캐나다 석유산업의 역사(오일샌드 및 중유)

이 기사는 에 관한 시리즈의 일부입니다.
캐나다의 석유
초기 역사 천연가스 이야기 오일샌드 및 중유 프런티어 가스 액체
자원 및 생산자
석유 매장량 석유 회사
분류
유전 정유 공장 석유 회사
캐나다의 경제 캐나다의 에너지 정책
v t

캐나다의 석유 모래와 중유 자원은 세계의 석유 매장량 중 하나이다.앨버타 북부의 광대한 석유 모래와 앨버타와 서스캐처원 사이의 경계에 위치한 로이드민스터의 작은 도시를 둘러싼 중유 저장고가 그것이다.이러한 자원의 범위는 잘 알려져 있지만, 그것들로부터 석유를 생산하는 더 나은 기술은 여전히 개발되고 있다.

이러한 자원의 개발 비용(자본집약적인 경향이 있다) 때문에, 이러한 자원들은 특정 산지에서의 석유자원 개발 주기의 후반부에서 가동되는 경향이 있다.석유회사들이 경량의 고부가가치 오일을 먼저 추출하는 경향이 있기 때문이다.추출하기 어려운 자원은 1970년대 초에 시작된 고물가 장기화 등 상품가격이 높은 시기에 나중에 개발된다.

종종 그랬던 것처럼, 오일 샌드는 달랐다.그 자원은 너무 커서 캐나다 서부의 재래식 석유 시추와 거의 동시에 실험이 시작되었다.1세기 이상 오일샌드 매장량은 분명했지만 썬코와 싱크루드 오일샌드 공장의 석유 생산은 1979년 에너지 위기 이후까지 수익을 내지 못했다.세계 시장의 비교적 높은 기름 가격에도 불구하고, 정부는 정치적인 이유로 1980년대까지 이러한 기술 선구자들의 석유 가격을 인위적으로 낮게 유지했습니다.

최근 몇 년 동안 오일샌드와 중유 개발이 매우 성공적이어서 이러한 자원이 현재 캐나다 원유 ^{[citation needed]}생산량의 절반 이상을 차지하고 있다.

리소스 정의

중력의 문제

캐나다의 석유 활동의 대부분은 앨버타 북부의 석유 모래 (때로는 "타르 모래"라고 불린다)에서 석유를 생산하는 데 초점을 맞추고 있다.이러한 자원을 이해하기 위해서는 화학과 물리학의 간단한 개념, 즉 원유와 천연가스 액체의 "중력"을 이해하는 것이 중요하다.석유산업은 석유의 무게를 API(미국석유협회) 중력으로 알려진 인공적인 척도로 측정한다.10도 API는 물의 중력입니다.연한 오일은 높은 API 번호를 사용합니다.일반적으로 물보다 무거운 역청 API는 일반적으로 8-10도입니다.

중력은 탄화수소의 무게 스펙트럼을 말하며, 화합물 분자의 수소 대 탄소의 비율에 따라 증가한다.천연 가스의 가장 단순한 형태인 메탄은
₄ 탄소 원자마다 4개의 수소 원자를 가지고 있다.그것은 가벼운 중력을 가지고 있고, 정상 온도와 압력에서 기체의 형태를 취합니다.다음으로 무거운 탄화수소인 에탄은 화학식이₂₆ CH이고 약간 밀도가 높은 가스입니다.물론 기체는 대기 온도와 압력에서 중력이 없다.

탄소와 산소를 결합한 유기화합물은 많다.수소 원자당 탄소 원자가 많을수록 더 무겁고 밀도가 높다.대부분의 탄화수소는 표준 조건 하에서 액체이며, 점도가 높아지면 중력이 높아집니다.

수소보다 훨씬 더 많은 탄소 질량을 가진 중유와 역청은 무겁고, 검고, 끈적끈적하며, 천천히 쏟아지거나 너무 단단해서 가열되지 않으면 전혀 쏟아지지 않는다.구분선이 모호하지만 중유라는 용어는 천천히 주입되는 무거운 탄화수소 혼합물을 말합니다.역청은 상온에서 고통스럽게 천천히 쏟아지는 차가운 당밀의 일관성을 가진 혼합물을 말한다.점도가 높고 중력이 강한 기름은 물에 뜨지 않고 가라앉는다.

기름 모래에서, 이 두껍고 검은 건크는 모래와 유황과 같은 많은 화학 불순물과 섞입니다; 기름이 유용하게 쓰이려면 이것들이 역청에서 분리되어야 합니다.이것은 지표면 채굴과 가공, 그리고 지하 현장 기술로 이루어질 수 있다.

캐나다의 석유 모래와 중유 자원의 무한 규모를 파악하는 것은 어렵다.앨버타 북부의 밭은 거의 70,000 평방 킬로미터의 땅에 깔린 네 개의 주요 퇴적물을 포함합니다.그 모래들의 역청 양은 중동 전체의 경질유 매장량을 왜소하게 만든다.그 중 하나인 아타바스카 오일 샌드는 세계에서 가장 큰 원유 자원입니다.

최초의 탐험가

캐나다의 역청 광상에 대한 최초의 기록은 1719년 6월 12일로 거슬러 올라간다.York Factory 저널의 기사에 따르면, 크리 인디언 와파선은 그날 허드슨 베이 회사의 헨리 켈시에게 오일 샌드 샘플을 가져왔다.모피 상인 피터 폰드가 1778년 클리어워터 강을 따라 아타바스카로 여행했을 때, 그는 퇴적물을 보고 "땅을 따라 흐르는 역청 샘"에 대해 썼다.10년 후, 알렉산더 맥켄지는 치프위안 인디언들이 그들의 카누를 꼬집기 위해 기름 모래에서 나오는 기름을 사용하는 것을 보았다.그러나 초기 탐험가들의 매력에도 불구하고, 모래의 존재는 한 세기 이상 동안 상업적 관심을 끌지 못했다.

