می‌دهد.

این فرآیندها موجب خارج کردن هیدروژن و افزودن بر مولکولهای سنگین نفت شده ، آنها را به حالت وشکسان در می‌آورد. ماهیت فرآیند فروسایی باکتریایی اساسآ بر گشت ناپذیر است و براساس مطالعات انجام شده ، قطران و نفت سنگین حتی اگر در اعماق زیادی که درآن کروژن می‌تواند نفت تشکیل دهد، قرار گیرند نیز به سادگی به نفت تبدیل نمی‌شوند.

عمده‌ترین ذخایر نفت سنگین

بزرگترین کانسارهای ماسه قیری جهان در آتاباسکا در شمال شرقی آلبرتا واقع شده است که از دو کارگاه استخراجی آن سالانه ۷۳ میلیون بشکه نفت تولید می‌شود. بزرگترین آنها ، کارگاه ۳.۶ میلیارد دلاری سینکرود است که ازآن سالانه ۱۲۰ میلیون تن ماسه قیری استخراج شده و علاوه بر تولید مقادیر فراوانی کک و گاز سوختی ، حدود ۱۱ درصد تولید نفت کانادا را تامین می‌کند.

ماسه این ناحیه حدودا تا ۱۴درصد قطران با روشهای استخراج نوری که جزء بزرگترین عملیات در جهان هستند برداشت می‌شود. سپس ماسه را با آب بسیار داغ می‌شویند و قطران را از آن جدا می‌کنند و با افزودن هیدروژن و انجام دیگر فرآیندهای شیمیایی آنرا به نفت خام مصنوعی تبدیل می‌کنند. بدین ترتیب نزدیک به ۸۳ درصد از قطران به نفت خام مصنوعی تبدیل می‌شود و این میزان استحصال بسیار بهتر از آن مقداری است که از بسیاری از چاههای نفت بدست می‌آید قطران تا ۵ درصد گوگرد به همراه دارد که در طول فرآوری بیش از ۹۸ درصد آن استحصال می‌شود.

گرچه ممکن است حجم ذخایر در جای ماسه قیری در آتاباسکا به یک تریلیون بشکه برسد، اما با روشهای کنونی فقط مقدار کمی از آنها در حدود ۳۵ درصد ، میلیارد بشکه قابل استخراج است. کمربند اوفیسیناتمبلادور مربوط به اولیگوسن در بخش شرقی ونزوئلا می‌تواند ۲۰۰ میلیارد بشکه ماسه قیری در خود جای داشته باشد و در حضور ماراگایبو در غرب ونزوئلا نیز ذخایر بزرگ نفت سنگین وجود دارد. اکثر ذخایر دیگر جهان ، از قبیل ذخیره ۹۰۰ میلیون بشکه‌ای آسفالت ریج در ایالت یوتا ، به مراتب کوچکتر است.

تفاوت ماسه‌های قیری با نفت خام

به دلایل متعدد نمی‌توان ذخایر ماسه قیری را مستقیمآ با ذخایر نفت خام مقایسه کرد. اولآ ، بدون در نظر گرفتن آنچه که در طی بهره برداری به هدر می‌رود، ذخایر ماسه قیری نشان دهنده کل نفتی است که در آنجا وجود دارد، ثانیآ چون اکتشاف آنها به اندازه نفت خام تکامل نیافته است، وسعت و کیفیت واقعی قیر در این ذخایر با قطعیت شناخته شده نیست. ثالثآ ، با روش روباز که اکنون اقتصادی است، فقط بخش کوچکی از ماسه‌های واقعی قیر را می‌توان استخراج کرد.


تبلیغات شما اینجا درج می شود

ماسه های نفتی کانادا

ماسه های نفتی  یکی از منابع استراتژیک کاناداست. همراه با ذخایر بیتومن (قیر نفتی) بیشتر از ذخایر مخازن عربستان سعودی، ماسه های نفتی می تواند نیازهای نفت کانادا را برای صد ها سال برآورده کنند.

