1 / 41

dr Miodrag Deni ć dipl ing rud

Javno Preduzeće za Podzemnu Eksploataciju Uglja Resavica - u restrukturiranju. BALKANMAGAZIN II MEĐUNARODNA STRUČNA KONFERENCIJA ALEKSINAČKI BASEN ASPEKT PERSPEKTIVNOSTI ULJNIH ŠKRILJACA. dr Miodrag Deni ć dipl ing rud. NEKONVENCIONALNI IZVORI DOBIJANJA NAFTE.

toni
Download Presentation

dr Miodrag Deni ć dipl ing rud

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Javno Preduzeće za Podzemnu Eksploataciju Uglja Resavica - u restrukturiranju BALKANMAGAZIN II MEĐUNARODNA STRUČNA KONFERENCIJA ALEKSINAČKI BASEN ASPEKT PERSPEKTIVNOSTI ULJNIH ŠKRILJACA dr Miodrag Denić dipl ing rud

  2. NEKONVENCIONALNI IZVORI DOBIJANJA NAFTE • NAFTNI PESKOVI (“TAR SAND”) • ULJNI ŠKRILJCI (ŠEJLOVI) (“OIL SHALE”) • NAFTA IZ MATIČNIH STENA (“SHALE OIL”)

  3. NAFTNI PESKOVI (“tar sands”) • Akumulacije degradovane nafte u peskovima, nastaju erozijom zaštitnih stena ležišta nafte ili migracijom iz većih dubina (emigracija, remigracija). Ubedljivo najveći resursi naftnih peskova nalaze se u Kanadi (Athabasca), a zatim višestruko manji u SAD-u (Juta, Kanzas, Kalifornija), u Sibiru (ležište Olenek), u Venecueli (Orinoko basen) i na Madagaskaru. Značajna ležišta postoje još i u Italiji, Albaniji i uz Kaspijsko jezero. • Eksploatacija i prerada naftnih peskova je veoma razvijena u Kanadi (Alberta, ležište Athabaska), u proizvodnji je od 1957. god, a danas je proizvodnja oko 190.000 t nafte/dan odnosno 70 miliona tona/god.

  4. NEISTISNUTA NAFTA IZ MATIČNIH STENA(“SHALE OIL”) Značajan napredak u najnovije vreme (u SAD) predstavlja ovladavanje tehnologijom proizvodnje nafte iz matičnih stena (zaostala neistisnuta nafta). Koristi se multilateralno horizontalno bušenje i hidrauličko frakturisanje šejla (slično kao za gas iz šejlova). Ovo je poslednjih godina dovelo do prave revolucije u SAD-u u pogledu velikog povećanja njihovih resursa nafte i dugoročnog smanjenja uvozne zavisnosti. Sličan razvoj događaja se u bliskoj budućnosti može očekivati u celom svetu, ako se šire ovlada ovom tehnologijom.

  5. U Severnoj Dakoti ,,Bakken Formacija,, naftonosne stene nalaze se na dubini od oko 2 km. Da bi došlE do tog nivoa, naftne kompanije buše vertikalno, zatim se bušotina lomi pod 90 stepeni, tako da horizontalno prolazi kroz slojeve bogate uljem. • Hidrauličnim frakturisanjem (lomljenjem) formacija, oslobađa se ulje iz • stena pod visokim pritiskom mlazeva vode, peska i hemikalija. • 3. U višestepene formacija kućišta, nalaze se nezavisne perforacije. To im omogućava da se koncentriše hidraulični pritisak duž pukotina koje omogućavaju istiskivanje veće količine nafte. Nafta iz matičnih stena (hidraulično frakturisanje)

  6. Uljni škriljci (šejlovi) • Uljni škriljci su sedimentne stene tipa glinaca, laporaca i krečnjaka, koje pri zagrevanju na visokim temperaturama (~ 500 oC) daju tečne ugljovodonike slične sirovoj nafti i nešto gasa. Dobijena tečnost „ulje“ je izrazito crna, viskozna, i na temperaturi ispod 40 oC gubi sposobnost tečenja. Posle krekovanja i hidrogenizacije ovog naftnog „ulja“, dobija se sintetička nafta vrlo slična sirovoj parafinskoj nafti. • Uljni škriljci se od naftnih peskova razlikuju ne samo po litološkom sastavu i veličini zrna, već i po tome što ne sadrže slobodnu naftu u porama. Oni sadrže kerogen iz koga se nafta stvara tek po izlaganju visokoj temperaturi -pirolizi. To su dakle nezreli ekvivalenti vrlo kvalitetnih matičnih stena za naftu i gas, koje nisu u geološkoj prošlosti dospele na velike dubine i temperature, već su ostale na površini ili blizu nje.