1875년 지질조사국의 존 마쿤도 오일샌드의 존재에 주목했다.나중에 로버트 벨 박사의 보고와 나중에 지질조사국의 D.G. 맥코넬의 보고가 일부 테스트 홀을 뚫는 결과를 가져왔다.1893년 의회는 시추 비용으로 7,000달러를 의결했다.석유 모래를 개발하려는 이 최초의 상업적 노력은 아마도 수십 년 전 남부 온타리오의 껌 바닥에서 굴착기들이 그랬던 것처럼 모래 바닥에서 무료 석유를 찾기를 희망했을 것이다.비록 탐사선의 세 개의 유정이 석유를 찾는 데 실패했지만, 두 번째 유정은 꽤 다른 이유로 주목할 만했다.

Pelican Portage라고 불리는 장소에 구멍을 뚫은 이 유정은 고압 가스 구역과 마주친 후 235미터 지점에서 폭발했다.시추업자 A.W. 프레이저에 따르면

가스의 굉음이 3마일 이상 들렸다.곧 그것은 구멍을 완전히 말렸고, 50피트 상공으로 먼지 구름을 날렸다.호두만한 크기의 작은 철황철 소결절들이 놀라운 속도로 구멍 밖으로 뿜어져 나왔다.우리는 그들이 가는 것을 볼 수 없었지만, 그들이 기중기 꼭대기에 부딪히는 소리를 들을 수 있었다.이 미사일들에 ^[1]맞으면 그 남자들이 죽을 위험이 있었다.

프레이저의 선원들은 우물을 덮어서 죽이려 했지만 실패했고, 그 해 동안 우물을 버렸다.그들은 1898년에 그 일을 끝내기 위해 돌아왔지만, 또 다시 실패했다.결국, 그들은 그저 우물을 거칠게 불어서 떠났다.천연가스는 1918년까지 하루에 약 250,000입방미터의 속도로 우물에서 흘러나왔다.그 해에 지질학자 S.E. Slipper와 C.W. Dingman이 이끄는 선원들이 마침내 우물을 닫았다.

이 우물들은 그 지역의 역청 자원이 막대하다는 것을 입증하는 데 도움을 주었다.이제 오일샌드의 상업적 잠재력에 대한 명확한 인식이 있었고, 오랜 기간의 탐사와 실험이 뒤따랐다.이 연구의 요점은 기름 모래에서 합리적인 가격으로 기름을 빼내는 방법을 찾는 것이었다.

독일 백작이라고 자처한 알프레드 해머스타인은 (역사적으로 폰 해머스타인이지만 백작이 아니다) 오일샌드에서 화려한 초기 선수들 중 한 명이었다.그는 클론다이크 강으로 가는 길에 맥머레이 요새 지역의 역청 퇴적물을 발견했지만 계속 남아 금에서 석유 모래로 관심을 돌렸다고 말했다.1906년에 그는 말강 하구에 구멍을 뚫었지만 기름 대신 소금을 쳤다.그는 이 지역에서 계속 일했지만 1907년 해머스타인은 석유 모래의 가능성을 조사하는 상원 위원회에 축하 발표를 했다.

나는 내 모든 돈을 (아타바스카 오일샌드)에 투자했고, 그 안에 다른 사람들의 돈이 있다. 그리고 나는 충성을 다해야 한다.석유를 상품화할 수 있는 양으로 입수할 수 있는지에 대해서는...저는 약 3년 동안 기계를 들여오고 있습니다.작년에 거기에 약 5만 달러 상당의 기계를 설치했습니다.보기 좋고 집처럼 보이지만 ^[1]장식용으로 가지고 온 것은 아닙니다.그의 신디케이트는 1910년 최초의 (그리고 유일한) 오일샌드 토지에 대한 명확한 권리를 받았고, 그는 100년 후에 캐나다 석유 명예의 전당에 선출되었다.그렇지 않으면, 역사는 이 남자에게 친절하지 않았다. 그는 약간 몽상가였고, 많은 사기꾼이었다.한 역사학자에 따르면, "그의 모험은 무모한 추측, 사기, 그리고 ^[2]궁극적인 실패로 특징지어졌다."꽤 가난했던 그는 1941년 (아마도 70대) 세인트루이스에서 사망했다.앨버트, 앨버타

1897년에 이 지역에 도착한 해머스타인(1870-1941)은 40년 이상 아사바스카 타르 모래를 홍보하면서 현재 캐나다 국립도서관과 국립문서보관소에 있는 "아타바스카 지역의 타르 모래와 흐르는 아스팔트"와 같은 묘사적인 제목으로 사진을 찍었다.그 면적 약 7,770㎢. 타르 모래의 사진도 캐나다 작가이자 모험가, 아그네스 Deans 카메론에 book(카메론은 1908년 페이지의 주 71)harv 오류:노 타깃 베스트 셀러:CITEREFCameron1908( 도와 주)[3]여인의 여행 캐나다를 통해 북극은 Arcti에 그녀에게 만mile-round 여행을 자세히 말할: 되는 것은 일부 계정은 뉴 북한이라는 소개했다.c오션. 이 여정과 책의 출판에 이어, 그녀는 강사로 광범위하게 여행을 했습니다. 옥스포드, 캠브리지, 세인트 앤드류 대학, 왕립 지리학 ^[4]협회의 캐나다 서부로의 이민을 홍보하기 위해 그녀의 코닥 이미지의 마법 랜턴 슬라이드를 가지고 말이죠.그녀의 사진들은 2011-2012년 캐나다 오타와에 있는 캐나다 문명 박물관의 전시회에서 재현되었다.(Gismondi 2012, 페이지 71) harv 오류: 목표 없음: CITREFGismondi 2012 (도움말)^[5] Cameron은 특히 Athabaska 지역과 Athabaska 강을 따라 있는 Hammerstein의 석유 시추 작업 사진을 포함한 Athabaska tar 모래에 열광했습니다."백작은 "코끼리 기름 웅덩이"를 시추하는 데 실패했지만, 카메론의 책과 그 이미지는 그녀를 언론 유명인사로 만들었다." (Gismondi 2012, 페이지 71) 오류: 목표 없음: CITREFGismondi 2012 (도움말)^[5] "우리가 들어가는 것보다 더 흥미로운 수로는 캐나다에 없다."이곳에서의 지구 운동이 강둑을 따라 70~80마일에 걸쳐 뚜렷이 보이는 단층을 만들어 냈습니다. [...] [...] [...] [...] [...] 풍부한 기름이 있습니다. 모든 균열에서 흘러나오고, 20피트 높이의 장대를 찔러도 아무런 저항도 찾을 수 없습니다.(Cameron 1909, 페이지 71) harv 오류: 대상 없음: (Gismondi 2012, 페이지 71) harv 오류: 대상 없음: CITEREFGismondi 2012(도움말)^[3][5]

