Сланца: США принимает Другой взгляд на огромный внутренний ресурс

Еще в конце 1970-х и начале 1980-х годов, множество нефтяных компаний, с некоторой помощью со стороны правительства США инвестировали около $ 4 млрд в демонстрационных проектах по добыче нефти с обширными ресурсами страны сланца, встречаются в основном в штатах Колорадо, Юта и Вайоминг. План, осаждают нехваткой нефти, вызванного арабским эмбарго на поставки нефти в 1979 году революция в Иране, было уменьшить зависимость США от импорта нефти.

В то время, вера в то, что масло может быть произведено экономически из сланцев, если цены на нефть около $ 40/bbl. Амбициозные усилия выдохлась отчасти потому, что поставки кризис миновал (цены на нефть были низкими, как $ 10/bbl к 1984 году), а отчасти из-за сложности разработки практических путей для извлечения нефти из сланцев.

С учетом последних цен на нефть выше $ 70/bbl, чаяния горючих сланцев сторонники были возрождены. В рамках новой программы, Бюро по управлению земельными ресурсами (BLM, Вашингтон, округ Колумбия, <a target="_blank" href="http://www.blm.gov" <rel="nofollow"> www.blm.gov / >) приняла предложения по промышленности 6 160 акров исследования сланца, разработки и демонстрации (RD

Четыре компании были выбраны для участия в программе: Shale Шеврон ойл компани "(г. Хьюстон, штат Техас; WWW. Chevron.com); EGL Resources, Inc (Мидленд, штат Техас; <A HREF =" http://www.eglresources "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.eglresources </ A>. сот); сланца исследованию Ко, ООО (OSEC; Mobile, AL; <A HREF =" http://www.osecllc. ком "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.osecllc.com </ A>) и Shell пограничной нефти

Компании, которая получила аренды будет 10 лет, чтобы продемонстрировать коммерческой целесообразности своего процесса. Если проект окажется успешным, компания может продлить аренду и могут арендовать дополнительные смежные области 4960 акров зарезервировано для будущего коммерческого использования.

Первоначально BLM выбрали шесть компаний, а ExxonMobil корпорации (Ирвинг, Техас; <a target="_blank" href="http://www.exxonmobil.com" <rel="nofollow"> www.exxonmobil.com / >) и масло-Tech, Inc (весеннее, UT; <a target="_blank" href="http://www.oiltech" rel="nofollow"> www.oiltech </ A> inc.com) были упала из программы. Причины, по BLM, в том, что их предложения не показать, что они будут заключать их RD

США нефтяных месторождений сланцев содержат примерно 1,5-1,8 триллиона баррелей нефти, по данным доклада за 2005 год проделанной Rand корпорации (Санта-Моника, Калифорния; <A HREF = "http://www.rand.org" целевых = " _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.rand.org </ A>) за Министерством энергетики США (Вашингтон, округ Колумбия, <A HREF =" http://www.doe "целевых =" _blank "относительной = "NOFOLLOW" <> www.doe / A>. пра). Из этого лучше, чем 800 миллиардов баррелей могут быть извлекаемые - более чем втрое превышает доказанные запасы нефти Саудовской Аравии. Во многих областях, содержание нефтепродуктов в сланцев выше 30 л / тонну. Более 70% из сланцев лежит в основе федеральных земель.

В месте технологиями

Новых сланцевых процессов добычи включают в себя различные на месте методы, в которых сланец нагревается в землю, чтобы освободить нефти, которая прокачивается через колодцы. Такой подход позволяет избежать затрат и экологических проблем добычи и утилизации отработанного сланца.

Shell, лидером в этой области, провело испытания в точке процесса в течение 10 лет на его имущество в Рио-Бланко-Каунти, CO последнее испытание выпустил 1500 баррелей легкой нефти, а также попутного газа. "Мы работаем над этим процессом, так как 1982 и вложили десятки миллионов долларов", говорит Терри О'Коннор, вице-президент по внешним и законотворческой деятельности с Shell Exploration

В in-situ "Шелл" Преобразование процесса (НКП), отверстия просверлены на глубине до 2000 м, а электроды будут вставлены в форме, что составляет большое сопротивление нагревателя. Горной породы, постепенно нагревается до 650-700 ° F в течение 2-3 в год и производит типичные смеси 2 / 3 легкой нефти и 1 / 3 природного газа (рис. 1). Энергии возврат на инвестиции (EROI) составляет около 3:1 (3 энергоблоков производится за каждую единицу потребленной энергии). О'Коннор говорит, что Shell планирует процесс будет конкурировать с ценами на нефть в диапазоне $ 30/bbl.

