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Fossili non convenzionali

Questa tipologia di fossili è particolare specialmente per tecniche di estrazione e lavorazione complesse

    Cosa sono le fonti fossili non convenzionali? Come funzionano shale oil, tight oil, shale gas, tight gas, idrati di metano? Potrai trovare le informazioni necessarie per conoscere nello specifico questa tipologia di combustibili fossili, trovando anche informazioni utili sul loro reperimento.

    Con il termine fonti fossili non convenzionali o idrocarburi non convenzionali si intende una serie di composti tra loro molto differenti, ma tutti accomunati da elevata densità e viscosità, il cui sfruttamento comporta l’applicazione di tecniche di estrazione e lavorazione più complesse, costose e talvolta a maggior impatto ambientale rispetto a quelle impiegate per il recupero delle fonti fossili convenzionali.

    Il crescente interesse per lo sfruttamento di queste enormi risorse, divenute riserve solo a partire dall’ultimo decennio, è una diretta conseguenza dei miglioramenti tecnologici che hanno interessato le tecniche di estrazione e della diminuzione dei relativi costi.

    Nella fattispecie, sono stati gli enormi passi avanti che hanno interessato la tecnica della fratturazione idraulica (hydro fracturing), a dare il via ad una vera e propria “rivoluzione” che ha portato, negli Stati Uniti ad un vero e proprio boom produttivo dello shale gas (gas naturale intrappolato in giacimenti rocciosi, tipicamente argillosi), con oltre 477 miliardi di m3 prodotti nel 2017 (secondo U.S. Energy Information Administration) e del tight oil, petrolio convenzionale intrappolato anch’esso in giacimenti rocciosi argillosi. Particolarmente proficuo in tal senso si sta dimostrando il giacimento di Dakken situato tra il North Dakota ed il Montana con una produzione giornaliera di circa 550.000 barili.

    Oltre che su shale gas e tight oil, i riflettori sono puntati anche sulle tar sands, ovvero su giacimenti intrisi di petrolio altamente denso e viscoso, le cui maggiori riserve si trovano in Canada, nello Stato di Alberta, che vanta circa il 70% delle risorse mondiali scoperte, ed in Venezuela, nel bacino dell’Orinoco. Benché lo sfruttamento su larga scala di tali giacimenti vide i suoi primordi negli anni ’70, le nuove tecniche di estrazione messe a punto sono oggi in grado di garantire una rendita molto maggiore, ma con costi economici e talvolta energetici più elevati.

    Ancora economicamente poco competitiva è invece l’estrazione dello shale oil, estraibile dalle oil shales e degli idrati di metano, ovvero depositi solidi sottomarini costituiti da ghiaccio e metano intrappolato in esso, di cui il Giappone vanta il primo progetto pilota realizzato nel marzo 2013.

    Fonte: EIA/ARI Report “World Shale Gas and Shale Oil Resource Assessment\” – Giugno 2013

     

     

    Qualche definizione

    Tra le fonti fossili non convenzionali potenzialmente sfruttabili vi sono dal punto di vista del petrolio:

    • Lo shale oil – ricavabile processando termicamente le oil shales, rocce sedimentarie a grana fine (scisti e argille bituminose), ricche di un idrocarburo solido detto kerogene (precursore del petrolio);
    • Il tigh oil – petrolio convenzionale (leggero), contenuto in rocce serbatoio non convenzionali (scisti e argille bituminose). Benché il tight oil sia presente allo stato liquido, per poterlo estrarre occorre ricorrere a procedure estrattive più complesse di quelle usuali, quali la perforazione orizzontale (fracking) e la fratturazione idraulica (hydro fracturing);
    • Gli extra heavy oils – oli extra pesanti caratterizzati da frazioni idrocarburiche ad elevata densità: categoria nella quale rientrano anche le tar sands o oil sands, le cosiddette sabbie bituminose, giacimenti costituiti da depositi sabbiosi non cementati intrisi di idrocarburi bituminosi.

    Sul fronte del gas naturale abbiamo invece:

    • Lo shale gas o gas di scisto – intrappolato in accumuli di rocce sedimentarie poco permeabili, solitamente argille, che non lasciano fluire spontaneamente il gas in superficie;
    • Il tight gas – contenuto in giacimenti simili a quelli del gas convenzionale, ma molto meno permeabili (sabbie e arenarie compatte) che non permettono al gas di fluire spontaneamente;
    • Gli idrati di metano – ovvero depositi solidi sottomarini costituiti da ghiaccio e metano intrappolato in esso;
    • Il CBM – Coal Bed Methane – ovvero metano intrappolato nei filoni di carbone presenti nel sottosuolo.

    Sistemi di estrazione

    Perforazione orizzontale e fratturazione idraulica

    Come già anticipato, per ragioni economiche, i riflettori sono oggi puntati sulla produzione di quegli idrocarburi – per lo più shale gas e tight oil, ma anche tight gas – che basano la loro estrazione sulla tecnica della perforazione orizzontale (fracking) attraverso la quale si raggiunge il giacimento per poi procedere alla fratturazione idraulica (hydro fracturing), che prevede l’impiego di acqua ad alta pressione contenente additivi chimici per agevolare la fuoriuscita del combustibile verso la superficie.

    Estrazione gas naturale

     

    Altre tecniche di estrazione

    Nel caso dello shale oil esso viene ottenuto riscaldando a circa 500°C le oil shales, temperatura che consente al materiale organico contenuto al loro interno di decomporsi e convertirsi in greggio. Oltre ad essere utilizzate per estrarre combustibili liquidi (shale oil) o in parte gassosi, le oil shales possono essere bruciate direttamente in centrali elettriche, proprio come avviene in Estonia, dove la quasi totalità dell’elettricità viene ottenuta bruciando le oil shales in speciali caldaie.

    Shale oil production

    Per estrarre invece gli oli extra pesanti ed il bitume occorrono tecniche speciali per far muovere gli idrocarburi, densi e poco mobili, verso il pozzo di estrazione. Le principali tecniche sono:

    • L’estrazione mineraria (mining) – processo che consente di aumentare la permeabilità delle rocce che contengono il greggio aumentando artificialmente la pressione nel giacimento;
    • La riduzione della viscosità degli oli attraverso l’iniezione di solventi chimici od il ricorso al calore per agevolarne la mobilità e di conseguenza l’estrazione.

    Per estrarre invece il Coal Bed Methane (CBM), ovvero il gas naturale intrappolato nei filoni di carbone presenti nel sottosuolo, occorre ridurre la pressione asportando l’acqua presente nella massa carboniosa per favorire così il rilascio del gas verso il pozzo.

    Tra i metodi estrattivi attualmente in fase di sperimentazione per estrarre gli idrati di metano, si annoverano:

    • La stimolazione termica, che attraverso l’immissione di calore provocherebbe lo scioglimento del ghiaccio con conseguente liberazione del gas;
    • La depressurizzazione attraverso il pompaggio;
    • L’introduzione di agenti inibitori che provocherebbero una dissoluzione dei gas per effetto del cambiamento del loro campo di stabilità.

     

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