표면 추출

1913년, 연방 광산 부서의 엔지니어인 S.C. Ells 박사는 석유 모래의 경제적 가능성을 조사하기 시작했다.그 때 모래를 도로 포장 재료로 사용하는 아이디어가 탄생했다.1915년, 엘스 박사는 에드먼튼의 82번가 구역에 세 개의 노면을 깔았다.사용된 재료에는 역석, 역청 콘크리트 및 시트 아스팔트 혼합물이 포함되었습니다.10년 후, 한 도시 엔지니어의 보고에 따르면 그 표면은 훌륭한 상태로 유지되었다.맥머레이 아스팔트는 또한 앨버타 주의회 구내, 재스퍼 공원의 고속도로 및 앨버타 주의 다른 곳에서도 사용되었습니다.

민간 도급업체들도 포장 자재로 오일 샌드를 채굴했지만, 이 제안은 경제적이지 않았다.포트 맥머레이(표면 근방 퇴적물과 가장 가까운 지역)는 작고 시장에서 멀리 떨어져 있었으며 운송비가 비쌌다.

개척자

연구자들은 모래에서 역청을 추출하는 방법을 찾기 시작했다.앨버타 연구 위원회는 에드먼튼에 두 개의 시범 공장을 세우고 클리어워터 강에 세 번째 공장을 세웠다.이 공장들은 (연구회의 칼 A 박사가 이끄는) 성공적인 프로젝트의 일부였다. Clark) 모래에서 기름을 분리하는 온수 공정을 개발한다.1930년, 포트 맥머레이 공장은 실제로 이 공정을 사용하여 세 대의 자동차에 적재된 기름을 생산했습니다.

아바산드:그때쯤 덴버에서 온 두 미국인 프로모터 Max Ball과 B.O. Jones가 오일샌드 현장에 들어왔다.보도에 따르면 그들은 맥클레이 프로세스로 알려진 비밀회수 방법을 가지고 있었으며 상당한 재정적 지원을 요구했다.그들은 연방정부와 앨버타 정부와 임대 협상을 했고 앨버타 연구회의 맥머레이 공장도 샀다.1935년, Ball의 미국 지원을 받는 운영 회사인 Abasand Oils Limited는 Warways 서쪽의 새로운 공장을 건설하기 시작했다.

정부와의 합의에 따라 1936년 9월 1일까지 공장을 가동하기로 했다.그러나 산불과 장비 공급업체가 납품일을 지키지 않아 완성이 늦어졌다.1937년에는 4만5000t, 1938년 이후에는 매년 9만t의 모래를 채굴하기로 했다.1,555헥타르의 임대료는 연간 헥타르당 2.47달러였다.처음 5년간 생산 시 입방미터당 0.063달러의 로열티가 발생하였고 그 후 입방미터당 0.31달러의 로열티가 발생하였다.

아바산드 공장의 채굴은 1941년 5월 19일에 시작되었다.9월 말까지 1만8천475톤의 오일샌드가 2690입방미터의 오일을 생산했으나 11월에 화재로 발전소가 파괴되었다.더 큰 규모로 재건되어 1942년 6월에 완전히 가동되었다.

1943년 연방정부는 오일샌드 개발을 지원하기로 결정하고 아바산드 공장을 인수했다.연방 연구원들은 온수 과정이 광범위한 열 손실 때문에 비경제적이라고 결론 내리고 "냉수" 과정을 제안했다.그러나 이 발전소의 작업은 1945년 참혹한 화재와 함께 끝났다.1943년 7월, 국제 역청 회사는 오일 샌즈 유한회사로 재편성되었다.

비트마운트:1930년부터 1955년 사이에 R.C. 산하 국제 역청 회사. 피츠시몬스와 후에 로이드 챔피언은 Bitumount에서 소규모 공장을 운영했습니다.앨버타 주 정부가 석유 모래에 대한 연방 정부의 노력에 환멸을 느끼고 Bitumount에 자체 실험 공장을 짓기로 결정했을 때, 그 주는 석유 모래 공장을 짓기 위해 Oil Sands Limited와 계약을 맺었다.

그 회사는 당초 25만 달러를 투자하고 10년 안에 그 공장을 사기로 합의했다.그러나 이 공장의 비용은 75만 달러였다.Oil Sands Limited에 대한 법적 청구로 이 주는 Bitumount의 공장과 재산을 소유하게 되었다.그 공장은 분리 장치, 탈수 장치 및 정제 장치로 구성되었다.이 발전소는 1948/49년에 클라크 온수 공정을 사용하여 성공적으로 테스트를 수행했다가 폐쇄되었는데, 이는 부분적으로 최근의 Leduc 발견으로 오일 모래에 대한 관심이 감소되었기 때문입니다.

그레이트캐나다 오일샌드

1962년, GCOS(Great Canadian Oil Sands Limited)는 앨버타 주 정부로부터 포트 맥머레이 근처에 일일 10,000 입방 미터 규모의 공장을 건설하고 운영하도록 승인을 받았습니다.이 공장은 하루 240t의 유황과 900t의 코크스를 부산물로 생산할 예정이다.당시 업계는 석유 판매에 어려움을 겪었기 때문에, 지방 정부는 석유 모래 생산을 제한하는 정책을 수립했다.이 정책에 따르면, 석유 모래에서 나오는 합성 석유는 기존의 석유 판매를 보충할 수는 있지만, 그것을 대체할 수는 없었다.이 공장에서 나오는 석유는 앨버타 석유가 이미 공급하고 있는 시장에서 총 생산량의 5%를 초과할 수 없다.