Shell планирует провести первый летчик-испытатель МСП по одному из своих BLM аренды. В рамках подготовки к этому, компания планирует заморозить испытания стене системы, которая будет использоваться для держать грунтовых вод из рабочей зоны. Отверстия будет пробурено всего сайта, то трубы будут включены и наполнен охлажденной жидкости для создания стены льда в окружающие породы - по аналогии с заморозить стен используются в горной промышленности и строительства. Подземные воды будет перекачиваться из изолированных районов, а также заморозить стена будет выступать в качестве барьера для предотвращения притока грунтовых вод и содержат углеводороды.

На своем втором арендованных сайте, Shell будет проверить восстановление nahcolite путем распространения горячей воды. Третий сайт будет использоваться для проверки второго поколения обогреватель предназначен для повышения эффективности МСП. В новой конструкции, электроды будут соединены треугольной структуры в подполье.

На месте процесс, который использует перегретого пара для извлечения кероген из сланца будет использоваться по EGL ресурсов, независимых нефтяных компаний производства. Первоначально, в разделе должны рассматриваться будет обезвожен, установив круг добычи и наблюдательных скважин. "Это, вероятно, будет дешевле, чем блокирование", говорит Гленн Ваутер, менеджер Сланца EGL в Div., Который находится в Glenwood Springs, CO

Для демонстрации, EGL планирует пробурить отверстия около 40 м друг от друга через 1000 м вскрышных пород и около 280 м в сланца, то дрель горизонтально через депозит (для коммерческой эксплуатации, отверстия будет пробурена на дно сланцев слоя; рис. 2). Трубы будут вставлены в отверстия и перегретого пара будет перекачиваться в систему, чтобы тепло кероген. "Это закрытая система, поэтому трубы действовать как радиатор", говорит Ваутер. По мере повышения температуры, пара может быть заменена высокотемпературной жидкости теплообмена.

Продукт будет возмещена за счет четыре вертикальных скважин с использованием гибких НКТ для активизации восстановления. Около 2 / 3 до 3 / 4 продукции будут восстановлены, как жидкие, а остальные, как природный газ. Ваутер говорит "грубой экономического анализа" указывает на себестоимость продукции в диапазоне от $ 40/bbl до $ 50/bbl.

Три компании, которые собственности в недрах процессы создали альянс и дали согласие на кросс-лицензирования их технологий для развития доля риска. К ним относятся: Независимый Energy Partners, Inc (IEP; Englewood, CO; <a target="_blank" href="http://www.iepm.com" <rel="nofollow"> www.iepm.com / >); Петро зонд, Inc (Калиспелл, MT; <a target="_blank" href="http://www.earthsearch.com" rel="nofollow"> www.earthsearch.com </ A>), Phoenix и Вайоминг, Inc (Торнтон, CO; <a target="_blank" href="http://www.phxwy.com" rel="nofollow"> www.phxwy.com </ A>). "Есть взаимодействие между процессами", говорит Уильям Пелтон, президент Phoenix Вайоминг. "Мы планируем для испытания на всех трех и коммерциализации зависимости от того, оказывается, лучше. Он добавляет, что компании имеют доступ к 1500 акров земли в сланцев Пиканс бассейна Колорадо, в надежде получить больше.

Phoenix Вайоминг сверла картина скважин и вставки элементов СВЧ-печи для нагрева сланцев. Процесс был испытан в условиях вечной мерзлоты в северном Онтарио и оказались "в 50 раз быстрее, чем теплопроводность, говорит Пелтон.

В процессе Петро зонда, горячие газы вводили вниз скважине и выщелачивания кероген из сланцев. Кероген извлекается в виде газа через то же отверстие, и конденсируется, чтобы восстановить жидкости.

IEP процесс будет использовать 750-850 ° C тепла из отходов твердого оксидного топлива ячейки тепла сланца. На топливных элементах будут положил так и работающие на газе продукта и воздуха для производства электроэнергии, которые будут предложены для продажи от коммерческой деятельности. Ожидается EROI примерно 9:1, говорит Пелтон.

Шеврон развивается на месте, в котором используется горячая двуокиси углерода освободить кероген. CO2, которые используются при интенсификации добычи нефти, выступает в качестве поверхностно-активного вещества, а также средств отопления сланцев. Компания планирует проверить процесс бурения до 5 разведочные скважины. Дополнительные ГРП будет достигаться за счет подчинения образования тепловых циклов, используя горячую СО2 После разрыва завершения образования будет нагреваться медленно циркулирует под давлением CO2, которые будут подогревается и используется повторно.