  7. Svetske rezerve uljnih škriljaca • Istorijski, geološki i ekonomski, najpoznatija ležišta uljnih škriljaca su u zapadnom SAD-u, Rusiji, Kongu, Brazilu, Estoniji, Škotskoj i Kini. Najveće rezerve uljnih škriljaca nalaze se u okviru kenozojskih sedimenata (preko 55 %), a čak oko 70 % svetskih rezervi je u SAD. • Smatra se da ekonomičnu površinsku eksploataciju obezbeđuju uljni škriljci sa prinosom ulja od minimalno 50-60 l/t. U SAD-u se za uljne Green River šejlove uzima granična vrednost od oko 120 l/t; za Iratišejlove Brazila i za kukerziteEstonije granica ekonomičnosti je ispod 100 l/t. Poželjno je da sadržaj kerogena bude što veći (preko 20-30 %), a karbonatni uljni šejlovi su manje povoljni za retortovanje od silikatnih.

  8. Resursi ulja (in-place shale oil)– top10 (96 %) • SAD – 300 Bt ( preko 70 % !) • Rusija – 35 Bt • Kongo – 14 Bt • Brazil– 11,5 Bt • Italija – 10,5 Bt (Sicilija 9 Bt) • Maroko – 8 Bt • Australija – 4,5 Bt • Jordan – 4 Bt • Estonija – 2,5 Bt • Kina – 2,5 Bt Izvor: USGS, 2005

  9. Izdanačka zona uljnih škriljaca u Aleksinačkom basenu

  10. OPŠTE KARAKTERISTIKE ALEKSINAČKOG LEŽIŠTA ULJNIH ŠKRILJACA • Ležište se nalazi u Aleksinačkoj kotlini između reka Morava i Moravica, severoistočno od Aleksinaca. • Ležište je unutar eksploatacionog prostora Aleksinačkih rudnika. • Širi rudonosni prostor zahvata površinu od oko 40 km². • Površina ležišta je nešto manja od – 21 km². • Dužina ležišta – 8,5 km. • Širina ležišta – 2,5 km. • Unutar ležišta je pored naslaga uljnih škriljaca razvijen i jedan eksploatabilni sloj uglja.

  11. GEOLOŠKE KARAKTERISTIKE ALEKSINAČKOG LEŽIŠTA Produktivnu donjomiocensku seriju čine: • Podinski deo – konglomerati i peščari, peskoviti glinci, alevroliti, tanki slojevi uglja i podinski paketi uljnih škriljaca. • Produktivni deo – glavni ugljeni sloj i povlatni uljni škriljci. • Povlatni deo – bituminozni laporci i tanji paketi uljnih škriljaca.

  12. OPIS ALEKSINAČKOG LEŽIŠTA • Aleksinačko ležiše je podeljeno na 3 rudonosna polja (od severa ka jugu): „Dubrava“ „Morava“ i „Logorište“. • Ugljeni sloj, podinski i povlatni uljni škriljci su razvijeni u sva tri polja. • Debljina podinskih uljnih škriljaca je 3,5-30 m. • Debljina ugljenog sloja raste od „Logorišta“ (2 m) ka „Dubravi“ (6 m). • Debljina povlatnih uljnih škriljaca je 50-80 m. • Debljina bituminoznih laporaca iznad povlatnih škriljaca je oko 140 m.

  13. Rezerve uljnih škriljaca ležišta „Dubrava“ Elaborat br. 1982 od 23. 01. 2012. godine

  14. Parametri kvaliteta uljnih škriljaca u polju „Dubrava“ iz elaborata br. 1982 od 23. 01. 2012. godine

  15. Ukupne rezerve uljnih škriljaca u Aleksinačkom basenu

  16. NAČIN EKSPLOATACIJE ULJNIH ŠKRILJACA • Eksploatacija uljnih škriljaca u Aleksinačkom basenu u polju ,,Dubrava,, vršila bi se na početku površinskom eksploatacijom. • Od ukupnih količina uljnih škriljaca u ležištu ,,Dubrava,, koje iznose352.759.195t, površinskom eksploatacijom se može otkopati 132.805.610t a ostatak bi se otkopao podzemnim putem. • Površinskom eksploatacijom zahvatile bi se rezerve uljnih škriljaca od K+250m do nivoa K-100m. • Za predviđenu površinsku eksploataciju neophodno je izmeštanje reke Moravica u dužini od 1360m.