재정적인 어려움으로 인해 GCOS 공장 건설이 지연되었고, 새로운 투자자인 Sun Oil Company의 캐나다 법인인 Suncor가 발견되었다.제안된 공장의 용량은 하루에 7,500입방미터로 증가했고 비용은 1억 2,200만 달러에서 1억 9,000만 달러로 증가했습니다.더 큰 공장은 1964년에 승인을 받아 1967년 9월에 상업 생산에 들어갔다.최종 비용은 2억 5천만 달러입니다.

공장 개소식에서 J선석유 회장. 하워드 퓨(당시 85세의 전설적인 사업가)는 여전히 사실처럼 들리는 발언을 했다.

어떤 국가도 석유가 충분히 공급되지 않는 한 이 원자 시대에 오랫동안 안전할 수 없다.북미 대륙이 향후의 요구에 응하기 위해서 석유를 생산하려면 , Athabasca 지역의 석유가 중요한 역할을 ^[1]할 필요가 있다고 하는 것이 우리 그룹의 숙고된 의견입니다.

Suncor 공장은 오일샌드 개발의 랜드마크였다.역청 추출 및 업그레이드 기술을 개척했으며 세계 최초의 대규모 상업 공장이었다.초기에는 특별히 수익이 나지 않았지만, 그럼에도 불구하고 공장은 자체 생산 판매로 운영비를 충당할 수 있었다.1979년 연방정부의 정책이 석유에 대해 세계 가격을 부과하는 것을 허용했을 때, 이 공장은 마침내 Suncor의 돈벌이 자산이 되었다.이 공장은 수십 년 동안 금융가, 화학자, 석유 기술자, 야금학자, 광산 기술자, 지질학자, 물리학자, 그리고 많은 다른 과학자들과 사이비 과학자들의 관심사였던 문제들, 모래로부터 상업적인 수준의 석유를 추출하는 문제에 대한 해결책을 찾아냈다.

동기

1962년(같은 해 그레이트 캐나다 오일 샌즈 제안이 승인을 받기 위해 올라갔을 때), Athabasca Inc.는 Mildred Lake 시범 프로젝트 현장에 일일 16,000m3의 공장을 제안했다.에드먼턴으로 가는 송유관을 포함하여, 이 발전소는 1965년에 착공하여 1968년에 완공될 예정이었다.그러나 석유가스보존위원회는 제한된 시장에서 합성석유와 재래식석유 간의 경쟁을 우려했다.따라서 한꺼번에 너무 많은 유사 공장을 가동하지 않기로 결정했고, GCOS 프로젝트를 지지하는 도시 서비스 제안을 거절했다.

City Service는 나중에 훨씬 더 큰 공장을 다시 신청했고, 그 제안은 1969년 말에 승인을 받았다.그 결과 나온 싱크루드 공장은 피터 폰드가 석유 모래를 처음 발견한 지 정확히 2세기 후인 1978년에 생산을 시작했다.그러나 그 공장이 첫 배럴의 석유를 수송하기 전에, 그 프로젝트는 많은 시험을 거쳤다.

승인과 완료 사이에 오랜 시간 차이가 나는 이유는 1970년대 북미의 모든 주요 프로젝트를 뒤덮은 비용 상승이 우려스러웠기 때문이다.높은 인플레이션은 Syncrude 프로젝트의 사실상 모든 측면에 대한 예산을 증가시켰다.

1973년 말 Syncrude 컨소시엄은 프로젝트 비용을 검토하면서 비용이 10억 달러에서 23억 달러로 두 배 이상 증가했음을 발견했습니다.1974년 12월, Atlantic Richfield(미국계 부모가 Prudhoe Bay 지분을 개발하기 위해 현금이 필요했다)는 프로젝트에 대한 30%의 참여를 철회했다.며칠 후, 나머지 3개 파트너들은 앨버타 주 정부에 그들이 기꺼이 이 프로젝트에 부담할 수 있는 최대 위험은 10억 달러라고 알렸다.이 프로젝트를 계속 진행하려면 10억 달러의 위험 자본을 추가로 찾아야 할 것입니다.이 프로젝트를 중단하는 대안으로 아틀란틱 리치필드를 포함한 4개 파트너에게 약 2억 5천만 달러의 비용이 들었을 것이다.

이때쯤이면 세계는 에너지 위기의 골칫덩어리에 빠져 있었다.1973년부터 석유수출국기구의 회원국은 세계 석유의 빡빡한 공급을 이용하여 가격을 신속하고 정기적으로 인상했다.따라서 석유 소비국들의 정책 입안자들은 안정적이고 안전한 에너지 공급을 개발하는 것이 국가의 긴급한 문제라고 여겼다.자원이 매우 크고 개발이 분명히 가능했기 때문에, 오일 샌드는 캐나다의 최선의 선택처럼 보였다.그 결과 싱크루드 프로젝트가 무산될 것이라는 전망은 정치적, 경제적 관심사였다.

나머지 파트너들을 대표하는 경영진 그룹이 캐나다의 다른 정부들을 이 프로젝트에 상업적 파트너로 참여하도록 초대했습니다.도는 석유회사들이 제시한 비용 견적도 검토했다.컨소시엄의 비용 견적이 맞지 않는다는 것을 알게 되었을 때, 캐나다, 앨버타, 온타리오 정부는 1975년 2월 위니펙에서 역사적인 회의에 참석했다.그 회의가 그 프로젝트를 구했다.

연방정부는 15퍼센트, 앨버타는 10퍼센트, 온타리오주는 5퍼센트의 이자를 받았다.민간 파트너인 Citys Service Canada, Gulf Oil Canada 및 Imperial Oil은 이 프로젝트에 대한 14억 달러의 지분을 유지하기로 합의했지만, 앨버타주에게 걸프 및 시티 서비스에 대한 2억 달러의 차관을 소유권 지분으로 전환할 수 있는 선택권을 주었다.앨버타주는 또한 발전소가 ^[6]필요로 하는 무위험 파이프라인과 전기 유틸리티에 대한 완전한 소유권을 가지고 있었습니다.

