Введение

Тип нетрадиционного нефтяного месторождения

Нефтяные пески, битуминозные пески, природный битум или битумизированные пески являются одним из видов нетрадиционных нефтяных месторождений. Нефтяные пески представляют собой рыхлые пески или частично сцементированный песчаник, содержащий естественную смесь песка, глины и воды, пропитанную битумом – плотной и чрезвычайно вязкой формой нефти. Значительные залежи битума зафиксированы в Канаде, Казахстане, России и Венесуэле. Общие разведанные мировые запасы нефти превышают 100 миллиардов баррелей, а общие запасы природного битума оцениваются в 100 миллиардов баррелей по всему миру, из которых 70,8% сосредоточено в провинции Альберта, Канада. Пояс Ориноко в Венесуэле иногда классифицируется как нефтяные пески, однако эти месторождения не являются битуминозными и относятся к категории тяжелой или сверхтяжелой нефти из-за их меньшей вязкости. Природный битум и сверхтяжелая нефть различаются степенью деградации от исходных традиционных нефтей под воздействием бактерий. Рост цен на нефть в 1973 и 1979 годах, а также разработка усовершенствованных технологий добычи сделали рентабельной добычу и переработку нефтяных песков. Наряду с другими так называемыми нетрадиционными методами добычи нефти, нефтяные пески являются предметом дискуссий о невостребованных углеводородах, но также способствуют энергетической безопасности и противодействуют международному ценовому картелю ОПЕК. Согласно Индексу климатического воздействия нефти, выбросы углерода при добыче нефти из нефтепесков на 31% выше, чем при добыче традиционной нефти. В Канаде, согласно данным Natural Resources Canada (NRCan), добыча на нефтяных песках в целом, и особенно метод добычи in situ, являются основными факторами увеличения выбросов парниковых газов в стране в период с 2005 по 2017 год.

История

Эксплуатация битуминозных месторождений и просачиваний восходит к палеолиту. Самым ранним известным использованием битума были неандертальцы, около 40 000 лет назад. Битум был найден на каменных орудиях, использовавшихся неандертальцами в Сирии. После появления Homo sapiens люди использовали битум для строительства зданий и гидроизоляции тростниковых лодок, среди прочего. В Древнем Египте битум был важен при мумификации. В древности битум был преимущественно месопотамским товаром, используемым шумерами и вавилонянами, хотя он также встречался в Леванте и Персии. Район вдоль рек Тигр и Евфрат был усеян сотнями источников чистейшего битума. Месопотами использовали битум для гидроизоляции лодок и зданий. В Европе его активно добывали вблизи французского города Пехелбронн, где в 1742 году применялся процесс паровой сепарации. В Канаде коренные народы использовали битум из просачиваний вдоль рек Атабаска и Кливвотер для гидроизоляции своих каноэ из бересты с самых ранних доисторических времен. Европейцы впервые узнали о канадских нефтяных песках в 1719 году, когда индеец кри по имени Ва Па Су принес образец торговцу мехом компании Гудзонова залива Генри Келси, который упомянул об этом в своих записях. Торговец мехом Питер Понд сплавлялся по реке Кливвотер к Атабаске в 1778 году, увидел залежи и написал о «источниках битума, текущих по земле». В 1787 году торговец мехом и исследователь Александр Маккензи, направляясь к Северному Ледовитому океану, увидел нефтяные пески Атабаски и отметил: «Примерно в 38,6 километрах от места слияния (рек Атабаска и Кливвотер) находятся битуминозные источники, в которые можно погрузить шест длиной около 6 метров, не встречая никакого сопротивления».

Стоимость нефтяных песков

В своем сравнении "обновления кривой издержек" в мае 2019 года, в котором норвежская компания Rystad Energy – "независимый исследовательский и консалтинговый центр в области энергетики" – ранжировала "общие мировые извлекаемые запасы жидких углеводородов по цене безубыточности", Rystad сообщила, что средняя цена безубыточности нефти из нефтяных песков в 2019 году составила 83 доллара США, что делает ее самой дорогой в производстве по сравнению со всеми другими "значимыми нефтедобывающими регионами" мира. Международное энергетическое агентство проводило аналогичные сравнения. Цена на баррель более тяжелой и сернистой нефти, не имеющей выхода к морским терминалам, такой как Western Canadian Select (WCS) из нефтяных песков Атабаски, устанавливается с дисконтом по отношению к более легкой и малосернистой нефти, такой как West Texas Intermediate (WTI). Цена определяется ее качеством – определяемым такими показателями, как плотность или API и содержание серы, – и местоположением, например, близостью к морским терминалам и/или нефтеперерабатывающим заводам. Поскольку себестоимость добычи на месторождениях нефтяных песков значительно выше, точка безубыточности для них гораздо выше, чем для легкой малосернистой нефти, добываемой, например, в Саудовской Аравии, Иране, Ираке и Соединенных Штатах. Периоды подъема сменялись спадами, поскольку мировые цены на нефть падали в 1980-х и 1990-х годах, во время периодов глобальных рецессий, и снова в 2003 году.

Номенклатура

Название «каменные пески» было применено к битуминозным пескам в конце XIX и начале XX века. Люди, видевшие битуминозные пески в этот период, хорошо знали большие объемы смолистых остатков, образующихся в городах как побочный продукт производства угольного газа для отопления и освещения. Использование слова «смола» для описания этих природных залежей битума – фактически неверно, поскольку, с химической точки зрения, смола – это продукт, созданный человеком в процессе сухой перегонки органических материалов, обычно угля. С тех пор угольный газ почти полностью вытеснен природным газом в качестве топлива, а угольная смола как материал для мощения дорог заменена асфальтом, получаемым из нефти. Природный битум химически больше похож на асфальт, чем на угольную смолу, и в нефтедобывающих регионах промышленность чаще использует термин «нефтяные пески» (или «oil sands»), чем «каменные пески», поскольку из битума производится синтетическая нефть. Нефтяные пески в настоящее время являются альтернативой традиционной сырой нефти.

Геология

Крупнейшие в мире месторождения нефтяных песков расположены в Венесуэле и Канаде. Геология месторождений в обеих странах в целом довольно схожа. Это обширные залежи тяжелой нефти, сверхтяжелой нефти и/или битума с плотностью нефти выше 20° API, которые в основном содержатся в рыхлых песчаниках с аналогичными характеристиками. "Рыхлый" в данном контексте означает, что пески обладают высокой пористостью, незначительной связностью и предельным напряжением на растяжение, близким к нулю. Пески насыщены нефтью, что препятствует их уплотнению в твердый песчаник. Общие запасы нефти в недрах не равны извлекаемым запасам, и объем добычи зависит от развития технологий. Быстрый технологический прогресс в Канаде в период с 1985 по 2000 год привел к разработке таких методов, как парогравитационный дренаж (SAGD), позволяющих извлекать значительно больший процент от исходных запасов нефти (OOIP), чем традиционные методы. Правительство провинции Альберта оценивает, что с использованием современных технологий можно извлечь 10% битума и тяжелой нефти, что соответствует примерно 200 миллиардам баррелей (32 миллиардам кубических метров) извлекаемых запасов нефти. Венесуэла оценивает свои извлекаемые запасы нефти в 267 миллиардов баррелей (42 миллиарда кубических метров).

