سمینار “آشنایی با ماسه های نفتی (oil-sands)”

توسط امین طاهری آخرین ویرایش اکتبر 20, 2021

سید میلاد ذاکر هستم کارشناس مکانیک. با اولین جلسه سمینار آشنایی با ماسه های نفتی ، Oil-sands در خدمت شما هستم.

در این سمینار موارد ذیل خدمت دوستان ارائه خواهد شد :

.1 ماسه‌های نفتی و ترکیبات آن

.2 منشا ماسه‌های قیری و نفت سنگین

.3 عمده‌ترین ذخایر ماسه های نفتی در جهان

.4 اثرات مخرب زیست محیطی استخراج ماسه های نفتی به ویژه در کانادا

.5 تفاوت ماسه‌های قیری با نفت خام

.6 روش های استخراج Oil-sands به اختصار

1. ماسه‌های نفتی و ترکیبات آن

ماسه‌های نفتی یا ماسه‌های قیردار (Oil-sands or Tar-sands) 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.

Oil sands (or “tar sands” or “bituminous sands”) refer to a mixture of sand, water, clay, and bitumen (which we have seen refers to the heaviest of hydrocarbon mixtures found in crude petroleum). The mixture is usually between 1% and 20% bitumen

On average, bitumen is comprised of: (from the Alberta

Oil Sands Discovery Center)

Carbon 83.2%

Hydrogen 10.4%

Oxygen 0.94%

Nitrogen 0.36%

2- 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 اساساً 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.

3– عمده‌ترین ذخایر ماسه های نفتی

بزرگترین ذخایر ماسه های قیری جهان در کانادا(استان آلبرتا) و ونزوئلا و به میزان کمتری درروسیه 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.

بزرگترین کانسارهای ماسه قیری جهان در آتاباسکا در شمال شرقی آلبرتا واقع شده است که از دو کارگاه استخراجی آن سالانه 73 میلیون بشکه نفت تولید می‌شود. بزرگترین آنها ، کارگاه 3.6 میلیارد دلاری سینکرود است که ازآن سالانه 120 میلیون تن ماسه قیری استخراج شده و علاوه بر تولید مقادیر فراوانی کک و گاز سوختی ، حدود 11 درصد تولید نفت کانادا را تامین می‌کند.

ماسه این ناحیه حدودا تا 14درصد 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 83 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 5 درصد گوگرد به همراه دارد که در طول فرآوری بیش از 98 درصد آن استحصال می‌شود.

گرچه ممکن است حجم ذخایر ماسه های نفتیدر آتاباسکا به یک تریلیون بشکه برسد، اما با روشهای کنونی فقط مقدار کمی از آنها در حدود 35 درصد ، میلیارد بشکه قابل استخراج است. کمربند اوفیسیناتم بلادور مربوط به اولیگوسن در بخش شرقی ونزوئلا می‌تواند 200 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 900 میلیون بشکه‌ای آسفالت ریج در ایالت یوتا ، به مراتب کوچکتر است.

4– اثرات مخرب زیست محیطی استخراج ماسه های نفتی به ویژه در کانادا

Oil sands extraction can affect the land when the bitumen is initially mined, water resources by its requirement for large quantities of water during separation of the oil and sand, and the air due to the release of carbon dioxide and other emissions. Heavy metals such as vanadium, nickel, lead, cobalt, mercury, chromium, cadmium, arsenic, selenium, copper, manganese, iron and zinc are naturally present in oil sands and may be concentrated by the extraction process. The environmental impact caused by oil sand extraction is frequently criticized by environmental groups such as Greenpeace, Climate Reality Project, Pembina Institute, 350.org, MoveOn.org, League of Conservation Voters, Patagonia, Sierra Club, and Energy Action Coalition.

Digging up tar sands wreaks havoc on Alberta’s boreal forest.1

The production process wastes enormous quantities of freshwater.2

Tar sands development produces huge amounts of toxic wastewater.3

Burning tar sands oil creates more pollution than regular crude.4

A web of new pipelines will fan out from Alberta’s tar sands pits.5

We aren’t prepared to deal with tar sands spills.6

Exporting tar sands will put rivers and coastlines at risk of spills.7

Rail cars carrying tar sands crude will pass through densely populated areas.8

Tar sands oil refineries produce dangerous petcoke waste.9

Low-income communities will be disproportionately impacted.10

5- تفاوت ماسه‌های قیری با نفت خام

به دلایل متعدد نمی‌توان ذخایر ماسه قیری را مستقیمآ با ذخایر نفت خام مقایسه کرد. اولاً، 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.

Oil sand Pros and Cons:

Pros

• Very large supply. Second largest oil field in the world

• Economically recoverable at today’s oil prices

• Will help keep oil prices relatively low

• Enormous growth potential. Less than 5 percent has been produced

• Big economic driver in Alberta. Jobs for Native Americans.

• Stable source country (a rarity for oil)

• GHG emissions could potentially be minimized through CCS

Cons

• Enormous GHG emissions. Oil sands are already Canada’s largest source of CO2 emissions.

• Relatively low net energy return compared to other sources