Bài thuyết trình Dầu đá phiến và triển vọng phát triển trình bày tổng quan về dầu đá phiến trên thế giới; Xử lý và khai thác dầu đá phiến; Tình hình khai thác, tiềm năng phát triển và những thách thức đối với ngành công nghiệp dầu đá phiến Mỹ. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết tại đây nhé!
CHUY ÊN ĐỀ: DẦU ĐÁ PHIẾN VÀ TRIỂN VỌNG PHÁT TRIỂN Giáo viên hướng dẫn: Ts.Phạm Cảnh Huy Nhóm: Sinh viên thực hiện: Trịnh Thu Trang 20192309 Nguyễn Hải Nam 20192290 Đoàn Anh Phương 20192294 Nguyễn Trường An 20192268 I TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Dầu đá phiến : Thành phần, tính chất và phân loại • Dầu đá phiến là loại đá trầm tích có chứa vật liệu bitum rắn (được gọi là kerogen) • Giải phóng dưới dạng chất lỏng giống dầu mỏ • Dầu đá phiến thường chứa đủ dầu để cháy mà khơng cần xử lý thêm và do vậy nó được gọi là “đá cháy”. • Khai thác và xử lý để tạo ra dầu giống như dầu được bơm từ giếng dầu thơng thường; tuy nhiên, việc chiết xuất dầu từ dầu đá phiến phức tạp hơn so với khai thác dầu thơng thường và chi phí hiện cao hơn. • Dầu trong dầu đá phiến ở thể rắn và khơng thể bơm trực tiếp lên mặt đất I TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Dầu đá phiến : Thành phần, tính chất và phân loại 1.1.1 Lịch sử dầu đá phiến • Được sử dụng từ thời cổ đại khai thác từ kỷ 17 • Một mỏ dầu đá phiến Autun, Pháp, khai thác thương mại vào năm 1839 • Sau khủng hoảng dầu năm 1973, sản lượng dầu đá phiến giới đạt đến đỉnh 46 triệu năm 1980 sau giảm xuống cịn 16 triệu năm 2000 • Cơng nghiệp dầu đá phiến “phục sinh” trở lại vào những năm đầu thế kỷ XXI I TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Dầu đá phiến : Thành phần, tính chất và phân loại 1.1.2.Xác định loại dầu đá phiến • Các loại dầu đá phiến được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau với các kết quả được thể hiện theo các đơn vị khác • Nhiệt trị của dầu đá phiến có thể được xác định bằng cách sử dụng dụng cụ đo nhiệt lượng • Đơn vị: Btu; cal/gm (calo trên mỗi gram); kcal/kg (kilocalo trên mỗi kilogram đá); MJ/kg (megajun trên mỗi kilogram đá)… • Loại phân tích phổ biến nhất hiện là xác định bằng cách đo sản lượng dầu của một mẫu đá phiến trong một bình chưng cất trong phịng thí nghiệm I. TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Dầu đá phiến : Thành phần, tính chất và phân loại Chart 1.1.3.Thành phần và tính chất • Picture Dầu đá phiến bao gồm một phạm vi rộng các loại đá có kết cấu chặt chẽ giữa các thành phần hữu cơ và vơ cơ • Tính chất và mức độ của chất vơ cơ phụ thuộc chủ yếu vào các điều kiện trầm tích và các đặc tính của đá mẹ. • Kerogen là hỗn hợp các chất hữu cơ chính trong trầm tích • Bitum là một phần chất hữu