Канада

Нефтяные пески Западно-канадского осадочного бассейна (WCSB) являются результатом формирования Канадских Скалистых гор в результате надвижения Тихоокеанской плиты на Североамериканскую плиту, когда она двигалась с запада, неся бывшие крупные островные цепи, которые сейчас составляют большую часть Британской Колумбии. Столкновение сжало Альбертские равнины и подняло Скалистые горы над равнинами, образовав горные хребты. Этот процесс горообразования погреб осадочные слои горных пород, лежащие в основе большей части Альберты, на большую глубину, создав высокие подповерхностные температуры и эффект гигантского автоклава, который преобразовал кероген в глубоко залегающих органически богатых сланцах в легкую нефть и природный газ. Эти материнские породы были схожи с американскими так называемыми нефтяными сланцами, за исключением того, что последние никогда не были погребены достаточно глубоко для преобразования керогена в жидкую нефть. Это надвижение также наклонило предкембрийские осадочные формации, лежащие в основе большей части подповерхности Альберты, опуская горные породы на юго-западе Альберты до больших глубин вблизи Скалистых гор, но до нулевой глубины на северо-востоке, где они перекрываются с магматическими породами Канадского щита, выходящими на поверхность. Этот наклон не заметен на поверхности, поскольку образовавшаяся впадина была заполнена эродированным материалом из гор. Легкая нефть мигрировала вверх по падению углов посредством гидродинамического транспорта от Скалистых гор на юго-западе к Канадскому щиту на северо-востоке, следуя по сложной предкембрийской несогласимости, существующей в формациях под Альбертой. Общее расстояние миграции нефти с юго-запада на северо-восток составляло около. На небольших глубинах осадочных формаций на северо-востоке массивная микробная биодеградация по мере приближения нефти к поверхности привела к высокой вязкости и неподвижности нефти. Почти вся оставшаяся нефть находится на крайнем севере Альберты, в среднемеловых (115 миллионов лет) песчано-сильтовых сланцевых отложениях, перекрытых толстыми сланцами, хотя значительные количества тяжелой нефти, легче битума, находятся в поясе тяжелой нефти вдоль границы Альберты и Саскачевана, простирающейся в Саскачеван и приближающейся к границе Монтаны. Следует отметить, что, хотя Саскачеван и граничит с Альбертой, в нем нет крупных месторождений битума, а только крупные резервуары тяжелой нефти с плотностью >10° API. В результате, циклическая паростимуляция (CSS) обычно используется для добычи. Нефтяные пески Холодного озера имеют приблизительно круглую форму, центрированную вокруг Боннивиля, Альберта. Они, вероятно, содержат более 60 миллиардов кубических метров (370 миллиардов баррелей) сверхтяжелой нефти на месте. Нефть обладает высокой вязкостью, но значительно меньшей, чем у нефтеносных песков Атабаска, и несколько менее сернистая. Глубина залежей составляет , а толщина варьируется от . В 2009 году Геологическая служба США (USGS) увеличила свои оценки запасов до нефти, которая является "технически извлекаемой (добываемой с использованием современных технологий и отраслевых практик)". Оценка экономической извлекаемости нефти не проводилась.

Другие депозиты

В дополнение к трем крупным канадским нефтяным пескам в Альберте, существует четвертое крупное месторождение нефтяных песков в Канаде – нефтяные пески острова Мелвилл на канадских арктических островах, которые слишком удалены для коммерческой добычи в обозримом будущем. Помимо гигантских месторождений нефтяных песков в Канаде и Венесуэле, многие другие страны располагают более мелкими месторождениями нефтяных песков. В Соединенных Штатах имеются сверхгигантские нефтяные пески. Помимо того, что они значительно меньше канадских, нефтяные пески США характеризуются высокой нефтенасыщенностью, в то время как канадские нефтяные пески – водонасыщенностью. В Казахстане крупные залежи битума находятся в Северо-Каспийском бассейне. На Мадагаскаре месторождения тяжелых нефтяных песков расположены в Цимироро и Бемоланга, где на Цимироро уже действует пилотная скважина, добывающая небольшое количество нефти, а более масштабная разработка находится на ранней стадии планирования. В Республике Конго запасы оцениваются в пределах от…

Производство

Битуминозные пески являются основным источником нетрадиционной нефти, хотя крупномасштабная промышленность по добыче нефтяных песков существует только в Канаде. В 2006 году в Канаде добыча битума в среднем осуществлялась в рамках 81 проекта по разработке нефтяных песков. В 2007 году 44% всей канадской добычи нефти приходилось на нефтяные пески. По оценкам на 2008 год, эта доля должна была увеличиться в ближайшие десятилетия по мере роста производства битума и снижения добычи традиционной нефти, однако из-за экономического спада 2008 года работы по новым проектам были отложены.

Канада

Нефтяные пески Альберты разрабатываются в коммерческих целях с 1967 года, когда начала работу первая шахта Great Canadian Oil Sands (ныне Suncor Energy). В 1978 году начала работу вторая шахта Syncrude, которая является крупнейшей шахтой любого типа в мире. Третья шахта в нефтяных песках Атабаска, консорциум Albian Sands, состоящий из Shell Canada, Chevron Corporation и Western Oil Sands Inc. (приобретенной Marathon Oil Corporation в 2007 году), начала работу в 2003 году. Petro Canada также разрабатывала проект Fort Hills стоимостью 33 миллиарда долларов совместно с UTS Energy Corporation и Teck Cominco, однако после слияния Petro Canada с Suncor в 2009 году проект потерял импульс. К 2013 году в месторождении нефтяных песков Атабаска действовали девять проектов по добыче нефтяных песков: Suncor Energy Inc. (Suncor), Mildred Lake и Aurora North компании Syncrude Canada Limited (Syncrude), Muskeg River и Jackpine компании Shell Canada Limited (Shell), Horizon компании Canadian Natural Resources Limited (CNRL), Imperial Oil Resources Ventures Limited (Imperial), проект Kearl Oil Sands Project (KOSP), шахта Joslyn North компании Total E&P Canada Ltd. и Fort Hills Energy Corporation (FHEC). Только в 2011 году ими было добыто более 52 миллионов кубических метров битума. С начала 2022 года добыча нефтепеска в Альберте резко возросла, значительно превысив уровень 2014 года. Высокие цены на нефть – одна из причин этого. В 2024 году ожидается дальнейший рост, что может позволить Канаде стать лидером в добыче нефти.

Венесуэла

До 2000 года существенного освоения сверхтяжёлых нефтяных месторождений Венесуэлы не проводилось, за исключением разработки в рамках операции BITOR, которая давала несколько менее 100 000 баррелей нефти в сутки (16 000 м³/сутки) нефти плотностью 9°API первичными методами. Эта нефть в основном поставлялась в виде эмульсии (Оримульсии), состоящей из 70% нефти и 30% воды, по характеристикам схожей с тяжёлым мазутом и предназначенной для сжигания на тепловых электростанциях.

