Введение

Тяжелая сырая нефть (или сверхтяжелая сырая нефть) – это нефть с высокой вязкостью, которая не может легко поступать в добывающие скважины при нормальных пластовых условиях. Она называется "тяжелой" из-за более высокой плотности или удельного веса по сравнению с легкой сырой нефтью. Тяжелая нефть определяется как любая жидкая нефть с API-гравитацией менее 20°. Физические свойства, отличающие тяжелую нефть от более легких сортов, включают более высокую вязкость и удельный вес, а также более высокий молекулярный вес углеводородного состава. В 2010 году Всемирный энергетический совет (ВЭС) определил сверхтяжелую нефть как сырую нефть с гравитацией менее 10° и пластовой вязкостью более 10 000 сантипуаз. Иными словами, нефть с плотностью более 1000 кг/м³ (или удельным весом более 1) и пластовой вязкостью более 10 000 сантипуаз. Тяжелые масла и асфальт являются плотными невзвешенными жидкостями (DNAPL). Они обладают низкой растворимостью, вязкостью и плотностью выше, чем у воды. Крупные разливы DNAPL быстро проникают на всю глубину водоносного горизонта и накапливаются на его дне.

Связанные вещества

Тяжелая нефть тесно связана с природным битумом из нефтяных песков. Нефтяные геологи классифицируют битум из нефтяных песков как "сверхтяжелую нефть" из-за его плотности менее 10° API. Битум – самая тяжелая и вязкая форма нефти. По данным Института мировых ресурсов, значительные запасы тяжелой нефти и нефтяных песков сосредоточены в Канаде и Венесуэле. Управление энергетической информации США (EIA) сообщило в 2001 году, что крупнейшие запасы тяжелой нефти в мире расположены к северу от реки Ориноко, в поясе Ориноко протяженностью 435 км и шириной 64 км в восточной Венесуэле. В то время Венесуэла начала выдавать разрешения на "совместные предприятия для переработки сверхтяжелых нефтяных ресурсов", сопоставимые по объему с доказанными запасами нефти Саудовской Аравии. Пояс Ориноко в Венесуэле иногда описывают как нефтяные пески, однако эти месторождения не битуминозны и относятся к категории тяжелой или сверхтяжелой нефти из-за их более низкой вязкости. Природный битум и сверхтяжелая нефть различаются степенью деградации от исходных сортов нефти под воздействием бактерий. Известно о наличии запасов в тридцати и более странах. Производство, транспортировка и переработка тяжелой нефти сопряжены с особыми трудностями по сравнению с легкой нефтью. Как правило, для облегчения потока в трубопровод, транспортирующий тяжелую нефть, на определенных участках добавляют разбавитель. Дильбит (разбавленный битум) – это способ транспортировки высоковязких углеводородов. Согласно Методологии оценки битума нефтяных песков провинции Альберта, "дильбитные смеси" означают "смеси, изготовленные из тяжелой нефти и/или битума с разбавителем, обычно конденсатом, для соответствия требованиям к вязкости и плотности трубопровода, при этом плотность разбавителя, входящего в состав смеси, составляет менее 800 кг/м3".

Экономика

Тяжелая сырая нефть представляет собой интересную ситуацию с точки зрения экономики разработки нефтяных месторождений. Запасы тяжелой нефти в мире более чем в два раза превышают запасы обычной легкой нефти. В октябре 2009 года Геологическая служба США обновила оценку извлекаемых запасов месторождений Ориноко (Венесуэла) до , что делает этот регион одним из крупнейших в мире по извлекаемым запасам нефти. Однако коэффициент извлечения тяжелой нефти часто ограничен 5–30% от первоначальных запасов. Химический состав зачастую является определяющим фактором для коэффициента извлечения. Новые технологии, применяемые для добычи тяжелой нефти, постоянно повышают этот коэффициент. С одной стороны, из-за возросших затрат на переработку и высокого содержания серы в некоторых сортах, тяжелая нефть часто продается со скидкой по сравнению с более легкой нефтью. Повышенная вязкость и плотность также усложняют добычу (см. разработку месторождений). С другой стороны, значительные запасы тяжелой нефти обнаружены в Америке, включая Канаду, Венесуэлу и Калифорнию. Относительно небольшая глубина залегания месторождений тяжелой нефти (часто менее 914,40 м) может способствовать снижению затрат на добычу; однако это компенсируется сложностями добычи и транспортировки, которые делают традиционные методы неэффективными. Тем не менее, поскольку сырая нефть подвергается переработке перед использованием, в результате чего образуются определенные алканы посредством крекинга и фракционной дистилляции, данное сравнение не имеет практического смысла. Переработка тяжелой нефти может потребовать большего расхода энергии, поэтому ее воздействие на окружающую среду в настоящее время более значительно, чем у легкой нефти, если конечными продуктами являются легкие углеводороды (бензин). С другой стороны, тяжелая нефть является лучшим сырьем для производства дорожных асфальтобетонных смесей, чем легкая нефть. При использовании современных технологий добыча и переработка тяжелой нефти и битуминозных песков приводит к образованию в три раза больше общих выбросов CO2 по сравнению с обычной нефтью, главным образом из-за дополнительного потребления энергии в процессе добычи (который может включать сжигание природного газа для нагрева и поддержания давления в пласте с целью интенсификации притока). Текущие исследования, направленные на совершенствование методов добычи, призваны снизить это воздействие на окружающую среду. В отчете за 2009 год Национальная сеть по токсичным веществам, ссылаясь на данные, предоставленные Центром анализа информации о диоксиде углерода правительства США и Канадской ассоциацией производителей нефти (CAPP), заявила, что выбросы CO2 на единицу произведенной энергии составляли около 84% от выбросов угля (0,078/0,093) и были выше, чем выбросы CO2 при добыче обычной нефти. Environmental Research Web сообщает, что "из-за энергии, необходимой для добычи и переработки, нефть из канадских нефтяных песков имеет более высокие выбросы на протяжении всего жизненного цикла" по сравнению с традиционными ископаемыми видами топлива; "до 25% больше".