cơ có thể hịa tan trong dầu đá phiến. • Nhiệt trị có tác dụng xác định chất lượng của dầu đá phiến, nhiệt trị nằm trong khoảng từ 5004000 kcal/kg đá Hình 1.1. Thành phần chung của dầu đá phiến Thành phần (% Vùng Green River, Vùng New Albany w/w) Mahogany Cacbon 80,5 82,0 Hydro 10,3 7,4 Nito 2,4 2,3 Lưu Huỳnh 1,0 2,0 Oxy 5,8 6,3 Tổng cộng 100,0 100,0 Tỷ lệ nguyên tử 1,54 1,08 H/C Bảng 1.1. Tỷ lệ thành phần (%w/w) chất hữu cơ trong đá phiến ở Hoa Kỳ I. TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Dầu đá phiến : Thành phần, tính chất và phân loại Chart 1.1.4.Phân loại dầu đá phiến • Picture Hutton (1991) chia dầu đá phiến thành ba nhóm dựa trên mơi trường lắng đọng của chúng trong đất, hồ và biển • Gồm 6 loại dầu đá phiến đặc thù là: than nến, lamosite, marinite, torbanite, tasmanite, và kukersitee. Hình 1.2. Phân loại dầu đá phiến Hutton (1987) I TỔNG QUAN CHUNG 1.2 Trữ lượng dầu đá phiến Bảng 1.2. Ước tính trữ lượng dầu đá phiến (triệu tấn) Khu Trữ lượng Vực đá phiến Châu 12.373 Phi Châu Á 20.570 Châu 32.400 Úc Châu 52.180 Âu Trung 35.360 Đông Bắc Mỹ 3.340.000 Nam Mỹ - Trữ lượng Kerogen 500 Kerogen trường 5.900 1.100 1.700 37.000 600 12.000 4.600 24.000 80.000 400 140.000 10.000 Hình 1.3. Sản lượng dầu đá phiến ( triệu tấn ) từ 1880 đến 2000 I. TỔNG QUAN CHUNG Chart 1.3 Các thách thức kinh tế và xã hội • Picture Câu hỏi: “Giá dầu ở ngưỡng bao nhiêu thì dầu đá phiến sẽ có lợi nhuận?” vì phạm vi ước tính dao động lớn từ 4080 USD mỗi thùng • Q trình sản xuất dầu đá phiến địi hỏi chi phí cao và thách thức là làm sao để nó cạnh tranh được với xăng dầu thơng thường • Các tác động tiềm năng quan trọng được liệt kê dưới đây: Thiếu hụt cơ sở vật chất và dịch vụ cơng Thiếu kinh phí trả trước cho nâng cấp cơ sở hạ tầng Sự xuống cấp của chất lượng cuộc sống cho người khơng tham gia vào các lĩnh vực năng lượng; Ảnh hưởng đến giá bất động sản có thể là tích cực hoặc tiêu cực tùy thuộc vào vị trí. 10 I. TỔNG QUAN CHUNG 1.4 Lợi ích kinh tếxã hội và hiệu quả đầu tư Chart 1.4.1 Lợi ích kinh tế xã hội • Picture Giảm tác động GDP của giá dầu cao; Giảm thâm hụt cán cân thanh tốn; • Tăng doanh thu; • Mở rộng và đa dạng hóa kinh tế cho khu vực; • Tăng trưởng giáo dục, phát triển kỹ năng và cơ hội đào tạo nguồn nhân lực bền vững; • Tăng cơ hội cho các doanh nghiệp địa phương và các cơ hội phát triển kinh doanh mới; • Hỗ trợ tài chính cho phát triển cơ sở hạ tầng khu vực cơng; • Các cơ hội việc làm dài hạn bao gồm cả việc được trả lương cao trong ngành dầu đá phiến và các ngành cơng nghiệp hỗ trợ. • 11 I. TỔNG QUAN CHUNG 1.4 Lợi ích kinh tếxã hội và hiệu quả đầu tư Chart Picture 1.4.2.Hiệu quả từ đầu tư • Các cơng ty đầu tư vào sản xuất dầu đá phiến tạo ra cơng