Другие страны

В мае 2008 года итальянская нефтяная компания Eni объявила о проекте по разработке небольшого месторождения битуминозных песков в Республике Конго. Производство планируется начать в 2014 году и, по оценкам, в конечном итоге обеспечит общую добычу .

Методы экстракции

За исключением небольшой доли сверхтяжёлой нефти или битума, которую можно извлечь с помощью традиционных технологий бурения нефтяных скважин, нефтяные пески необходимо добывать открытым способом или перекачивать в скважины, используя сложные in-situ технологии. Эти методы обычно требуют больше воды и энергии, чем традиционная добыча нефти. Хотя большая часть нефтяных песков Канады добывается открытым способом, примерно 90% канадских нефтяных песков и все нефтяные пески Венесуэлы залегают слишком глубоко для разработки открытым способом.

Первичное производство

Обычная сырая нефть обычно извлекается из недр путем бурения нефтяных скважин в нефтяной пласт, позволяя нефти поступать в них под естественным пластовым давлением, хотя для поддержания добычи часто требуются искусственные методы подъема и такие технологии, как горизонтальное бурение, заводнение и закачка газа. При использовании первичных методов добычи в венесуэльских нефтяных песках, где сверхтяжелая нефть имеет температуру около 50 градусов Цельсия, типичный коэффициент извлечения нефти составляет примерно 8–12%. Канадские нефтяные пески значительно холоднее и подвержены большей биодеградации, поэтому коэффициент извлечения битума обычно составляет всего 5–6%. Ранее первичные методы добычи применялись в более жидких участках канадских нефтяных песков. Однако они позволяли извлечь лишь небольшую долю нефти, поэтому в настоящее время используются редко.

Поверхностная добыча полезных ископаемых

Нефтяные пески Атабаска – единственные крупные месторождения нефтяных песков, залегающие достаточно близко к поверхности для разработки открытым способом. В песках Атабаски содержатся огромные запасы битума, покрытого небольшим слоем вскрыши, что делает добычу открытым способом наиболее эффективным методом его извлечения. Вскрыша состоит из водонасыщенного мускега (торфяного болота), перекрывающего глину и пустой песок. Сами нефтяные пески обычно представляют собой мощные пласты сырого битума, заключенного в рыхлый песчаник, который залегает на плоской известняковой породе. С момента начала работы первой крупномасштабной шахты по добыче нефтяных песков компанией Great Canadian Oil Sands (ныне Suncor Energy) в 1967 году, битум добывается в промышленных масштабах, и объемы добычи неуклонно растут. В настоящее время действует большое количество шахт по добыче нефтяных песков, и многие другие находятся на стадии утверждения или разработки. Шахта Syncrude Canada была второй, открытой в 1978 году, Shell Canada открыла шахту Muskeg River (Albian Sands) в 2003 году, а Canadian Natural Resources Ltd (CNRL) – проект Horizon Oil Sands в 2009 году. К новым шахтам относятся шахта Jackpine компании Shell Canada, проект Kearl Oil Sands компании Imperial Oil, шахта Northern Lights компании Synenco Energy (в настоящее время принадлежащая TotalEnergies) и шахта Fort Hills компании Suncor.

Нефтяные пески отходы пруды

Хвостохранилища нефтепесчаных отвалов – это инженерные сооружения в виде плотин и дамб, содержащие соли, взвешенные твердые частицы и другие растворимые химические соединения, такие как нафтеновые кислоты, бензол, углеводороды, остаточный битум, мелкий ил (зрелые мелкие хвосты MFT) и воду. Большие объемы отходов являются побочным продуктом открытой добычи нефтепесков, и управление этими отходами – один из наиболее негативных аспектов разработки залежей битуминозных песков.

Добыча холодной тяжелой нефти с использованием песка (CHOPS)

Несколько лет назад канадские нефтяные компании обнаружили, что удаление песчаных фильтров из скважин тяжелой нефти и добыча максимального количества песка вместе с нефтью значительно повышают дебит. Эта технология получила название Cold Heavy Oil Production with Sand (CHOPS) – добыча тяжелой нефти с песком без подогрева. Последующие исследования показали, что откачка песка создает "червоточины" в песчаном пласте, облегчая приток нефти к стволу скважины. Преимуществом этого метода является увеличение дебита и коэффициента извлечения (около 10% против 5–6% при использовании песчаных фильтров), а недостатком – проблема утилизации добытого песка. Одним из новых решений стало использование его для отсыпки сельских дорог, что устраивало местные власти, поскольку маслянистый песок снижал запыленность и позволял нефтяным компаниям выполнять работы по содержанию дорог. Однако правительства обеспокоены большим объемом и составом нефти, попадающей на дорожное покрытие, поэтому в последние годы все чаще для утилизации маслянистого песка используют подземные соляные каверны.

Циклическая паровая стимуляция (CSS)

Использование паровой инжекции для добычи тяжелой нефти применяется на нефтяных месторождениях Калифорнии с 1950-х годов. Метод циклической паровой стимуляции (CSS), известный как "хафф-энд-пафф", в настоящее время широко используется в мировой практике добычи тяжелой нефти благодаря высоким дебитам на начальном этапе; однако коэффициент извлечения нефти относительно низок (10–40% от изначальных запасов) по сравнению с SAGD (60–70% от изначальных запасов). Компания Imperial Oil применяет CSS на месторождении Cold Lake с 1985 года, а также его используют Canadian Natural Resources на месторождениях Primrose и Wolf Lake и Shell Canada на Peace River. В этом методе скважина проходит циклы закачки пара, выдержки и добычи нефти. Сначала в скважину закачивают пар при температуре от 300 до 340 градусов Цельсия в течение нескольких недель или месяцев; затем скважине дают отстояться от нескольких дней до нескольких недель, чтобы тепло проникло в пласт; и впоследствии горячую нефть извлекают из скважины в течение нескольких недель или месяцев. Когда дебит падает, скважина проходит еще один цикл закачки, выдержки и добычи. Этот процесс повторяется до тех пор, пока затраты на закачку пара не превысят доходы от добычи нефти.

Дренаж под действием пара (SAGD)

Дренаж с помощью пара был разработан в 1980-х годах организацией Alberta Oil Sands Technology and Research Authority и совпал по времени с усовершенствованиями в технологии направленного бурения, что сделало его быстрым и недорогим к середине 1990-х годов. В технологии SAGD в нефтяных песках бурятся две горизонтальные скважины: одна – на нижней границе пласта, а другая – примерно в 5 метрах выше. Эти скважины обычно бурят группами от центральных площадок и они могут простираться на многие километры во всех направлениях. В каждой паре скважин пар закачивается в верхнюю скважину, тепло плавит битум, что позволяет ему стекать в нижнюю скважину, откуда он откачивается на поверхность. Примерами применения являются разработки Christina Lake, проект ConocoPhillips Surmont, проект Devon Canada Jackfish и проект Derek Oil & Gas LAK Ranch. Компания Alberta OSUM Corp объединила проверенную технологию подземной разработки с SAGD для повышения коэффициента извлечения нефти, прокладывая скважины под землей непосредственно изнутри залежи нефтяных песков, что также снижает энергозатраты по сравнению с традиционным SAGD. Данное технологическое решение находится на стадии испытаний.