이 공장은 1978년 여름 가동돼 1년 만에 500만 배럴(790,000m³)의 석유를 생산했다.세계 유가는 1979-80년에 급등했고 1980년대 전반에는 높은 수준을 유지했다.이것은 Syncrude가 기술적으로뿐만 아니라 재정적으로도 성공하는 데 도움을 주었다.싱크루드는 현재 캐나다 석유 수요의 약 14%를 충족하고 있으며, 대부분 합성 석유 형태로 되어 있다.이 공장은 약 20억 배럴(3억 2천만 m³)의 이 석유를 생산했다.

기름 모래의 껍질

2003년, Shell Canada와 그 파트너들은 Fort McMurray에서 75킬로미터 북쪽에 위치한 Muskeg River Mine에서 생산을 시작했습니다.Athabasca Oil Sands Project로 알려진 전체 단지는 Muskeg River, Alberta의 Fort Saskatchewan 근처에 위치한 Shell의 Scottford Upgrader 및 지원 시설로 구성되어 있습니다.

4년 후 Shell Canada는 모기업인 Royal Dutch Shell에 의해 완전히 인수되었고, 회사는 Edmonton 정유공장의 부지에 대규모 오일샌드 업그레이드 단지를 건설할 것을 신청했다.270억 달러가 소요될 수도 있는 이 프로젝트는 하루에 100,000배럴 (16³,000m/d)의 4단계에 걸쳐 건설될 것이다.기존 업그레이드 업체와 마찬가지로 Shell의 새로운 시설은 Athabasca Oil Sands Project의 역청 처리와 증기로 구동되는 현장 오일 모래 프로젝트의 역청을 처리합니다.

인사이트 리커버리

방금 설명한 Oilsands 프로젝트는 세계적으로 유일합니다.그들은 노천 갱도에서 지표면 가까운 역청을 이용합니다.이 업계는 또한 수십 년 동안 더 깊은 퇴적물로부터 역청을 회수하는 방법을 실험해 왔습니다.지하에서 석유 자원을 개발하는 유일한 방법은 현장 생산 기술을 통해서이다.

in in sit는 "in place"를 의미하며, 지구 아래의 오일 저장고에 열 또는 용제를 적용하는 회수 기술을 말합니다.현장 기술에는 여러 종류가 있지만, 오일 모래에서 가장 잘 작동하는 기술은 열을 사용합니다.

1910년 앨버타에서 최초로 현장 실험이 이루어졌는데, 피츠버그에 본사를 둔 바버 아스팔트 포장 회사(Barber Aspalt Paving Company)는 역청(bitumen)에 구멍을 뚫고 증기를 뿜어 기름을 액화시켰다.실험은 실패했습니다.1920년대 초, 다른 현장 실험도 이루어졌지만, 상업적으로 성공한 것은 하나도 없었다.

제이콥 오웬 압셔:1920년대 중반 제이콥 오웬 압셔라는 주목할 만한 끈질긴 실험자가 역청 모래 추출 회사를 설립했습니다.1926년 압셔는 현장 실험으로 캐나다 특허를 받았고, 이후 5년 동안 수많은 실험을 수행했는데, 이는 석유 모래 개척자인 시드니 엘스와 칼 클락의 관심을 끌었습니다.압셔는 역청을 녹이기 위해 증기를 사용했을 뿐만 아니라 그의 우물 안에서 불을 피워보기도 했다.하지만 결국 그는 오일샌드에서 기름을 생산할 수 없었다.대공황이 맹위를 떨치면서 그의 활동은 끝났다.

압셔는 오일샌드 사업의 선구자로 잊혀진 반면, 다른 사람들은 모래에서 기름을 방출하기 위해 열을 사용하려는 그의 꿈을 실현했다.오늘날 일부 상업 프로젝트는 고압 증기를 오일샌드 저장소로 관으로 내보냅니다.다른 프로젝트들은 실제로 지하에서 기름을 점화시킨 다음, 연소를 계속하기 위해 지표면 아래에 공기를 펌핑한다.이러한 기술은 오일을 효과적으로 녹여 펌프가 표면으로 나오게 합니다.

열핵 사고:딥 오일 모래 퇴적물로부터 현장 생산을 위한 가장 극적인 제안은 리치필드 석유 회사로부터 나왔다.1959년 리치필드는 지하 핵폭발을 통해 모래에서 액체 탄화수소를 방출하는 실험 계획을 제안했다.이 회사는 포트 맥머레이 남쪽 100km 지점에 있는 오일샌드 아래에서 9킬로톤의 폭발 장치를 폭파할 것을 제안했다.열핵열은 큰 동굴을 만들면서 동시에 기름을 액화시킬 것이다.이 동굴은 현재 유동화된 석유를 채취할 수 있는 장소가 될 수 있어 회사가 석유를 생산할 수 있게 된다.

이 생각은 놀라울 정도로 현실과 가까웠다.Project Oilsand는 캐나다에서 연방 승인을 받았고, 미국 원자력 위원회는 이 장치를 제공하기로 동의했다.그러나 실험이 이루어지기 전에, 핵실험에 대한 국제적인 금지에 대한 대중의 압력이 고조되었다.그 지방 정부는 승인을 보류하여 그 계획을 무산시켰다.

인사이트 역청 생산:1970년대와 1980년대에 많은 회사들이 오일샌드에서 중유를 생산하기 위해 열 기술을 실험했습니다. 특히 콜드 레이크 오일샌드 매장지에서요."증기 홍수", "화재 홍수" 및 "허프 앤 퍼프" 기술과 같은 필드 핸드 별명들을 가진 이러한 추출 방법은 바버 아스팔트 및 포장 회사의 1910년 실험과 같이 기본적으로 지하 저수지에 열을 가합니다.이렇게 하면 기름이 녹습니다. 즉, 점도가 낮아져 표면으로 펌핑할 수 있습니다.현재 점점 더 성공적으로 사용되는 시스템은 증기 보조 중력 배수(SAGD)입니다.

SAGD는 처음에 AOSTRA가 자금을 지원하는 역청 광산 프로젝트인 Underground Test Facility(UTF)에서 테스트되었으며 1987년 6월 29일에 공식 오픈되었습니다.UTF의 규모는 상상하기 어렵다.축을 가라앉히는 작업은 직경 약 4m, 무게 230t의 드릴 비트로 이루어졌다.오일 모래 저장고 아래의 두 축의 깊이는 223m였으며, 어느 축도 수직에서 25mm 이상 벗어났습니다.안전 대책으로 AOSTRA는 오일 모래 저장고 아래에 석회암을 통과하는 두 개의 평행 터널을 건설했습니다.길이가 1킬로미터가 넘는 각각의 터널은 폭이 5미터, 높이가 4미터였다.