ăn việc làm, cung cấp nguồn thu, cải thiện an ninh quốc gia và nâng cao phúc lợi kinh tế của quốc gia; • Nhiều nghiên cứu được tiến hành trong những năm qua khẳng định rằng chế biến dầu đá phiến tạo ra nhiều năng lượng hơn • Hầu như tất cả các phương pháp sản xuất dầu đá phiến từ mỏ dầu đá phiến ở miền Tây Hoa Kỳ đều mang lại kết quả tích cực 12 II. XỬ LÝ VÀ KHAI THÁC DẦU ĐÁ PHIẾN 2.1 Xử lý dầu đá phiến Chart Picture 2.1.1 Xử lý ngồi hiện trường (Exin Situ) • Đã được triển khai trong hơn một thế kỷ qua ở 20 nhiều quốc gia trên thế giới • Tại Colorado và Utah (Hoa Kỳ), các mỏ được khai thác theo kiểu buồng và trụ chống vẫn đang ổn định • Các mỏ dầu đá phiến dưới lịng đất giống các mỏ đá ngầm hơn và do đó các xe tải lớn, máy xúc và thiết bị khoan có thể được sử dụng để giảm chi phí. • Sau khi khai thác, nó được giảm kích thước bằng máy nghiền rồi được chuyển đến các nhà máy chưng cất và chuyển đổi thành dầu đá phiến thơ, nước và khí đá phiến. • Đá phiến đã chưng cất chiếm khoảng 7080% trọng lượng của dầu đá phiến được khai thác, 13 II. XỬ LÝ VÀ KHAI THÁC DẦU ĐÁ PHIẾN 2.1 Xử lý dầu đá phiến Chart 2.1.2. Xử lý tại hiện trường thuần túy (True In SituTIS) • Sử dụng các kỹ thuật tương tự kỹ thuật khoan và sản xuất Picture 2.1.2. X ử lý tại hiện trường cải tiến (Modified Insitu) • trường dầu mỏ • Các giếng được khoan vào tầng dầu đá phiến và việc • vỡ bằng thuốc nổ để chuẩn bị cho chưng cất dưới mặt đất Các giếng khác được khoan ở cùng một khu vực để sản xuất dầu đá phiến thơ bằng cách nung nóng đá dưới lịng • Thích hợp nhất với các mỏ dầu đá phiến dày Một số dầu đá phiến được khai thác để tạo ra một khoang cho việc chưng cất tại chỗ sau đó. đất để giải phóng dầu • Một khoảng trống được tạo ra dưới lịng đất, bên trong đó một khối dầu đá phiến cạnh đó bị phá vỡ thơng qua làm nứt chưng cất được tiến hành trong lịng đất • Kết hợp các kỹ thuật xử lý tại hiện trường và ngồi hiện • Dầu đá phiến được khai thác, nghiền và đưa vào một hầm có mái che và ống dẫn để chưng cất tại chỗ 14 II. XỬ LÝ VÀ KHAI THÁC DẦU ĐÁ PHIẾN 2.2 Khai thác dầu đá phiến Cả hai phương pháp xử lý tại hiện trường cải tiến và xử lý ngồi hiện trường đều cần khai thác mỏ Trong trường hợp xử lý ngồi hiện trường, đá phiến khai thác được vận chuyển đến thiết bị chưng cất, ở đó nó được xử lý để thu hồi dầu đá phiến. Hiện nay, mỏ lộ thiên lớn nhất ở Hoa Kỳ là mỏ Bingham sản xuất khoảng 110.000 tấn quặng đồng/ngày. Mỏ ngầm lớn nhất là mỏ đồng San Manuel ở Arizona, sản lượng khoảng 50.000 tấn quặng/ngày. Trong trường hợp xử lý tại hiện trường cải tiến, đá phiến cũng có thể được chưng cất trên mặt đất, hoặc có thể được thải bỏ trên mặt đất như chất thải rắn. 01 02 03 04 II. XỬ LÝ VÀ KHAI THÁC