Выделение пара (VAPEX)

Для отделения битума от песка используются растворители вместо пара. Некоторые методы экстракции растворителем могут быть более эффективны при разработке пласта (in situ), а другие – при добыче открытым способом. Растворитель может быть выгоден, если позволяет получить больше нефти при меньших затратах энергии на производство пара. Процесс паровой экстракции с использованием растворителя (VAPEX) – это технология разработки пласта (in situ), аналогичная SAGD. Вместо пара в верхнюю скважину закачивают углеводородные растворители для разбавления битума, что обеспечивает его текучесть в нижнюю скважину. Он обладает значительным преимуществом в виде более высокой энергоэффективности по сравнению с паровой инъекцией, а также обеспечивает частичную переработку битума в нефть непосредственно в пласте. Этот процесс привлек внимание нефтяных компаний, которые проводят с ним эксперименты. Описанные методы не исключают друг друга. Всё чаще скважины подвергают одному циклу впрыска-выдержки-добычи CSS для подготовки пласта перед переходом к добыче SAGD, и компании экспериментируют с комбинированием VAPEX и SAGD для повышения коэффициента извлечения нефти и снижения энергозатрат.

Инъекция воздуха от пальца ноги до пятки (THAI)

Это очень новый и экспериментальный метод, сочетающий вертикальную скважину для закачки воздуха с горизонтальной эксплуатационной скважиной. Процесс воспламеняет нефть в пласте и создает вертикальную стену огня, движущуюся от "пятки" горизонтальной скважины к "носку", сжигая более тяжелые компоненты нефти и непосредственно в пласте перерабатывая часть тяжелого битума в более легкую нефть. Ранее проекты огневого воздействия не были успешными из-за сложностей с контролем фронта пламени и риска воспламенения эксплуатационных скважин. Однако некоторые нефтяные компании полагают, что метод THAI будет более управляемым и практичным, а также имеет преимущество, заключающееся в отсутствии необходимости затрачивать энергию на создание пара. Сторонники этого метода добычи утверждают, что он требует меньше пресной воды, производит на 50% меньше парниковых газов и оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем другие методы добычи. Petrobank Energy and Resources сообщила об обнадеживающих результатах испытаний своих скважин в Альберте, с дебитом до 100 тонн в сутки на скважину и повышением качества нефти с 8 до 12 градусов API. Компания надеется добиться дополнительного повышения качества на 7 градусов за счет системы CAPRI (инфузия смолы под контролируемым атмосферным давлением), которая прокачивает нефть через катализатор, расположенный во внутренней трубе. Однако после нескольких лет эксплуатации in situ стало очевидно, что существующие методы THAI не работают по плану. На фоне устойчивого снижения добычи на скважинах THAI в Керроберте, Petrobank обесценила свои патенты THAI и запасы на этом объекте до нуля. Компания планирует экспериментировать с новой конфигурацией, которую она называет "мульти-ТАИ", предусматривающей увеличение количества скважин для закачки воздуха.

Дренаж воздушной гравитации (COGD)

Это экспериментальный метод, в котором используются несколько вертикальных скважин для подачи воздуха над горизонтальной эксплуатационной скважиной, расположенной в нижней части нефтебитумного пласта. Для подготовки битума к воспламенению и увеличению подвижности применяется начальный паровой цикл, аналогичный CSS. После этого цикла воздух нагнетается в вертикальные скважины, воспламеняя верхний слой битума и разжижая (путем нагрева) нижний слой для притока к эксплуатационной скважине. Ожидается, что COGD позволит сократить потребление воды на 80% по сравнению с SAGD.

Энергетический баланс

Приблизительно столько же энергии требуется для извлечения барреля битума и переработки его в синтетическую сырую нефть. По состоянию на 2006 год большая часть этой энергии производилась за счет сжигания природного газа. Поскольку баррель нефтяного эквивалента составляет около , его EROEI (энергетическая отдача от затраченных ресурсов) равен 5–6. Это означает, что при добыче высвобождается примерно в 5–6 раз больше энергии, чем потребляется. Ожидается, что к 2015 году энергоэффективность улучшится до среднего показателя в природного газа или энергии на баррель, что приведет к EROEI около 6,5. Альтернативы природному газу существуют и доступны в районе нефтяных песков. Сам битум может использоваться в качестве топлива, потребляя около 30–35% сырого битума на единицу произведенной синтетической сырой нефти. Проект Nexen Long Lake будет использовать запатентованную технологию деасфальтирования для переработки битума, используя асфальтеновые остатки, подаваемые в газификатор, синтез-газ которого будет использоваться турбиной когенерации и установкой по производству водорода, обеспечивая все энергетические потребности проекта: пар, водород и электроэнергию. Таким образом, он будет производить синтетическую сырую нефть без потребления природного газа, но капитальные затраты очень высоки. Несколько лет назад прогнозировалась нехватка природного газа для топлива проектов, что могло стать проблемой для добычи нефтеносных песков в Канаде, но недавний рост добычи сланцевого газа в США значительно смягчил эту проблему для Северной Америки. С увеличением использования гидроразрыва пласта, обеспечивающего США в значительной степени самодостаточностью в природном газе и позволяющего экспортировать больше природного газа в Восточную Канаду для замены газа из Альберты, правительство Альберты использует свои полномочия в соответствии с НАФТА и канадской конституцией для сокращения поставок природного газа в США и Восточную Канаду и перенаправления газа на внутреннее потребление в Альберте, особенно для топлива из нефтяных песков. Трубопроводы природного газа, идущие на восток и юг, переоборудуются для транспортировки растущих объемов добычи с нефтяных песков вместо газа. Кроме того, в Канаде имеются огромные неразработанные месторождения сланцевого газа, помимо американских, поэтому природный газ для будущего производства нефтеносных песков не представляет собой серьезной проблемы. Низкая цена на природный газ, обусловленная новой добычей, значительно улучшила экономическую эффективность производства нефтепеска.

Модернизация и смешивание

Экстратяжелая сырая нефть или природный битум, извлекаемые из нефтеносных песков, представляет собой очень вязкую полутвердую форму нефти, которая не течет легко при обычных температурах, что затрудняет ее транспортировку по трубопроводам к рынкам сбыта. Для прокачки по нефтепроводам ее необходимо либо переработать в более легкую синтетическую нефть (СКО), смешать с разбавителями для получения дильбита, либо нагреть для снижения вязкости.