연구원들은 터널에서 저수지까지 우물을 뚫어 두 세트의 테스트를 실시했다.단계 A 조종사는 길이 70m의 세 개의 우물 쌍을 포함했으며, 각 우물 쌍은 맥머레이 형성에 40~50m 노출되었다.B단계에는 각각 500~550m의 오일 모래 저장소와 직접 접촉하는 70m 간격의 다른 세 개의 웰 쌍이 포함되었습니다.그 결과는 훌륭했고, 석유 산업은 곧 지표면에서 시추되고 작동되는 SAGD 유정을 통해 역청을 생산하기 시작했습니다.

캐나다에서 가장 큰 단일 공장은 임페리얼 오일의 콜드 레이크 오일 샌드 공장입니다.이 공장은 순환 증기 주입이라고 불리는 기술을 사용한다.이 방법을 사용하면 고압 증기를 1주일 정도 지하 저장고 구간에 주입한 뒤 수개월 동안 액체 오일을 퍼낸다.임페리얼은 증기 보조 중력 배수 장치도 사용합니다.SAGD 생산 시스템에서 임페리얼은 두 개의 수평 유정을 뚫는데, 하나는 다른 쪽 5미터 위에 있습니다.상부 유정을 통해 주입된 증기는 오일의 점도를 감소시키고, 오일은 하부 시추공을 통해 회수됩니다.이 공장은 하루에 150,000배럴(24,000m³) 이상의 역청을 생산합니다.

오일샌드에 관여한 최초의 아시아계 기업은 JACOS로, 1978년에 Athabasca 지역의 파일럿 프로젝트의 실험에 참가하기 시작했다.콜드 레이크의 임페리얼과 마찬가지로 1984년부터 1994년까지 JACOS와 그 파트너도 Hangingstone 리스에서의 순환 증기 자극 파일럿 프로젝트를 실험했습니다.그 후, 동사는 그 리스로 SAGD 생산을 개발했습니다.용제 기반의 현장 역청 추출을 이용한 실증 플랜트도 건설하고 있다.

중유

중유는 역청과 자매 자원이다.그것은 역청보다 가볍고 그 저장고는 거대한 유사 퇴적물보다 훨씬 작습니다.석유 모래와 마찬가지로 캐나다의 대형 중유 자원 중 극히 일부만이 생산가능하다.

흔히 전통적인 중유라고 불리는 이 저밀도 오일은 전통적인 드릴링 기술이나 물을 탱크에 주입하여 압력을 증가시켜 오일을 웰 보어 쪽으로 강제하는 기술인 홍수로 회수할 수 있습니다.이러한 기술이 효과가 있을 때, 중유는 상업적으로 더 매력적인 더 가벼운 등급의 석유와 같습니다.하지만 중유도 점성이 상당히 강할 수 있습니다.생산하기 위해 우물 보어로 흘러들어가려면 열이나 용매와 압력이 필요할 수 있습니다.중유가 생산되기 위해 이러한 기술을 필요로 하는 경우, 그것은 비전통적인 중유라고 알려져 있다.

최초의 중유 발견은 전통적인 경질 원유와 중질 원유를 추구하면서 이루어졌다.캐나다 서부의 중유의 대부분이 지표면 근처에 있는 웅덩이 안에 있기 때문에, 오래된 유정을 사용한 초기 탐험가들은 더 깊은 경질유 저장고에 도달하기 전에 그 웅덩이들을 많이 발견했다.

최초의 발견 중 하나는 1914년 앨버타 주 웨인라이트 근처의 리브스톤 지역에서 발견되었다.1926년 웨인라이트 유전에서 처음으로 중유가 생산되었다.생산자들은 그 해에 이 유전에서 약 6000배럴(950m³)의 중유를 생산했다.지방의 소규모 정유소에서 무거운 구이를 증류하여 사용할 수 있는 제품으로 만들었다.

앨버타 주의 다른 곳에서, 석유 탐험가들은 터너 밸리 유전의 찾기 힘든 후계자를 추적하면서 다른 중유 발견을 했다.그들은 이러한 많은 분야에서 생산을 개발했지만, 적은 양만 생산했다.이날의 회수 기술과 낮은 기름값, 그리고 발견물의 성격과 크기는 대부분의 석유가 개발되지 않은 채로 남아있다는 것을 의미했다.

허스키

가장 중요한 예외는 로이드민스터에서였다.1938년에 처음 발견되었지만, 2차 세계대전 후 허스키 오일이 이 지역으로 이주할 때까지 심각한 개발이 시작되지 않았다.

허스키 오일은 미국 앨버타주의 농부 글렌 니엘슨의 노력으로 대공황기에 태어났는데, 그는 은행이 그의 농장에 대출을 요청했을 때 파산 상태에 내몰렸다.니엘슨은 와이오밍주 코디로 이사한 뒤 허스키를 정련공장으로 설립했다.그는 제2차 세계대전 이후 캐나다로 눈을 돌려 로이드민스터에 정유소를 세우기로 결심했다.철강이 부족했기 때문에, 허스키는 미 해군에 벙커 연료를 공급하기 위해 전쟁 중에 건설된 작은 와이오밍 정유소를 해체했다.그것은 그 조각들을 40대의 곤돌라 차량에 싣고 철도로 북쪽으로 운송했다.

이 회사는 1946년 하루 400입방미터 규모의 시설을 재조립하기 시작했고 이듬해부터 생산을 시작했다.전략적으로 로이드민스터의 캐나다 태평양 철도 선로와 캐나다 내셔널 철도 선로 사이에 위치한 이 정유 공장은 곧 기관차 벙커 연료 계약을 따내기 시작했습니다.이 회사는 도로 건설용 아스팔트의 강력한 시장도 발견했다.