DẦU ĐÁ PHIẾN 2.2 Khai thác dầu đá phiến Chart 2.2.1 Khai thác lộ thiên • Có hai phương pháp là khai thác theo dạng mở và khai thác theo dải • Hấp dẫn về mặt kinh tế đối với các mỏ quặng chất lượng thấp, có diện tích lớn • Khai thác lộ thiên ở hầu hết các mỏ dầu đá phiến sẽ khó bởi độ dày rất lớn của lớp đất đá phủ trên đó 2.2.2 Picture Khai thác hầm lị (dưới lịng đất) • Đến nay chỉ có phương pháp khai thác buồng và trụ chống và phương pháp khai thác với sự hỗ trợ của phương pháp chưng cất tại hiện trường cải tiến là được thử nghiệm ở quy mơ đáng kể. 2.2.3 Cơng nghệ nứt vỡ thủy lực • Là kỹ thuật bơm chất lỏng gồm hỗn hợp nước, cát và hóa chất vào lỗ khoan với áp lực cực mạnh, làm nứt gãy các vỉa đá phiến, từ đó tạo ra các lỗ hổng để tập trung dầu và khí trong đá vào các giếng khoan để khai thác 16 III.TÌNH HÌNH KHAI THÁC, TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI NGÀNH CƠNG NGHIỆP DẦU ĐÁ PHIẾN MỸ 3.1 Sản lượng khai thác • 20052013, sản lượng khai thác dầu và khí Chart Picture đá phiến ở Mỹ tăng từ 5% lên đến 35% • • • tổng lượng dầu khí khai thác Từ năm 2008 đến nay, sản lượng đạt tới 8,7 triệu thùng/ngày Trong khi nguồn cung dầu bên ngồi bị ảnh hưởng nặng nề bởi dịch covid thì Mỹ đã lập tức tái khởi động khai thác mạnh những mỏ dầu đá phiến để đáp ứng các nhu cầu trong nước. Sản lượng dầu đá phiến của Mỹ tăng với mức 15% từ tháng 7/2021 đến tháng11/2021. 17 III.TÌNH HÌNH KHAI THÁC, TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI NGÀNH CƠNG NGHIỆP DẦU ĐÁ PHIẾN MỸ 3.2 Triển vọng phát triển dầu đá phiến Mỹ Chart • Trữ lượng dầu đá phiến thuộc top đầu giới : • Tình hình khủng hoảng covid chiến Picture Ukcraina: ảnh hưởng đến nguồn cung dầu mỏ giới, gây thiếu hụt toàn cầu, tạo điều kiện cho doanh nghiệp khai thác dầu đá phiến Mỹ phát • • triển khai thác trở lại Sự tiến bộ của cơng nghệ : Nhờ sử dụng các cơng nghệ mới như khoan ngang , nút thủy lực, cùng với sự cải tiến từng ngày đối với các cơng nghệ này, nhà sản xuất có thể giảm tối đa phần chi phi khai thác nhưng vẫn đạt được tối đa sản lượng Chi phí sản xuất giảm: công nghệ cải tiến ngày để giảm tối đa phần chi phi khai thác đạt tối đa sản lượng 18 III.TÌNH HÌNH KHAI THÁC, TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI NGÀNH CƠNG NGHIỆP DẦU ĐÁ PHIẾN MỸ 3.2 Triển vọng phát triển dầu đá phiến Mỹ • Sự thay thế dầu mỏ truyền thống: Năm 2018 thị trường tồn c Chart Picture ầu đã phải đối mặt với tình trạng khan dầu: khai thác 94,7 triệu thùng mỗi ngày từ lịng đất, thế giới đã đốt cháy nhiều thêm 5,5% 99,8 triệu thung, với trữ lượng cực lớn của dầu đá phiến thì đây chính là tương lai của dầu đá phiến • Cuộc cách mạng dầu đá phiến lần hai: với hồn cảnh hiện tại, đứng trước