Венесуэла

Хотя венесуэльская сверхтяжелая нефть менее вязкая, чем канадский битум, большая часть этой разницы обусловлена температурой. Как только нефть извлекается из-под земли и остывает, она сталкивается с теми же проблемами – становится слишком вязкой для транспортировки по трубопроводам. В настоящее время Венесуэла добывает больше экстратяжелой нефти в нефтяных песках Ориноко, чем могут переработать четыре ее установки глубокой переработки, построенные иностранными нефтяными компаниями более десяти лет назад. Суммарная мощность этих установок составляет , что равно лишь половине объема добываемой экстратяжелой нефти. Кроме того, Венесуэла производит недостаточное количество нафты для использования в качестве разбавителя при транспортировке сверхтяжелой нефти на рынок. В отличие от Канады, Венесуэла не добывает значительные объемы газового конденсата из собственных газовых скважин и не имеет легкого доступа к конденсату, получаемому при добыче сланцевого газа в США. Поскольку Венесуэла также испытывает недостаток в мощностях нефтепереработки для обеспечения внутреннего спроса, запасов нафты недостаточно для использования в качестве разбавителя для трубопроводов, и ей приходится импортировать нафту для покрытия дефицита. Учитывая финансовые трудности Венесуэлы, вызванные экономическим кризисом в стране, а также политические разногласия с правительством США и нефтяными компаниями, ситуация остается без решения.

Канада

В Альберте есть четыре крупных нефтеперерабатывающих завода, которые обеспечивают большую часть Западной Канады нефтепродуктами, но по состоянию на 2012 год они перерабатывали менее 1/4 приблизительного объема битума и SCO, произведенного в Альберте. Некоторые крупные установки по переработке битуминозных песков также производили дизельное топливо в рамках своей деятельности. Часть битума и SCO направлялась на нефтеперерабатывающие заводы в других провинциях, но большая часть экспортировалась в Соединенные Штаты. Четыре основных нефтеперерабатывающих завода в Альберте: Suncor Energy управляет нефтеперерабатывающим заводом Petro Canada недалеко от Эдмонтона, который может перерабатывать все виды нефти и битума в различные продукты. Imperial Oil управляет нефтеперерабатывающим заводом Strathcona недалеко от Эдмонтона, который может перерабатывать SCO и обычную нефть в различные продукты. Shell Canada управляет нефтеперерабатывающим заводом Scotford недалеко от Эдмонтона, который интегрирован с установкой Scotford Upgrader и может перерабатывать все виды нефти и битума в различные продукты. Husky Energy управляет нефтеперерабатывающим заводом Husky Lloydminster в Ллойдминстере, который может перерабатывать сырье с соседней установки Husky Upgrader в битум и другие продукты. Строящийся нефтеперерабатывающий завод Sturgeon Refinery стоимостью 8,5 миллиарда долларов, пятый крупный нефтеперерабатывающий завод Альберты, находится недалеко от Форт-Саскачевана, а завершение строительства запланировано на 2017 год. Проект Pacific Future Energy предложил строительство нового нефтеперерабатывающего завода в Британской Колумбии для переработки битума в топливо для азиатских и канадских рынков. Pacific Future Energy предлагает транспортировать почти твердый битум на нефтеперерабатывающий завод по железной дороге в танкерных вагонах. Большая часть канадской нефтеперерабатывающей промышленности находится в иностранной собственности. Канадские нефтеперерабатывающие заводы могут перерабатывать только около 25% нефти, добываемой в Канаде. Канадские нефтеперерабатывающие заводы, расположенные за пределами Альберты и Саскачевана, изначально были построены для переработки легкой и средней нефти. С началом новой добычи битуминозных песков по ценам ниже, чем на международную нефть, дисбаланс рыночных цен подорвал экономику нефтеперерабатывающих заводов, которые не могли ее перерабатывать.

Соединенные Штаты

До 2013 года, когда Китай обогнал США, США были крупнейшим импортером нефти в мире. В отличие от Канады, в США есть сотни нефтеперерабатывающих заводов, многие из которых были модифицированы для переработки тяжелой нефти, поскольку производство легкой и средней нефти в США сократилось. Предполагалось, что основным рынком для канадского битума, а также венесуэльской сверхтяжелой нефти являются США. Соединенные Штаты исторически были крупнейшим покупателем канадской сырой нефти и нефтепродуктов, особенно в последние годы. Американский импорт нефти и нефтепродуктов из Канады вырос с 1981 по 2013 год, поскольку нефтеносные пески Канады производили все больше и больше нефти, в то время как в США внутреннее производство и импорт из других стран сократились. Однако эти отношения становятся напряженными из-за физических, экономических и политических факторов. Пропускная способность экспортных трубопроводов приближается к пределу; канадская нефть продается со скидкой к мировым ценам; спрос США на сырую нефть и импорт нефтепродуктов снизился из-за экономических проблем в США; и американская добыча нетрадиционной нефти (сланцевая нефть, получаемая методом гидроразрыва пласта) быстро растет. США возобновили экспорт сырой нефти в 2016 году; на начало 2019 года США производили столько же нефти, сколько потребляли, при этом сланцевая нефть вытеснила канадский импорт. В 2004 году западные канадские производители создали новый эталонный сорт сырой нефти под названием Western Canadian Select (WCS) – смесь тяжелой сырой нефти, полученной из битума, которая по своим характеристикам транспортировки и переработки схожа с тяжелой сырой нефтью из Калифорнии, мексиканской нефтью Майя или венесуэльской тяжелой нефтью. Эта тяжелая нефть имеет плотность API 19–21 и, несмотря на высокое содержание битума и синтетической сырой нефти, хорошо перекачивается по трубопроводам и правительствами классифицируется как "обычная тяжелая нефть". В США ежедневно импортируется несколько сотен тысяч баррелей этой смеси, в дополнение к большим объемам сырого битума и синтетической сырой нефти (SCO) из нефтеносных песков. Спрос со стороны американских нефтеперерабатывающих заводов все больше ориентирован на немодернизированный битум, а не на SCO. Канадский Национальный энергетический совет (NEB) ожидает, что объемы SCO удвоятся примерно к 2035 году, но не успеют за общим ростом производства битума. Согласно прогнозам, доля добычи из нефтеносных песков, перерабатываемой в SCO, снизится с 49% в 2010 году до 37% в 2035 году. Это означает, что более [значение] битума потребуется смешивать с разбавителем для поставки на рынок.

Азия

Спрос на нефть в Азии растет значительно быстрее, чем в Северной Америке или Европе. В 2013 году Китай обогнал Соединенные Штаты как крупнейший в мире импортер сырой нефти, и его спрос продолжает расти гораздо более высокими темпами, чем собственное производство. Основным препятствием для канадского экспорта в Азию является недостаточная пропускная способность трубопроводов. Единственный трубопровод, способный доставлять продукцию с нефтепесков к тихоокеанскому побережью Канады, – это трубопровод Trans Mountain, соединяющий Эдмонтон и Ванкувер, который в настоящее время работает на пределе своей мощности, обеспечивая поставки нефтеперерабатывающим заводам в Британской Колумбии и штате Вашингтон. Однако, после завершения строительства трубопровода Northern Gateway и расширения Trans Mountain, которые в настоящее время проходят государственную экспертизу, ожидается, что они обеспечат дополнительную возможность отгрузки нефти танкерам на тихоокеанском побережье, откуда ее можно будет доставлять в любую точку мира. В Китае и Индии достаточно мощностей для переработки дополнительного канадского объема тяжелой нефти, возможно, с некоторыми модификациями на нефтеперерабатывающих заводах. В последние годы китайские нефтяные компании, такие как China Petrochemical Corporation (Sinopec), China National Offshore Oil Corporation (CNOOC) и PetroChina, приобрели активы в канадских проектах по добыче нефтяных песков на сумму более 30 миллиардов долларов, поэтому они, вероятно, заинтересованы в экспорте части этой вновь приобретенной нефти в Китай.