Сверхкритических СО2 в сочетании с радиочастотным (РЧ) энергии в точке процесса разрабатывается Raytheon Ко ы Integrated Defense Systems (IDS, Тьюксбери, MA; <A HREF = "http://www.raytheon.com "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.raytheon.com </ A>) и CF Technologies, Inc (Hyde Park, MA; <A HREF =" http://www.cftechnologies.com "мишень = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.cftechnologies.com </ A>). В рамках этой концепции, стержень вставляется в скважину и передает радиочастотную энергию за счет образования, отопление углеводородных молекул.

Массив стержней РФ, расположенных "в несколько метров", кроме, может тепла образования в рамках "пару месяцев", говорит Ли Сильвестр, директор Миссии Инновации в IDS. По сравнению с обычным отоплением, РФ ", как в микроволновой печи по сравнению с обычной духовке", говорит она.

После образования нагревается, сверхкритического CO2 вводится и действует как растворитель для кероген. Керогена и СО2 легко, как отдельный давления выделяется на восстановление хорошо, и СО2 восстановить для повторного использования. Raytheon полевые испытания компонентов РФ в Колорадо-много лет назад и недавно испытан CF технологий в процесс в лаборатории. "Тесты показали, мы могли бы получать до 98% керогена с EROI из 4-5:1", говорит Сильвестр.

ExxonMobil планирует также использовать на месте технологии, начиная с ГРП, общие процедуры нефтяных месторождений. "Мы изучаем несколько методов для создания подогревом переломы, которые могут быть нагрет электрическим током или циркуляции горячей жидкости", говорит представитель компании. ExxonMobil имеет интерес примерно в 300000 акров горючих сланцев холдингов Пиканс бассейна Колорадо.

Хотя в недрах процессы предлагают экологические преимущества по сравнению с поверхности возражая в том, что они исключают добычи и утилизации отработанного сланца, критики утверждают, что технология имеет потенциал к загрязнению водоносных горизонтов. "Вы можете выделить проект в то время как вы работаете, но это занимает много времени, чтобы тепло формирования и долго для того, чтобы остыть. Таким образом, после завершения проекта как вы знаете, что время просочилась в воде столе? говорит один анонимный критик.

С экономической точки зрения, на месте технологии, как представляется лучше всего подходит для мест, как Пиканс бассейне, где вклады от 500 футов до более чем 2000-м толщиной, а в 1000 м вскрышных пород, говорится в докладе Rand. Однако там, где мало вскрышных пород и сланцев, где слой не так густо, горнодобывающей промышленности и возражая поверхности может быть самым лучшим вариантом, говорит Бангера.

Поверхность возражая

Пять из этих сайтов BLM аренды в Пиканс бассейна и всех компаний-участниц планируют использовать в недрах процессы. Шестое место в штате Юта, где сланцевых месторождений, как правило, мельче и ближе к поверхности, и план, что нужно использовать поверхность возражать.

Сайт Юта Уайт-Ривер-Майн, недалеко от весеннего, где проживает около 50 тысяч тонн сланца была заминирована, а их запасы около 20 лет назад. OSEC, компания выбрала для этого сайта, планов для обработки части этого сланцев на начальном этапе его испытаний с использованием колбу с Umatac производственных процессов (Calgary, AB; <A HREF = "http://www.uma.aecom.com" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.uma.aecom.com </ A>). В рамках соглашения с BLM, OSEC также сделает сланцев доступным другим компаниям для тестирования и откроет шахты в начале своей RD

реторты Umatac, который называется Альберта Taciuk процессора (СПС), первоначально была разработана при спонсорской поддержке Альберта Министерством энергетики (Эдмонтон) для нефтяных песков и впоследствии была адаптирована для сланца. Реторта представляет собой горизонтальный, вращающийся цилиндр, который имеет четыре отсека для: нагрева сланцев до 250 ° С для удаления воды; пиролиза при 500 ° C, чтобы взломать кероген испарения, которые снимаются через центральную трубку и конденсированных; истощенные сланцы сгорания Процесс тепла и рекуперации тепла из отработанного сланца.

4500-барр / сут демонстрации СПС завод работает в Гладстон (Квинсленд, Австралия), на 2,6 миллиарда баррелей ресурсов сланцев Стюарт, в южной части Тихого океана нефти NL (Brisbane) и Suncor Energy, Inc (Калгари, провинция Альберта). С 2000 по 2004 год завод произвел 1,7 млн. баррелей нефти, которая была гидроочищенные производить бензин и дизельное топливо, говорит изобретатель Уильям СПС Taciuk, исполнительный вице-президент Umatac.