با این حال، هزینه استخراج بیتومن از ماسه های نفتی و ارتقای آن (سنتتیک) به نفت خام سبک در مقایسه با منابع معمولی، بسیار بالاست. برای تشویق توسعه این منابع، دولت فدرال تسهیلات های مالیاتی مختلفی را برای پروژه های ماسه نفت فراهم میکند.

پیشرفت های تکنولوژیک اخیر، هزینه های تولید نفت از ماسه های نفتی را بطور قابل ملاحظه ای کاهش داده است. این عوامل همراه با قیمت مطلوب نفت خام، به سرمایه گذاری میلیارد ها دلاری در ماسه های نفتی منجر شده است.

ماسه های نفتی (همچنین بعنوان «ماسه های قیری» و با دقت بیشتر می توان به «ماسه های بیتومینی» شرح داد) یک گروه از رسوبات زمین شناسی در غرب کانادا و در درجه اول در آلبرتا است، حاوی «قیر طبیعی» یک شکل بسیار سنگین نفت، مخلوط با آب، ماسه و رس می باشد. در مجموع این رسوبات بسیار عظیم – حاوی ۲۵۰۰ بشکه نفت درجای خود – حاوی حداقل ۳۰۰ میلیارد بشکه است که در نهایت بازیابی تخمین زده شده است. (که از لحاظ اقتصادی با استفاده از تکنولوژی های شناخته شده عملی و ممکن است). کمتر از ۳ میلیارد بشکه نفت تا بحال بازیافت شده است.


برای کاهش اثرات زیست محیطی؛تکنولوژی جدید استخراج نفت از ماسه های نفتی مورد استفاده قرار می گیرد.

شرکت Royal Dutch Shell تکنولوژی جدیدی را برای کاهش اثرات زیست محیطی ناشی از تولید نفت از ماسه های نفتی معرفی می کند.

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی شرکت ملی نفت ایران، شرکت Royal Dutch Shell تکنولوژی جدیدی را برای کاهش اثرات زیست محیطی ناشی از تولید نفت از ماسه های نفتی معرفی می کند این عملیات که با نام عملیات بهبود توسط کف دما بالا شناخته شده است.

میزان آلودگی های انتشار کربن ناشی از استخراج نفت خام از ماسه های نفتی را در حدود ۱۰ الی ۱۵ درصد کاهش داده و به میزان انتشار کربن ناشی از تولید سنتی نفت نزدیکتر شده است.

ماسه های نفتی کانادا بزرگترین کانسار نفتی دنیا خارج از عربستان سعودی است ولی این ذخایر در بیتومین های قیرمانند، قرار گرفته اند، که برای آزاد سازی نیاز به فعالیت های انرژی گیردارند که موجب تولید حجم بالایی CO2 می شود.

در روش froth treatment ماسه های نفتی را در مخازن ۲۰ متری قرارداده و تا دمای c80 تحت فشار، حرارت می دهند و در مرحله اول کف غنی از نفت از ماسه ها جدا می شود، در این روش، حرارت جداسازی ۲ برابر روشهای قدیمی بوده و در نتیجه نفت با سرعت بیشتری استخراج می شود.

همچنین تجهیزات کمتر، آب و انرژی کمتر برای تولید هر بشکه نفت در این روش مصرف می شود، بازدهی بالای این روش هزینه های مصرف شده برای تولید حرارت را جبران کرده، همچنین انرژی بیشتری ذخیره شده و گازهای گلخانه ای کمتری در محیط آزاد می شوند.

بر اساس این گزارش، شرکت شل در راستای سرمایه گذاری ۷/۱۳ میلیارد دلاری برای توسعه پروژه ماسه های نفتی آتاباسکا در آلبرتای کانادا، قصد دارد سال آینده ۲ تانک ۲۰ متری دیگری را وارد عمل کند، آتاباسکا در حال حاضر به طور متوسط ۱۵۵هزار بشکه در روز نفت تولید می کندولی پیش بینی می شود در طرح توسعه، ۱۰۰هزار بشکه دیگر به تولید روزانه اضافه شود.

