重油とタールサンド.

重油およびタールサンド、採掘または熱回収を必要とする米国石油協会 (API) の重力計で 20° 未満の原油。従来の軽質原油は回収率を高めるために水で満たされることがよくありますが、API 重力が 20° ～ 10° の重質原油にはこの方法は本質的に効果がなく、熱回収が必要になります。重質原油は十分な移動性を持っているため、時間が経てば、熱回収法に応じて坑井から生産できるでしょう。タールサンドは API 比重が 10° 未満で、動かないアスファルトを含んでおり、熱刺激を受けても坑井に流入しないため、採掘が必要です。

使用履歴

発見

古代、エラム人、カルデア人、アッカド人、シュメール人は、自分たちの使用のためにアスファルトまたはアスファルトの浅い堆積物を採掘していました。メソポタミアのアスファルトはエジプトに輸出され、ミイラの保存などさまざまな目的に使用されました。死海は、水中の浸出液から海岸に打ち上げられた半固体の石油の塊のため、アスファルタイト湖（アスファルトという用語の由来）として知られていました。

アスファルトは古代世界では他にも多くの用途がありました。砂や繊維質の材料と混ぜて、水路や堤防の建設、レンガのモルタルとして使用されました。船舶のかしめや道路建設などに広く使われていました。アスファルトは、道具、武器、モザイクの接着、象嵌細工や宝石のセッティングにも使用されました。さまざまな分野で、塗料やバスケットやマットの防水に使用されていました。美術品や宗教品はアスファルトを含浸させた砂から彫られ、岩石アスファルトの採掘は重要な産業でした。

何世紀も経った大航海時代、ウォルター・ローリー卿はトリニダードで有名な「ピッチ湖」鉱床を発見しました。オランダ人もジャワ島とスマトラ島で同様の発見をしました。

原油源としての可能性

世界の総石油資源のうち、約 21 パーセントが重油、約 30 パーセントがタールサンドですが、これらの資源のすべてが回収可能であるとは考えられていません。重油とアスファルトの埋蔵量の開発は世界中で増加しています。供給混合物中の安価な重油の量が増加していることは、精製業者が低品質の重質原油を処理するために設備をアップグレードするインセンティブとなっている。 1980 年代初頭以来の在来型原油の価格下落にもかかわらず、グレードアップへの投資は重油の需要を維持するのに役立ってきました。タールサンドからの重油と原油の需要が依然として強いため、世界のいくつかの地域で重炭化水素開発プロジェクトが開始されています。さらに、近年、新たな巨大な従来型油田を発見する試みが失敗に終わったため、一部の生産者は、枯渇した埋蔵量に代わる経済的に限界のある重質炭化水素に目を向けるようになった。

成分と由来

化学組成

地球化学分析によると、重炭化水素は主にアスファルテン、樹脂、金属 (最も一般的にはバナジウムとニッケル) で構成されています。個々の重油鉱床の性質は、化学的に均一であることはほとんどないため、大きく異なります。堆積物中のアスファルトの分布も、貯留岩の透水性と空隙率に応じて変化します。

形成

ほぼすべての重炭化水素の堆積物は、従来の石油の堆積物の劣化した残骸です。劣化は、石油が表面に向かって移動し、93 °C (約 200 °F) 未満の温度で酸素とバクテリアを含む下降する天水 (雨水またはその他の大気起源の水) に遭遇したときに始まります。油と水の接触部分でタール状物質が形成され、最終的には油蓄積全体に侵入します。 「水洗浄」として知られるプロセスでは、より水溶性の高い軽質炭化水素、特に芳香族化合物が除去されます。生分解によりノルマルパラフィンが優先的に除去されます。重質炭化水素の蓄積は、元の従来の油のわずか 10% に相当する場合があります。これらにはアスファルテン、樹脂、硫黄、バナジウムやニッケルなどの金属が含まれており、その結果密度が増加します。これらは明らかに自然の濃縮プロセスの残留物であり、他の情報源によって寄与されたものではありません。したがって、堆積物は中重力原油として置かれ、後に貯留層内での分解によって固定化されました。ただし、一部の重油は熱的に未成熟であるため、未変化である可能性があります。

地質環境

ほとんどすべての重炭化水素鉱床は、白亜紀、古第三紀、新第三紀 (約 1 億 4,500 万年から 258 万年前) の地層で発見されています。例外には、アルバータ州、カナダ、およびロシアの一部の預金が含まれます。アルバータ州では、歴青質の古生代炭酸塩が中生代の岩石の下に不適合に存在しています（古生代は約5億4,100万年前に始まり、中生代の始まりである約2億5,217万年前まで続きました）。ロシアでは、重炭化水素のほとんどは古生代以前（つまり、約5億4100万年前に終わった先カンブリア時代後期）に遡る地層で発生します。一部の重炭化水素は中央アジアの古第三紀および新第三紀の岩石で見つかります。

最も多量の重炭化水素貯留層の堆積物は、もともと河川およびデルタ地帯の海岸近くの環境で堆積した砂岩です。例外は、アルバータ州、ロシア、中央アジアの瀝青炭酸塩岩です。アスファルト炭酸塩岩の小規模な堆積物は、特に中東とイタリアでよく見られます。アフリカや南北アメリカの大陸棚の下の沖合で、多くの重油貯留層が発見されている。さらに、重炭化水素は、カスピ海、地中海、アドリア海、赤海、黒海、北海、ビューフォート海、カリブ海の海底、さらにはペルシャ湾やメキシコ湾の下でも発見されています。