Экономика

Самые большие в мире месторождения битума находятся в Канаде, хотя в Венесуэле залежи сверхтяжёлой сырой нефти ещё больше. Канада обладает огромными энергетическими ресурсами всех видов, и её ресурсная база нефти и природного газа была бы достаточной для удовлетворения канадских потребностей на протяжении многих поколений при сохранении спроса. Обильные гидроэлектроресурсы обеспечивают большую часть выработки электроэнергии в Канаде, и очень небольшая часть электроэнергии производится из нефти. Национальный совет по энергетике (NEB) сообщил в 2013 году, что если цены на нефть превысят 100 долларов, у Канады будет более чем достаточно энергии для удовлетворения растущих потребностей. Избыток нефти, добываемой из нефтяных песков, можно было бы экспортировать. Основной страной-импортёром, вероятно, останутся Соединённые Штаты, хотя до событий 2014 года наблюдался растущий спрос на нефть, особенно тяжёлую нефть, со стороны азиатских стран, таких как Китай и Индия. Канада располагает богатыми ресурсами битума и сырой нефти, с оценочным оставшимся потенциалом ресурсов в 54 миллиарда кубических метров (340 миллиардов баррелей). Из этого объёма 90% приходится на битум нефтяных песков. В настоящее время вся ресурсная база битума Канады сосредоточена в провинции Альберта. "Ресурсы" становятся "запасами" только после доказательства возможности экономической добычи. По ценам 2013 года, с использованием современных технологий, оставшиеся запасы нефти в Канаде составляли 27 миллиардов кубических метров (170 миллиардов баррелей), причём 98% из них приходилось на битум нефтяных песков. Это поместило её запасы на третье место в мире после Венесуэлы и Саудовской Аравии. При значительно более низких ценах 2015 года запасы существенно сократились.

Прогнозы производства

Прогнозы добычи из нефтяных песков, опубликованные Канадской ассоциацией производителей нефти (CAPP), Энергетическим регулятором Альберты (AER) и Канадским институтом энергетических исследований (CERI), сопоставимы с прогнозами Национального энергетического совета (NEB) в части общего объема добычи битума. Ни один из этих прогнозов не учитывает вероятные международные ограничения на сжигание всех углеводородов, которые могут быть введены для ограничения глобального повышения температуры, что создает ситуацию, известную как "углеродный пузырь". Игнорируя такие ограничения и предполагая восстановление цен на нефть после падения в конце 2014 года, список предлагаемых проектов, многие из которых находятся на ранних стадиях планирования, позволяет предположить, что к 2035 году канадская добыча битума потенциально может достичь 1,3 млн м³/день (8,3 млн баррелей в день) при реализации большинства из них. При тех же допущениях, более вероятным сценарием является достижение к 2035 году уровня добычи в 800 000 м³/день (5,0 млн баррелей в день), что в 2,6 раза превышает показатель 2012 года. Основной рост, вероятно, придется на категорию "in situ", поскольку проекты "in situ" обычно более экономически выгодны, чем проекты по добыче открытым способом. Кроме того, 80% запасов нефтяных песков Канады хорошо подходят для разработки "in situ", в то время как для разработки открытым способом – лишь 20%. Дополнительным допущением является наличие достаточной трубопроводной инфраструктуры для транспортировки увеличенной канадской добычи нефти на экспортные рынки. Если это станет ограничивающим фактором, это может повлиять на цены на канадскую сырую нефть и ограничить будущий рост производства. Также предполагается, что рынки США продолжат поглощать растущий канадский экспорт. Быстрый рост добычи сланцевой нефти в США, основном экспортном рынке для Канады, значительно снизил зависимость США от импорта сырой нефти. Перспективы экспорта канадской нефти на альтернативные рынки, такие как Азия, также неопределенны. Растут политические препятствия для строительства новых трубопроводов для транспортировки нефти в Канаде и США. В ноябре 2015 года президент США Барак Обама отклонил предложение о строительстве трубопровода Keystone XL из Альберты в Стил-Сити, штат Небраска. В отсутствие новых трубопроводов компании все чаще прибегают к транспортировке битума на рынки США по железной дороге, речным баржам, танкерам и другими способами. За исключением океанских танкеров, все эти альтернативы дороже трубопроводной транспортировки. В периоды быстрого развития новых проектов в канадских нефтяных песках наблюдалась нехватка квалифицированных рабочих. При отсутствии других ограничений на дальнейшее развитие, нефтегазовой отрасли потребуется заполнить десятки тысяч вакансий в ближайшие несколько лет из-за уровня активности отрасли и естественной убыли кадров. В долгосрочной перспективе, при сценарии роста цен на нефть и газ, дефицит рабочей силы будет усугубляться. Потенциальная нехватка рабочей силы может увеличить затраты на строительство и замедлить темпы разработки нефтяных песков. Существует также вероятность заключения международного соглашения о введении мер по ограничению сжигания углеводородов в целях ограничения глобального повышения температуры до номинальных 2 °C, что, по общему мнению, позволит ограничить ущерб окружающей среде до приемлемого уровня. Быстро прогрессируют технологии, снижающие стоимость конкурирующих возобновляемых источников энергии. Поэтому нет единого мнения о том, когда, если вообще когда-нибудь, цены на нефть, выплачиваемые производителям, могут существенно восстановиться. Подробное академическое исследование последствий для производителей различных видов углеводородного топлива, проведенное в начале 2015 года, показало, что для достижения цели в 2 °C с 2010 по 2050 год в земле должны остаться треть мировых запасов нефти, половина запасов газа и более 80% текущих запасов угля. Следовательно, дальнейшая разведка или разработка запасов будет излишней. Для достижения цели в 2 °C потребуются жесткие меры по подавлению спроса, такие как существенный углеродный налог, что приведет к снижению цены для производителей на меньшем рынке. Влияние на производителей в Канаде будет значительно больше, чем в США. Добыча природного битума открытым способом в Канаде вскоре после 2020 года во всех рассматриваемых сценариях снизится до пренебрежимо малых уровней, поскольку она значительно менее экономична, чем другие методы добычи.