một cuộc suy thối kinh tế và giá dầu đang ở mức cao (101.55 USD/ thùng cập nhật ngày 19/7/2022) thì thực sự có thể nói một cuộc cách mạng dầu đá phiến lần thứ hai là hồn tồn khả thi • Triển vọng tăng sản lượng dầu đá phiến ở Mỹ: mức giá dầu cao sẽ là sức hút khơng thể cưỡng lại đối với một số cơng ty khoan dầu 19 III.TÌNH HÌNH KHAI THÁC, TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI NGÀNH CƠNG NGHIỆP DẦU ĐÁ PHIẾN MỸ 3.3.1 Những thách thức Chart a) Picture Khó khăn trong việc sử dụng đất và quản lý chất thải •) Địi hỏi sử dụng đất rộng rãi •) Làm giảm sự đa dạng của hệ sinh thái ngun thủy với mơi trường sống hỗ trợ nhiều loại động thực vật •) Gây sụt lún bề mặt do sự sụp đổ của khu vực đã khai thác và đá bị bỏ rơi •) Xử lý chất thải khai thác, dầu đá phiến đã qua sử dụng và tro đốt cần sử dụng thêm đất •) Chất thải có thể chứa một số chất ơ nhiễm một số chất độc và gây ung thư b) Khó khăn trong quản lý nguồn nước •) Khai thác mỏ ảnh hưởng đến mơ hình dịng chảy của nước trong khu vực bị ảnh hưởng. •) Nước là chất dẫn truyền chính của các chất ơ nhiễm trong ngành cơng nghiệp dầu đá phiến 20 III.TÌNH HÌNH KHAI THÁC, TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI NGÀNH CƠNG NGHIỆP DẦU ĐÁ PHIẾN MỸ 3.3.1 Những thách thức Chart c) Khai thác dầu đá phiến gây ơ nhiễm khơng khí Picture • Các nhà máy điện chạy bằng đá phiến dầu sản xuất cung cấp khí thải vào khí quyển • Có mối liên hệ từ việc ở trong khu vực đá phiến dầu với nguy cơ mắc bệnh hen suyễn và ung thư phổi cao hơn các khu vực khác d) Khai thác dầu đá phiến làm tăng khí thải nhà kính • Lượng khí thải carbon dioxide từ q trình sản xuất dầu đá phiến và khí đá phiến cao hơn so với sản xuất dầu thơng thường, sự lo lắng ngày càng tăng của cơng chúng về hậu quả bất lợi của sự nóng lên tồn cầu có thể dẫn đến phản đối phát triển dầu đá phiến e) Xử lý tại chỗ cịn nhiều điểm hạn chế f) Rủi ro thị trường • Giá dầu thơ vơ cùng dễ bay hơi, và sự bất ổn này đang gia tăng trong những năm gần đây • Biến động nhỏ trong cung hoặc cầu trên thị trường tồn cầu có thể chuyển thành biến động của giá dầu thơ. 21 III.TÌNH HÌNH KHAI THÁC, TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI NGÀNH CƠNG NGHIỆP DẦU ĐÁ PHIẾN MỸ 3.3.2 Một số giải pháp Hệ thống điều hành thơng tin (EIS) của Mỹ đã đưa ra các gi ải pháp về cho th đất liên bang để tiến hành khai Picture thác và xử lí dầu đá phiến. Những vùng đất này sẽ xa khu dân cư, hoạt động khai thác sẽ khơng làm phá hỏng hệ sinh thái, các yếu tố về kinh tế xã hội tại những vùng đất này Giới hạn phát thải cho các nhà máy khai thác dầu đá phiến đã được chính phủ Mỹ thiết lập dựa trên việc áp dụng Cơng nghệ kiểm sốt tốt nhất hiện có (BACT). Các nhà máy