Taciuk говорит, что основное преимущество вращающейся печи, что позволяет избежать агломерации и направления проблем, типичных для вертикальных колбы испытания поколение назад. Еще одним преимуществом является то, что все сланцев рассматривается и, по сути вся энергия восстановить, так как остаточный углерод сгорает на топливо процесса. "Что на месте процесса вы не можете гарантировать, сколько масла вы получите от образования", говорит он.

Первоначально OSEC будет обрабатывать Уайт-Ривер сланцев на 5-Umatac в т / ч блок пилот в Калгари. Следующим шагом, если проект движется вперед, будет для установки демонстрационной установки на шахте.

Реторты система, которая использует серию из трех вращающихся печей (на 5 градусов наклона) для pyrolize сланцев была разработана Syntec энергии, LLC (Линдон, UT). Shale измельчения до 0,125 0,25 в. диаметр, подается в нижней части первой печи, и двигался по экранов пока он подогревается и сушат горячим воздухом, ветром с противоположного конца. Во второй печи, кероген испаряется и уносится горячих газов, которые несут пары обратно через канал входа в отделение и нефтеотдачи колонке. В третьей печи, сланцев охлаждается окружающим воздухом, а затем нагретый воздух используется для подогрева в первой печи.

В промышленном предприятии, горячие газы, используемые для освобождения кероген будет поступать из объекта газификации угольных, продукт, обладающий высоким содержанием водорода. В испытаниях, этот газ был показан для повышения урожайности и качества кероген, говорит Розали Смит, президент Syntec. С газификации угля происходит в 2500 ° F, часть отработанного тепла будут использоваться для производства электроэнергии с помощью газовых турбин. Учет купли-продажи электроэнергии, она оценкам 15000 баррелей растение может добывать нефть по цене около $ 7/bbl, включая горнодобывающую, но до гидроочистки.

Стационарные, вертикальные возразить, что это сказал, чтобы избежать слеживания и подключить проблемы традиционной вертикальной конструкции был разработан масло-Tech. Щебень сланцев менее 0,5 в. диаметр подается в верхнюю часть реторты и испарение в 900-1,200 ° F электрическими нагревателями сопротивления, расположенный на стенки сосуда.

Спекания и подключить устраняются экранов, которые перенаправляют потоки сланцев и извлечения паров быстро конденсатора, так что она не конденсируется внутри колбы, говорит Ромит Бхаттачария, президент нефтяной-Tech.

Отработанные сланца выхода судна на 900 ° F и идет в блок в кипящем слое ТЭЦ, которая обеспечивает дополнительное питание возразить. Это делает хорошо, доброкачественных порошок, который можно использовать для заполнения пустот минных.

Нефть-Tech протестировал этот процесс в 24-барр / блок D и произведено около 250 баррелей нефти в течение последних двух лет, говорит, Бхаттачария. Компания в настоящее время здание 1000-барр / сут возразить, который будет стандартного размера. "Вместо того чтобы строить большие колбы, мы планируем предлагать групп 1000-барр / сут единиц," говорит он. "Это будет проще для расширения производства, а реплика может быть закрыта на техническое обслуживание, не имея большое влияние на завод.

Бхаттачария говорит потребления энергии в стационарный режим только 4-5% производимой энергии. Возражая стоимость составляет около $ 4-7/bbl, говорит он, а стоимость номера-столбовая добыча колеблется от $ 10-30/ton (с добычей нефти около 1 барр / тонна).

Другой процесс вертикальной реторты в настоящее время разрабатывается Brent Фрайер, независимый предприниматель находится в Св. Георгия, UT. Фрайер отказывается сообщить подробности, скажу лишь, что возражать не имеет движущихся частей и пиролиза подпитывается сочетанием горения спаг и рекуперации тепла из отработанного сланца. Он говорит, что процесс дал 2 баррелей нефти из 2-х тонн / шт экспериментальной работы, используя сланцев, содержащих 42 л / тонну нефти.

С учетом перспективы на нефть, по-видимому, мало сомнений, что США придется горючих сланцев промышленности. Вопрос в том, когда? В докладе НОО по Бангера и др.. (Коробка, стр. 7), говорит, сланцев добычи нефти может достигнуть 2 млн баррелей к 2020 году, если правительство и предприниматели договорились о чрезвычайном характере программы. Сегодня Бангер говорит, "мы, вероятно, немного агрессивный об этом. Вещей сейчас, я бы сказал, что мы могли бы 1 миллион баррелей промышленности в 2020 году."

Джеральд Паркинсона, пишущим редактором

GERALD ПАРКИНСОН является пишущим редактором с более чем 30-летним опытом писать о химической промышленности процесса.