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


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.


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


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.


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 .


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


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 )


8/14

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


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


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:


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


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


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 )


14/14

ibliografie:

• =nut j>rl?''e, %6@6, Petroleum Geoscience: From Sedimentary Environments to Roc Physics

• Geologia petrolului, note de curs

hidrocarburi neconventionale.docx

Documents