  17. IDEJNO REŠENJE POVRŠINSKOG KOPA Konstruktivni parametri površinskog kopa i odlagališta Za konstrukciju površin. kopa usvojene su sledeće vrednosti: • Visina radne etaže H= 10 m, • Nagib radne etaže  = 75˚, • Nagib završne kosine  = 35˚, Za konstrukciju odlagališta usvojene su sledeće vrednosti: • Visina radne etaže H = 20 m, • Nagib radne etaže  = 40˚, • Nagib završne kosine  = 30˚.

  18. Polje Dubrava, geološki profil D4 – D4i

  19. IDEJNO REŠENJE POVRŠINSKOG KOPA

  20. IDEJNO REŠENJE POVRŠINSKOG KOPARezerve mineralne sirovine koje su predisponirane za površinsku eksploataciju Srednji koeficijent otkrivke: Ks= 3,594 m³/m³ ili Ks = 1,943 m³/t

  21. KAPACITET PROIZVODNJE I VEK EKSPLOATACIJE Godišnji kapacitet površinskog kopa od - 5.000.000 t uljnih škriljaca. Godišnji kapacitet na otkrivci - 9.715.000 m³ č.m. Rad na površinskom kopu biće organizovan - 330 radnih dana/godini. Kapaciteti na uljnim škriljcima Dnevni kapacitet (1 m³=1,85t): 5.000.000/330 = 15.151,51 t/dan = 8.190 m³ č.m./dan Kapaciteti na otkrivci Dnevni kapacitet: 9.715.000/330 = 29.439,39 m³ č.m./dan

  22. IDEJNO REŠENJE POVRŠINSKOG KOPAKapacitet proizvodnje i vek eksploatacije • Eksploatacione rezerve uljnih škriljaca u ograničenom površinskom kopu iznose 132.805.610 t i 1.312.177 t uglja. • Vek eksploatacije uljnih škriljaca otkopanih na PK je: T = 132.805.610 /5.000.000 = 26,56 godina. • Za navedeni vek eksploatacije godišnje će se pored uljnih škriljaca otkopavati i ugalj u količini od 49.404 t/god.

  23. IDEJNO REŠENJE POVRŠINSKOG KOPATehnološki proces eksploatacije Tehnološki proces obuhvata sledeće faze rada: - otvaranje površinskog kopa, - otkopavanje i utovar otkrivke, - otkopavanje i utovar uljnih škriljaca, - transport otkrivke do odlagališta, - transport uljnih škriljaca do postrojenja za preradu i - pomoćni radovi.

  24. TEHNOLOŠKI PROCES EKSPLOATACIJEIzbor potrebne opreme Na otkopavanju, utovaru i transportu uljnih škriljaca predviđena je sledeća tehnološka oprema: - Hidraulični bager sa zapreminom kašike od 15 m³. - Kamion nosivosti 110 t, sa zapreminom sanduka od 75 m³. Na otkopavanju, utovaru i transportu otkrivke potrbna je sledeća oprema: - Hidraulični bager sa zapreminom kašike od 20 m³. - Kamion nosivosti 180 t, sa zapreminom sanduka od 100 m³. Na otkopavanju, utovaru i transportu uglja: - Hidraulični bager sa zapreminom kašike od 1 m³. - Kamion nosivosti 20 t, sa zapreminom sanduka od 15 m³.

  25. Primena uljnih škriljaca: - za proizvodnju električne energije, - za proizvodnju sirovog ulja kao osnovnog proizvoda prerade i gas kao nus proizvod prerade, - za prizvodnju generatorskog gasa kao osnovnogproizvoda. Korišcenje pepela iz uljanih škriljaca • Sirovina za proizvodnju građevinskog materijala • Materijal za izgradnju puteva • Stabilizaciona masa • Zamena ili dodatak cementu • Poljoprivreda • Vezuje CO2 • Sirovina za hemijsku industriju, i dr.