حدود ۶۰ درصد نفت تولید شده از ماسه های نفتی به ایالات متحده صادر می شود، اما شل و سایر شرکتهایی که از ماسه های نفتی، نفت استخراج می کنند مانند اکسون موبیل و سانکور انرژی جهت جذب دو برابر تولیدات نفت از ماسه های نفتی در ۶ سال آینده به بازار آمریکا امیدوارند.

نگرانی های زیست محیطی

معدنکاری و فرآوری ماسه های نفتی، اثرات زیست محیطی متعددی به همراه دارد. این اثرات عبارتند از : گسیل گازهای گلخانه ای، اختلالات ارضی (land disturbance از بین بردن زیستگاه حیات وحش (wildlife habitat) و کاستن از کیفیت آب های محلی. در ایالات متحده نگرانی ها در خصوص آب، بطور ویژه ای بیشتر است زیرا که نهشته های ماسه های نفتی شناخته شده و شیل های نفتی در مناطق کم آب ایالت یوتا واقع گردیده اند. جهت تولید هر بشکه از نفت تولید شده، چندین بشکه آب مورد نیاز می باشد.



خط لوله کیستون ایکس ال، یک سیستم خط لوله برای انتقال نفت خام سنتتیک از نفت ماسه‌های البرتا، کانادا و شمال ایالات متحده، به پالایشگاه‌های ساحل خلیج در تگزاس است. دو فاز پروژه در حال بهره‌برداری است و فاز سوم از اکلاهما تا ساحل خلیج در تگزاس تحت احداث است و چهارمی منتظر تایید دولت آمریکا بود که اخیرا توسط دولت جدید آمریکا مجوز ساخت گرفت.


این خط لوله انتقال نفت به طول ۱۸۹۷ کیلومتر است که در مسیری که پیش از این خط لوله گاز ترانس-کانادا-آمریکا در آن قرار داشته، ساخته می‌شود. تفاوت این خط لوله با فاز اولیه این پروژه که در همین مسیر بوده در اندازه قطر لوله‌هاست که این بار برای انتقال نفت با سرعت بیشتر، قطر لوله‌ها نزدیک به ۹۲ سانتی‌متر خواهد بود. این خط لوله به صورت روزانه قابلیت انتقال ۸۳۰ هزار بشکه نفت خام از کانادا به پالایشگاه‌های خلیج مکزیک را خواهد داشت.

پروژه ساخت خط لوله کیستون از سال ۲۰۰۸ آغاز شده و مسیر کانادا تا حدودی ساخته شده است. گسترش این خط لوله در آمریکا با مخالفت سازمان‌های محیط زیستی و سازمان‌های حمایت از حق مالکان بر زمین مواجه شده و از آوریل سال ۲۰۱۴، این پروژه به دستور وزارت خارجه آمریکا که مسئول نظارت بر روند پروژه‌های اقتصادی فراملی در آمریکاست، متوقف شده بود.

مخالفان خط لوله کیستون که بیشتر حامیان محیط زیست و متخصصان این حوزه هستند، می‌گویند که نفت تولیدی کانادا از ماسه‌های نفتی آلبرتا می‌آید که به دلیل ساختارش، هنگام سوخت بیشتر از نفت خام دریای شمال یا خاورمیانه دی‌اکسید کربن تولید خواهد کرد. این نفت، به عبارتی، بیشتر از نفت خام کشورهای دیگر موجب تشدید گرمایش زمین خواهد شد.


دانلود جزوه تولید نفت از ماسه های نفتی

منابع: ویکی پدیا-سایت شرکت ملی نفت ایران-اینترنت

© انتشار مطالب با ذکر نام وبسایت و با اهداف آموزشی بلامانع است