허스키의 이주는 시추와 생산에 박차를 가했다.허스키가 도착한 지 2년 만에 중유의 과잉 공급과 저장 공간의 부족이 있었다.생산자들은 석유를 각각 16,000입방미터까지 저장할 수 있는 흙 구덩이에 저장함으로써 문제를 해결했다.한동안 허스키는 흙과 텀블위드, 잭토끼로 막혀있었기 때문에 부피가 아닌 무게로 기름을 샀다.그 회사는 정제를 시작하기 전에 그 물질을 여과하고 재측정해야 했다.

허스키는 1946년에 지역 유전에서 중유를 생산하기 시작했고, 1960년대에 이르러서는 지역 최대 생산국이 되었다.1963년에 그 회사는 정유공장에 대한 일련의 확장을 또 한 번 수행했다.캐나다산 원유 시장 확대를 활용하기 위해 국내 및 수출 시장에 중유를 공급하는 프로그램도 시작했다.

3천 5백만 달러 프로젝트의 핵심은 점성 중유를 시장으로 옮길 수 있는 역방향 파이프라인 건설이었다.세계 최초의 116킬로미터의 "요요요" 파이프라인은 앨버타주 하디스티에 있는 관간 파이프라인 역에서 응축수를 가져왔다.이 회사는 이 매우 가벼운 탄화수소를 중유와 섞기 시작했고, 이 탄화수소가 더 쉽게 흐를 수 있도록 했다.그 후, 동사는 파이프라인(이 때문에 「요요」라는 별명)을 통해서, 블렌드를 하디스티로 되돌렸다.거기서부터 시장까지 동으로 가져갔어요.

이러한 개발은 처음으로 중유를 한계 자원 이상으로 만들었다.5년 동안, 지역 생산량은 5배 증가하여 하루에 거의 2,000입방미터에 이르렀다.1990년대 초까지 중유 벨트의 생산량은 하루 약 4만 입방미터였으며, 허스키는 여전히 캐나다에서 가장 큰 중유 ^[7]생산국 중 하나였다.

업그레이드 업체

중질 원유 원료는 기존 정유 공장에 적합하기 전에 사전 가공이 필요합니다.이를 '업그레이드'라고 하며, 주요 구성 요소로는 1) 물, 모래, 물리적 폐기물 및 경량 제품 제거, 2) 촉매 정화(수중 탈금속, 수소 탈황 및 수소 탈수소), 3) 탄소 제거 또는 촉매 수소 분해를 통한 수소화 등이 있습니다.탄소 제거는 일반적으로 비효율적이고 낭비적이기 때문에 대부분의 경우 촉매 하이드로 크래킹이 선호됩니다.

촉매 정제 및 하이드로 크래킹은 함께 수경 처리라고 알려져 있습니다.수경 처리에서 가장 큰 도전은 시간이 지남에 따라 촉매에 독을 가하기 때문에 중질 원유에서 발견되는 불순물을 처리하는 것입니다.촉매의 높은 활성도와 긴 수명을 보장하기 위해 이 문제를 해결하기 위해 많은 노력을 기울여 왔습니다.촉매 재료와 모공 크기 분포는 이러한 과제에 대처하기 위해 최적화되어야 합니다.

비유적으로 말하면, 기술의 향상과 새로운 인프라로 인해 중유 저장고가 증가하게 된다.향상된 회수 기술은 저수지의 지표면 기름의 더 높은 비율을 촉진하고 있다.연구 개발은 생산자들이 추출할 수 있는 양을 증가시키는 기술을 만들어 내고 있다.이러한 거대한 자원에 적용된 기술의 작은 향상은 캐나다의 회수 가능한 원유 매장량에 엄청난 증가를 의미할 수 있다.

캐나다에서는 중유를 소량 이상 가공할 수 있는 정유소가 거의 없기 때문에 전통적으로 생산은 미국의 아스팔트 공장에서 이루어졌습니다.그러나 1980년대에 두 개의 중유 업체를 건설하기 시작할 것이라는 발표와 함께 이것은 바뀌었다.Edmonton 인근의 Syncrude, Suncor 및 Shell의 Scottford 시설에 있는 공장들과 마찬가지로, 이러한 정유 공장 같은 운영은 중유와 역청을 보다 가볍고 황도가 낮은, 보다 바람직한 원유로 변화시킵니다.

1970년대 후반, 중유 생산자 그룹(걸프, 허스키, 셸, 페트로캐나다 및 사스크오일)은 플레인 업그레이드기를 제안했다.이 시설은 12억 달러의 비용이 들었고 하루에 5만³ 배럴의 석유를 업그레이드 했을 것이다.그러나 컨소시엄 회원들은 업그레이드 비용이 비싸 비경제적이라고 판단해 점차 사업에서 손을 뗐다.결국, 둘 다 크라운 법인인 페트로 캐나다와 사스코일만이 남았다.

민간 부문 파트너들은 당시 중유를 업그레이드하는 것이 위험한 재정 제안이었기 때문에 플레인 업그레이드 업체에서 철수했다.경제성을 높이기 위해 이들 프로젝트는 경질유와 중질유 간의 가격 차이("차이")에 크게 의존합니다.중유는 경유보다 가치가 적다; 문제는, 얼마나 덜 하냐는 것이다.업그레이드된 석유가 덜 매력적인 중유보다 배럴당 훨씬 더 비싸지 않는 한 업그레이드 업체들은 그 석유를 가공해서 돈을 벌지 못할 것이다.

Plains의 협력관계가 무너지는 동안, 그 아이디어는 살아남았다.

Co-op 업그레이드 업체

SaskOil은 파트너가 사라지자 Regina에 있는 Consumer's Cooperative Refinery와 통합하여 업그레이드 비용을 절감할 것을 제안했습니다.이를 통해 기존 토지, 처리 장치, 스토리지 및 파이프라인 설비, 기술 및 운영 인력 및 관리를 활용하여 시설과 인프라의 중복을 제거할 수 있습니다.