chỉ được hoạt động với lượng cơng suất phạm vi gia số PSD Class II và Class I cho phép Chính phủ Mỹ có thể cân nhắc đến các phương pháp như đánh thuế carbon hoặc các chương trình “giới hạn và thương mại”( Giới hạn và thương mại là một thuật ngữ phổ biến cho một chương trình quản lý của chính phủ được thiết kế để hạn chế hoặc giới hạn tổng mức phát thải của một số hóa chất, đặc biệt là carbon dioxide, do hoạt động cơng nghiệp), để có thể đạt được mức giảm khí nhà kính một cách hiệu quả về mặt kinh tế Để tránh ơ nhiễm nước ngầm, chất thải rắn từ q trình xử lý nhiệt được xử lý trong một bãi chứa lộ thiên (bãi chơn lấp hoặc "đống"), khơng phải dưới lịng đất nơi có khả năng tiếp cận nguồn nước sạch dưới đất Chính phủ Mỹ đã hỗ trợ R&D nhằm giảm chi phí sản xuất Chart 22 IV. KẾT LUẬN Ngành cơng nghiệp dầu đá phiến của Mỹ, vốn từng đưa Mỹ trở thành nhà sản xuất dầu lớn nhất thế giới vào năm 2018, hiện nay đang phải đối mặt với các vấn đề về tài chính. Năm 2019, 42 cơng ty dầu mỏ với hơn 25 tỷ USD nợ tích lũy đã nộp đơn xin bảo hộ phá sản, theo Cơng ty luật Haynes & Boone Sau nhiều năm tăng trưởng, mơ hình kinh doanh thâm dụng tiền mặt của ngành đá phiến Mỹ đã bắt đầu hụt hơi, ngay cả trước khi cuộc chiến giá dầu giữa Arab Saudi và Nga cũng như đại dịch COVID19 nổ ra vào năm ngối Tuy nhiên, trước những nỗ lực của các cơng ty dầu đá phiến của Mỹ như cam kết giảm chi tiêu, tăng sản lượng vừa phải và phạm vi khai thác sẽ thu nhỏ hơn, chủ yếu là ở các mỏ dầu đá phiến ở bang Texas, đẩy mạnh hoạt động M&A và hợp nhất nhằm gia tăng quy mơ doanh nghiệp,… giúp cho tình hình của ngành cơng nghiệp dầu đá phiến tại quốc gia này đang dần vượt qua những khó khăn. Sản lượng dầu đá phiến của Mỹ đạt 8,68 triệu thùng/ngày vào tháng 12/2021, mức cao nhất kể từ tháng 3/2020 (Theo Rystad Energy AS) 23 THANK YOU ! 24 ... Sau khi khai thác, nó được giảm kích thước bằng máy nghiền rồi được chuyển đến các nhà máy chưng cất? ?và? ?chuyển đổi thành? ?dầu? ?đá? ?phiến? ?thơ, nước? ?và? ?khí? ?đá? ?phiến. • Đá? ?phiến? ?đã chưng cất chiếm khoảng 7080% trọng lượng của? ?dầu? ?đá? ?phiến? ?được khai thác, 13 II. XỬ LÝ VÀ KHAI THÁC DẦU ĐÁ PHIẾN... III.TÌNH HÌNH KHAI THÁC, TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI NGÀNH CƠNG NGHIỆP DẦU ĐÁ PHIẾN MỸ 3.2 Triển? ?vọng? ?phát? ?triển? ?dầu? ?đá? ?phiến? ?Mỹ Chart • Trữ lượng dầu đá phiến thuộc top đầu giới : • Tình hình khủng hoảng covid chiến Picture Ukcraina: ảnh hưởng đến nguồn cung dầu. .. III.TÌNH HÌNH KHAI THÁC, TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI NGÀNH CƠNG NGHIỆP DẦU ĐÁ PHIẾN MỸ 3.2 Triển? ?vọng? ?phát? ?triển? ?dầu? ?đá? ?phiến? ?Mỹ • Sự thay thế? ?dầu? ?mỏ truyền thống: Năm 2018 thị trường tồn c