  26. Tehnologija prerade uljnih škriljaca • Industrijska prerada bituminoznih škriljaca započeta je u 19. veku i traje sve do današnjih dana, ali nikada nije bila naročito velika. Zavisila je prvenstveno od trenutnih prilika i mogućnosti snabdevanja energijom u pojedinim zemljama. Industrijska prerada bituminoznih škriljaca danas u svetu sprovodi se, u manjoj ili većoj meri, u nekim zemljama, kao što su: Estonija, Brazil i Kina. • Suština svakog procesa retortovanja-dobijanja ulja iz škriljaca sastoji se u tome da se u određenoj retorti (peći) vrši zagrevanje škriljaca na temperaturi 450-550 °C na kojoj se vrši razlaganje organske materije (kerogena) iz škriljaca, pri čemu se jedan njen deo dobija kao tečna komponenta (ulje), drugi deo kao gasna komponenta (gas), a treći u vidu ugljeničkog taloga koji ostaje u prerađenom škriljcu (polukoks).

  27. 86 kg ulja 430 Nm3 retotnog gasa 700 kg pepela

  28. Tehnološki postupak prerade uljnih škriljaca

  29. Iskorišćenje otkopanih uljnih škriljaca

  30. ZAGAĐIVAČI VAZDUHA PRI SAGOREVANJU ULJNIH ŠKRILJACA Glavni zagađivači vazduha tokom sagorevanja uljnih škriljaca su oksidi azota, sumpor dioksid, hlorovodonik i čvrste čestice. Najštetniji gas koji se emituje je CO₂ (0,36 t/barelu). Sagorevanjem škriljaca u TE za dobijanje električne energije, emisija CO₂ je znatno veća, jer se pri dobijanju ulja-retortovanjem ugljenik ,,C,, najvećim delom pretvara u ulje. Koncentracija zagađivača vazduha u izduvnim gasovima, prvenstveno zavisi od tehnologije sagorevanja i režima sagorevanja, dok je emisija čvrstih čestica određena efikasnošću uređaja za hvatanje pepela u letu.

  31. Emisija štetnih gasova iz automobila Podstaknuteekološkimproblemima, sveznačajnijesvetskeorganizacijesudugo pokušavale da pronađu adekvatno rešenje, što je rezultiralo potpisivanjem tzv.Kyoto sporazuma 1997. godine.Ovimsporazumomsudržavepotpisnicepreuzelenasebe obavezu da, između ostalog, preduzmu odgovarajuće aktivnosti radi smanjenjaemisiještetnihgasova u atmosferu. EvropskaUnija, kaojednaodnajznačajnijihekonomskih grupacija, nastoji takođe da pruži doprinos rešavanju ovog problema.Istraživanjem je utvrđeno da saobraćaj učestvuje sa oko 17% u ukupnoj emisiji štetnihmaterija, naročitougljen-dioksida, doknaputničke automobile otpada 7%. Nakonrazmatranjabrojnihmogućihrešenja, KomisijaEvropskeUnije je izradilapredlog, kojije usvojioEvropskiparlamentaprila 2009. godine, premakomeputničkiautomobilijednog proizvođača, ne smeju u proseku da prekorače iznos emisije ugljen-dioksida od130 grama po pređenom kilometru.

  32. MOGUĆI UTICAJ NA ŽIVOTNU SREDINU Predviđena eksploatacija uljnih škriljaca može značajno uticati na promenu sadašnjeg režima čovekove sredine. Svake godine iz površinskog kopa treba da se izvadi masa od oko 10 miliona m³ otkrivke. To zahteva angažovanje značajne površine zemljišta za smeštaj otkrivke i pepela iz sagorelih škriljaca. Zbog toga treba uporedo sa projektovanjem eksploatacije vršiti i projektovanje rekultivacije zemljišta. U idejnom rešenju otkopavanja uljnih škriljaca odlaganje jalovine je predviđeno na odlagalištu „Vodeničište“. Zapremina odlagališta je 12.326.740 m³ i dovoljna je da primi mase otkrivke iz faze otvaranja i postizanja projektovanog dna površinskog kopa. Spoljašnje odlagalište površinskog kopa „Dubrava“, ima površinu od 41 ha 56 ara 69 m²