Экологические вопросы

В своем докладе, заказанном в 2011 году и озаглавленном "Разумное развитие: реализация потенциала обильных запасов природного газа и нефти в Северной Америке", Национальный нефтяной совет, консультативный комитет при министре энергетики США, признал опасения, связанные со здоровьем и безопасностью применительно к нефтяным пескам, включая "объемы воды, необходимые для обеспечения водоснабжения; удаление вскрышных пород при открытой добыче может фрагментировать среду обитания диких животных и увеличить риск эрозии почвы или поверхностного стока в близлежащие водоемы; выбросы парниковых газов и других загрязняющих веществ в атмосферу в процессе производства". Добыча нефтяных песков может оказывать воздействие на землю при первоначальной добыче битума, на водные ресурсы из-за потребности в больших объемах воды при разделении нефти и песка, и на воздух из-за выбросов углекислого газа и других веществ. Тяжелые металлы, такие как ванадий, никель, свинец, кобальт, ртуть, хром, кадмий, мышьяк, селен, медь, марганец, железо и цинк, естественным образом присутствуют в нефтяных песках и могут концентрироваться в процессе добычи. Экологическое воздействие, вызванное добычей нефтяных песков, часто подвергается критике со стороны экологических организаций, таких как Greenpeace, Climate Reality Project, Pembina Institute, 350.org, MoveOn.org, League of Conservation Voters, Patagonia, Sierra Club и Energy Action Coalition. В частности, загрязнение ртутью было обнаружено в районе добычи нефтяных песков в провинции Альберта, Канада. Европейский Союз заявил о возможности присвоения нефти из нефтяных песков статуса "чрезвычайно загрязняющей". Хотя экспорт нефти из нефтяных песков в Европу незначителен, этот вопрос вызвал напряженность в отношениях между ЕС и Канадой. По данным калифорнийской консалтинговой компании Jacobs Consultancy, Европейский Союз использовал неточные и неполные данные при присвоении бензину, полученному из нефтяных песков Альберты, высокого рейтинга по выбросам парниковых газов. Кроме того, Иран, Саудовская Аравия, Нигерия и Россия не предоставляют данные об объемах природного газа, выбрасываемого в атмосферу при факельном сжигании или вентиляции в процессе добычи нефти. В отчете Jacobs отмечается, что дополнительные выбросы углерода от нефти из нефтяных песков на 12% выше, чем от обычной нефти, хотя ЕС присвоил ей рейтинг по выбросам парниковых газов на 22% выше общепринятого эталона. В 2014 году результаты исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences, показали, что официальные данные о выбросах были занижены. Авторы доклада отметили, что "выбросы органических веществ, потенциально токсичных для человека и окружающей среды, вызывают серьезную обеспокоенность в связи с быстрым промышленным развитием в регионе нефтяных песков Атабаска (AOSR)". В ходе этого исследования было установлено, что хвостохранилища являются косвенным путем транспортировки неконтролируемых выбросов испарения трех представителей полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) – феноантрена, пирена и бензо(а)пирена, – о которых ранее не сообщалось.

Управление загрязнением воздуха

Правительство Альберты рассчитывает индекс качества воздуха (AQHI) на основе данных с датчиков, установленных в пяти населенных пунктах региона нефтяных песков, которые обслуживаются организацией-партнером Wood Buffalo Environmental Association (WBEA). Каждая из 17 станций непрерывного мониторинга измеряет от 3 до 10 параметров качества воздуха, включая монооксид углерода (CO), сероводород (H2S), общую восстановленную серу (TRS), аммиак (NH3), оксид азота (NO), диоксид азота (NO2), оксиды азота (NOx), озон, твердые частицы (PM2.5), диоксид серы (SO2), общие углеводороды (THC) и метан/неметановые углеводороды (CH4/NMHC). Согласно данным, эти показатели AQHI указывают на "низкий риск" для качества воздуха более чем в 95% случаев. До 2012 года мониторинг воздуха выявил значительное увеличение случаев превышения допустимых норм сероводорода (H2S) как в районе Форт-Макмюррей, так и вблизи установок по переработке нефтяных песков. В 2007 году правительство Альберты выдало предписание о защите окружающей среды компании Suncor в связи с многочисленными случаями превышения предельно допустимой концентрации H2S у земли. Система управления данными об атмосферном воздухе Альберты (AAADMS) Стратегического альянса по чистому воздуху (также известного как хранилище данных CASA) зафиксировала, что в течение года, завершившегося 1 ноября 2015 года, было зарегистрировано 6 почасовых случаев превышения лимита в 10 ппб для H2S, и 4 случая в 2013 году, по сравнению с 11 в 2014 году и 73 в 2012 году. В сентябре 2015 года Институт Pembina опубликовал краткий отчет о "недавнем всплеске жалоб на запахи и ухудшение качества воздуха в северной Альберте, связанном с расширением разработки нефтяных песков", сопоставляя подходы к решению этих проблем в населенных пунктах Peace River и Fort McKay. В Fort McKay вопросы качества воздуха активно решаются заинтересованными сторонами, представленными в WBEA, в то время как жители Peace River должны полагаться на ответ от Энергетического регулятора Альберты. С целью выявления источников неприятных запахов в сообществе Fort McKay был разработан индекс качества воздуха Fort McKay, который расширил провинциальный индекс качества воздуха, включив в него возможные факторы, вызывающие проблему: SO2, TRS и THC. Несмотря на эти преимущества, больше успехов было достигнуто в решении проблемы запахов в сообществе Peace River, хотя это произошло лишь после того, как некоторые семьи покинули свои дома. Сообщалось, что проблема запахов в Fort McKay остается нерешенной.

Использование земель и управление отходами

Большая часть операций по добыче нефтяных песков включает в себя расчистку участков от деревьев и кустарников, а также удаление вскрышных пород – верхнего слоя почвы, мускуса, песка, глины и гравия – покрывающих залежи нефтяных песков. Для производства одного барреля нефти (примерно 1/8 тонны) требуется около 2,5 тонн нефтяных песков. В качестве условия получения лицензии, проекты обязаны разрабатывать план рекультивации. Горнодобывающая промышленность утверждает, что бореальный лес в конечном итоге заселит рекультивированные земли, однако их операции масштабны и рассчитаны на долгосрочную перспективу. По состоянию на 2013 год, около 70% земель в регионе нефтяных песков были нарушены, и часть этих земель находится в стадии рекультивации. В марте 2008 года провинция Альберта выдала компании Syncrude первый в истории сертификат на рекультивацию земель нефтяных песков на участке, известном как Gateway Hill, расположенном примерно к северу от Форт-МакМюррей. В течение следующих 10 лет ожидается поступление нескольких заявок на получение сертификатов рекультивации для проектов по добыче нефтяных песков.

Управление водными ресурсами

Для производства каждой единицы объема синтетической сырой нефти при внеместной добыче используется от 2 до 4,5 единиц объема воды. По данным Greenpeace, канадские разработки нефтяных песков используют воды в два раза больше, чем город Калгари. Однако в технологиях SAGD перерабатывается 90–95% воды, и на единицу объема произведенного битума расходуется всего около 0,2 единицы объема воды. Для добычи нефтепесков в Атабаске вода берется из реки Атабаска, девятой по длине реки в Канаде. Средний расход воды ниже Форт МакМюррей составляет, а максимальный среднесуточный расход –. Общая выделенная нефтяными песками доля водозабора составляет около 1,8% от расхода реки Атабаска. Фактическое потребление в 2006 году составило около 0,4%. Кроме того, согласно Рамочной схеме управления водными ресурсами реки Нижняя Атабаска, в периоды низкого уровня воды потребление воды из реки Атабаска ограничено 1,3% среднегодового расхода. В декабре 2010 года Консультативная группа по нефтяным пескам, созданная по поручению бывшего министра окружающей среды Джима Прентиса, установила, что существующая система мониторинга качества воды в регионе, включая работу Региональной программы мониторинга водных ресурсов, Альбертского института водных исследований, Ассоциации комплексного экологического управления и других организаций, является фрагментарной и должна стать более полной и скоординированной.