협동 정유소는 19세기 중반 영국에서 시작된 협동조합 운동의 산물이었다.1980년대 초에 정유/업그레이더 단지에 대한 논의가 시작되었을 때 Co-op 공장(1935년에 처음 건설됨)은 작지만 현대적인 정유 공장이었다.연방정부와 서스캐처원주 정부 모두 크라운 법인의 프로젝트 참여를 금지했지만 둘 다 직접 참여했다.이 지방은 특히 관심을 갖고 있는데, 업그레이드 업체가 서스캐처원 유전의 중유 시장을 늘릴 것이기 때문이다.이것은 지방 석유 산업에 중요한 활력을 줄 것이다.연방 정부는 이 프로젝트를 원유 자급률이라는 국가 목표를 향해 한 걸음 더 나아갈 수 있는 기회로 보았다.협동조합은 정유공장을 위한 확실한 원유 공급을 원했다.

따라서 Saskatchewan은 20%의 지분 포지션을 취하였고 프로젝트의 45%에 해당하는 대출을 보증하였다.그 대가로, 이 회사는 Consumer's Co-op과의 결합 사업에서 50%의 파트너가 되었습니다. Consumer's Co-op은 기존 정유 공장(5억 달러 가치)을 프로젝트에 위탁했습니다.연방 정부는 프로젝트의 35퍼센트에 해당하는 대출을 보증했다.대출 원금에 대한 상환은 1992년 말에나 시작될 것이다.

1988년 가동된 Consumer Co-op 정유/업그레이더 단지는 하루 50,000배럴(7,900m³/d) 규모의 시설이었습니다.7억달러의 업그레이드 업체는 정제소 공급원료로 개량된 석유를 공급했다.

허스키 업그레이드맨

중유 벨트에서 가장 광범위한 경험을 가진 회사는 캐나다의 다른 중유 업그레이드 업체를 제안했고 결국 개발했습니다.허스키는 이 오래된 공장 옆에 하루 25,000배럴(4³,000m/d)의 새로운 정제소를 건설함으로써 업그레이드 업체에 대한 준비를 시작했다.중유를 아스팔트로 가공하는 동시에 가솔린 등 고급 제품으로 정제하기 위한 경유를 공급하는 이 시설은 1983년 완공됐다.

일련의 부정 출발 후, 1988년에 Husky와 그 세 파트너는 Bi-Provincial Upgradeer(오늘날 Husky Upgradeer로 더 잘 알려진)를 건설하기로 확고한 합의를 발표했다.Lloydminster 바로 동쪽에 위치한 이 업그레이드 업체는 정부로부터 자금의 대부분을 지원받았다.당초 예산은 12억달러였지만 연방정부, 앨버타정부, 서스캐처원정부는 각각 31.67%, 24.16%, 17.5%의 지분을 보유하고 있었다.잔액은 허스키 소유로, 이후 시설 전체를 인수했다.

최초 계약 조건에 따르면 Husky는 Husky가 투자를 회수할 때까지 공장 순이익의 50%와 10%를 추가로 받게 된다.공장 이익의 잔액은 허스키의 파트너에게 비례적으로 돌아갈 것이다.그러나 서스캐처원 정부가 새로 출범한 NDP 정부가 비용 초과분 1억9000만 달러의 분담금 지급을 거부하면서 이 협정에 변화가 생겼다.다른 선수들은 결국 서스캐처원의 몫을 지불하기로 합의했지만 서스캐처원의 체불금을 회수할 때까지 반환을 보류하기로 했다.

이 업그레이드기는 1992년 중반에 가동되기 시작했지만 하루에 46,000배럴(7,300m³/d)의 설계 용량에 도달하기 위해서는 디보틀넥킹이 필요했다.이 공장은 로이드민스터 지역의 중유와 콜드레이크 역청을 업그레이드하여 중앙 캐나다 및 미국 시장에서 더 많은 자원을 사용할 수 있게 합니다.

중유 차이는 Husky Upgrader (7300 m³/d)와 Co-op Upgrader (7900³ m/d) 사이의 큰 비용 차이를 설명한다.허스키 시설은 Co-op 업그레이드 업체보다 더 무거운 등급의 기름을 처리하도록 설계되었으며, 생산량이 더 좋았다.이 중요한 차이는 Husky가 Co-op 공장보다 공급원료에 더 적은 비용을 지불하고 생산량을 더 많이 받는다는 것을 의미한다.처음부터 이러한 차이에 대한 예측은 두 프로젝트의 경제 계산에 있어 매우 중요한 요소였으며, 그 후 각 프로젝트는 크게 확장되었다.

메트릭 변환

석유 1입방미터 = 6.29배럴.천연가스 1입방미터 = 35.49입방피트.1킬로파스칼 = 대기압의 1%(해발 부근).

캐나다의 석유 측정 단위인 입방미터는 세계에서 유일하다.계량기를 사용한다는 의미에서는 미터법이지만, 캐나다 단위를 쉽게 배럴로 변환할 수 있도록 체적을 기준으로 합니다.다른 미터법 세계에서는 석유를 측정하는 기준이 톤입니다.후자의 장점은 석유의 질을 반영한다는 것이다.일반적으로 낮은 등급의 기름이 더 무겁다.

「 」를 참조해 주세요.

• 캐나다의 에너지 정책
• 캐나다의 타르 모래에 관한 기사 목록

레퍼런스

추가 정보

• 비튼, 짐, 그리고 엘리너 미크.오프쇼어 드림: 노바스코샤의 석유 및 가스 산업의 역사(2010)
• Peter McKenzie-Brown, Bitumen: 앨버타 오일샌드의 배후 인물, 퍼포먼스, 열정, CreateSpace ISBN 9781546452300
• Peter McKenzie-Brown; Gordon Jaremko; David Finch (15 November 1993). The great oil age: the petroleum industry in Canada. Detselig Enterprise. ISBN 978-1-55059-072-2.
• J. Joseph Fitzgerald, Black Gold with Gret, Gray's Publishing, Victoria, British Columbia; 1978년
• Robert Bott, 우리의 석유 챌린지: 캐나다 캘거리 에너지 정보 센터, 21세기로의 지속 가능성; 2004년 제7판
• Chastko, Paul, Developing Alberta's Oil Sands: Karl Clark에서 교토, 캘거리 캘거리 대학 프레스, Second Printing, 2007.

외부 링크

• 캐나다의 오일 샌즈.개방적인 포럼과 특정 문제에 대한 토론이 있는 광범위한 산업 현장