  33. MOGUĆI UTICAJ NA ŽIVOTNU SREDINU Poseban problem može predstavljati smešaj prerađenog škriljca-pepela. Ovde su moguće dve varijante: - prva, ukoliko se sagradi cementara onda će veći deo od oko 3,5 miliona tona ove šljake (pepela) biti pretvoren u cement i neće predstavljati problem odlaganja, ali u tom slučaju javlja se cementara kao zagađivač okoline, pa nju treba locirati dalje od naseljenih mesta i primeniti sve savremene zaštitne mere protiv zagađivanja okoline. - druga, ako se ne gradi cementara, mora se blagovremeno izučiti i projektovati najpogodniji način smeštaja ovih 3,5 miliona tona pepela i šljake.

  34. Ekološki aspekt prerade uljnih škriljaca

  35. Studije o distribuciji mikroelemenata u uljnim škriljcima Aleksinačkog ležišta • Informacije o sadržaju, distribuciji i načinu pojavljivanja mikroelemenata, a naročito potencijalno toksičnih (As, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se) i radioaktivnih (U i Th) u čvrstim fosilnim gorivima su od velikog značaja, pogotovu ako se oni koriste za površinsko retortovanje ili sagorevanje u termoelektranama. Na osnovu ovih podataka može se predvideti stepen zagađenja vazduha, zemljišta i podzemnih i površinskih voda tokom sagorevanja, odlaganja pepela i šljake, kao i mogući negativan uticaj na zdravlje ljudi. • Različita dokumentovana ispitivanja (Suderman, 1979 iz Querol et al., 1995) su pokazala da određene količine As, Cd, Cr i Ni izazivaju kancer kod ljudi, dok Be, Cd, Co, Cr, Mn, Ni, Pb imaju kancerogeno dejstvo na životinje. Osim kancerogenih i mutagenih (As i dr.) efekata, konstatovana su različita oboljenja respiratornih organa, ređe i kožnih. Ova oboljenja nastaju na područjima u kojima se vrši sagorevanje fosilnih goriva koja imaju visok sadržaj organski vezanih elemenata (berilijum, Eskenazy, 2006), a koji sagorevanjem dospevaju u atmosferu.

  36. Studije o distribuciji mikroelemenata u uljnim škriljcima Aleksinačkog ležišta • Za ostvarenje ovog cilja u intervalima od po jedan metar uzorkuje se cela relevantna sekvenca Aleksinačke produktivne serije, čime se obezbeđuje 80 do 100 uzoraka. Ovi uzorci će biti analizirani u Laboratorijama Rudarsko-geološkog fakulteta, kao i u Acme Analytical Laboratories Ltd., Vancouver, BC (Kanada), gde bi se obavila analiza 41 mikroelementa. • Ovakvo sveobuhvatno istraživanje bi poslužilo kao podloga za procenu uticaja eventualne eksploatacije i prerade uljnih škriljaca na životnu sredinu. Drugim rečima, Studija o distribuciji mikroelemenata u uljnim škriljcima Aleksinačkog ležišta bi omogućila pouzdanu procenu uticaja rudarskih aktivnosti i prerade na vazduh, zemljište, podzemne i površinske vode, kao i mogući uticaj na ljude, floru i faunu.

  37. Kalkulacija cena dobijanja uljnih škriljaca • Na osnovu proračuna i dobijenih vrednosti pri tehno-ekonomskoj analizi Elaborata, usvajaju se troškovi prerade u iznosu od 44 $/barelu. • Ovaj podatak je proveren i potvrđeno je da operativni troškovi tehnološke prerade uljnih škriljaca u Estoniji su približni toj vrednosti. • Navedenim troškovima prerade, neophodno je dodati i troškove investicionog ulaganja koji iznose 6,19 $/barelu. • Tako da ukupni troškovi prerade iznose 44+6,19 = 50,19 $/barelu. • Troškovi otkopavanja uljnih škriljaca iznose(ekvivalent) 12,80 $/barelu. • Ukupni troškovi proizvodnje sirove nafte iznose12,80 $/barelu + 50,19 $/barelu= 62.9$/barelu, odnosno 63 $/barelu.

  38. Izvor: Energy Information Administration and Bureaue of Labor Statistic, Januar 2011. Američki statistički biro

  39. HVALA NA PAŽNJI

More Related