Выбросы парниковых газов

Производство битума и синтетической сырой нефти выделяет больше парниковых газов, чем производство обычной сырой нефти. В исследовании, проведенном консалтинговой компанией IHS CERA в 2009 году, было подсчитано, что добыча нефти из нефтяных песков Канады выделяет «примерно на 5–15% больше углекислого газа, чем средняя нефть, при анализе жизненного цикла топлива «от колодца до колес» (WTW)». Автор и журналист-расследователь Дэвид Стрехан в том же году заявил, что данные МЭА показывают, что выбросы углекислого газа из нефтяных песков на 20% выше, чем средние выбросы от добычи нефти. Исследование Стэнфордского университета, проведенное по заказу ЕС в 2011 году, показало, что сырая нефть из нефтяных песков на 22% более углеродоемка, чем другие виды топлива. Согласно анализу «Фонда Карнеги за международный мир», нефтяные пески выделяют на 31% больше парниковых газов, чем среднестатистическая североамериканская сырая нефть. В 2023 году федеральное исследование показало, что реальные выбросы от нефтяных песков на 65% выше, чем сообщалось в отрасли. Greenpeace утверждает, что нефтепромышленный сектор является крупнейшим источником роста выбросов парниковых газов в Канаде, поскольку он составляет 40 миллионов тонн выбросов в год. По данным Канадской ассоциации производителей нефти и Environment Canada, промышленная деятельность, осуществляемая для производства нефтяных песков, составляет около 5% выбросов парниковых газов в Канаде, или 0,1% глобальных выбросов парниковых газов. Прогнозируется, что к 2015 году нефтяные пески будут составлять 8% выбросов парниковых газов в Канаде. Хотя выбросы от производственной деятельности на баррель произведенного битума снизились на 26% за десятилетие 1992–2002, ожидается, что общие выбросы от производственной деятельности увеличатся из-за более высоких уровней производства. По состоянию на 2006 год для производства одного барреля нефти из нефтяных песков выбрасывалось почти все парниковые газы, при этом общие выбросы, по оценкам, составят к 2015 году. Исследование, проведенное IHS CERA, показало, что топливо, полученное из канадских нефтяных песков, приводит к значительно более низким выбросам парниковых газов, чем многие часто цитируемые оценки. Исследование 2012 года, проведенное Свартом и Уивером, показало, что если бы сжечь только экономически целесообразные запасы нефтяных песков, глобальная средняя температура повысилась бы на 0,02–0,05 °C. Если бы вся нефть на месте в объеме 1,8 триллиона баррелей была сожжена, прогнозируемое повышение глобальной средней температуры составит 0,24–0,50 °C. Бергерсон и др. обнаружили, что хотя выбросы WTW могут быть выше, чем у сырой нефти, случаи с низким уровнем выбросов нефтепесков могут превзойти случаи с более высоким уровнем выбросов обычной сырой нефти. Для компенсации выбросов парниковых газов из нефтяных песков и других мест в Альберте было предложено секвестирование выбросов углекислого газа в истощенных нефтяных и газовых резервуарах. Эта технология унаследована от методов повышения нефтеотдачи. В июле 2008 года правительство Альберты объявило о выделении 2 миллиардов канадских долларов на поддержку проектов по секвестированию на электростанциях Альберты и объектах добычи и переработки нефтяных песков. В ноябре 2014 года Фатих Бирол, главный экономист Международного энергетического агентства, описал дополнительные выбросы парниковых газов из нефтяных песков Канады как «чрезвычайно низкие». МЭА прогнозирует, что в ближайшие 25 лет добыча нефтепесков в Канаде увеличится более чем на, но доктор Бирол сказал, что «выбросы от этого дополнительного производства равны лишь 23 часам выбросов Китая — даже не одному дню». МЭА отвечает за борьбу с изменением климата, но доктор Бирол сказал, что он тратит мало времени на беспокойство о выбросах углерода из нефтяных песков. «В Канаде, США и других частях мира много говорят о проектах по добыче нефти из нефтяных песков, но, честно говоря, дополнительные выбросы CO2 от нефтяных песков крайне малы». Доктор Бирол признал, что существует огромное разногласие в отношении того, как реагировать на изменение климата, но добавил: «Я надеюсь, что все эти реакции основаны на научных фактах и здравом анализе». В 2014 году исследовательская служба Конгресса США опубликовала отчет в рамках подготовки к решению о разрешении строительства трубопровода Keystone XL. В отчете говорится, в частности: «Канадская нефть из нефтяных песков обычно выделяет больше парниковых газов, чем другие сорта нефти, которые она может заменить на нефтеперерабатывающих заводах США, и выделяет примерно на 17% больше парниковых газов в течение жизненного цикла, чем средний баррель сырой нефти, перерабатываемый в Соединенных Штатах». По данным Natural Resources Canada (NRCan), к 2017 году 23-процентное увеличение выбросов парниковых газов в Канаде с 2005 по 2017 год было «в основном связано с увеличением добычи нефтяных песков, особенно при использовании метода in situ». Ученые, местные врачи и жители поддержали письмо, отправленное премьер-министру в сентябре 2010 года с призывом начать независимое исследование озера Атабаска (расположенного ниже по течению от нефтяных песков) в связи с ростом деформаций и опухолей, обнаруженных у пойманной там рыбы. Большая часть исследований, защищающих разработку нефтяных песков, проводится в рамках Региональной программы мониторинга водных ресурсов (RAMP), управляющий комитет которой состоит в основном из представителей нефтяных и газовых компаний. Исследования RAMP показывают, что уровень деформаций соответствует историческим данным и уровню деформаций в реках выше по течению от нефтяных песков.

Влияние на здоровье населения

В 2007 году было предположено, что дикая природа негативно пострадала от воздействия нефтеносных песков; например, исследование 2006 года показало, что содержание мышьяка в организмах лосей достигало 453 раз превышения допустимого уровня, хотя последующие исследования снизили эту цифру до 17–33 раз (однако она оставалась ниже международных пороговых значений для потребления). Выражались опасения по поводу негативного влияния нефтеносных песков на здоровье населения, включая более высокую, чем обычно, заболеваемость раком среди жителей Форт-Чипевян. Однако Джон О’Коннор, врач, который первым сообщил о повышенной заболеваемости раком и связал её с разработкой нефтеносных песков, впоследствии подвергся расследованию со стороны Медицинского колледжа и колледжа хирургов Альберты. Колледж впоследствии заявил, что высказывания О’Коннора содержали «ложные сведения, неточности и неподтвержденную информацию». В отчете, опубликованном в 2014 году, главный санитарный врач Альберты, доктор Джеймс Талбот, заявил, что «нет убедительных доказательств связи между любым из этих видов рака и воздействием факторов окружающей среды [связанных с нефтеносными песками]». Скорее, Талбот предположил, что более высокий, чем в среднем по провинции, уровень заболеваемости раком в Форт-Чипевяне, вероятно, был обусловлен сочетанием таких факторов, как высокая распространенность курения, ожирения, диабета и алкоголизма, а также недостаточный уровень вакцинации.