O petróleo bruto pesado (ou petróleo bruto extra-pesado) é um óleo altamente viscoso que não flui facilmente dos poços de produção sob condições normais de reservatório.Mai, A.; Bryan, J.; Goodarzi, N.; Kantas, A. (2006). "Insights Into Non-Thermal Recovery of Heavy Oil". World Heavy Oil Conference (WHOC). Calgary, Alberta. Ele é denominado "pesado" porque sua densidade ou gravidade específica é maior do que a do petróleo bruto leve. O petróleo bruto pesado foi definido como qualquer petróleo líquido com uma gravidade API inferior a 20°.Dusseault, M.B. (12–14 de junho de 2001). "Comparing Venezuelan and Canadian Heavy Oil and Tar Sands". Canadian International Petroleum Conference. Calgary, Canadá. As propriedades físicas que diferem entre os petróleos brutos pesados e as classes mais leves incluem maior viscosidade e gravidade específica, bem como uma composição de hidrocarbonetos de maior peso molecular.
Em 2010, o Conselho Mundial de Energia (WEC) definiu o óleo extra-pesado como o petróleo bruto que possui uma gravidade inferior a 10° e uma viscosidade de reservatório superior a 10 000 centipoises. Quando as medições de viscosidade do reservatório não estão disponíveis, o óleo extra-pesado é considerado pelo WEC como tendo um limite inferior de 4° API; em outras palavras, um óleo com densidade superior a 1 000 kg/m³ (ou gravidade específica maior que 1) e viscosidade de reservatório superior a 10 000 centipoises. Os óleos pesados e o betume são líquidos densos em fase não aquosa (DNAPLs). Eles possuem baixa solubilidade, viscosidade maior e densidade mais alta do que a da água. Grandes derramamentos de DNAPL penetrarão rapidamente em toda a profundidade de um corpo d'água e se acumularão no fundo.
Reservas De acordo com o World Resources Institute, concentrações de quantidades notáveis de óleo pesado e areias betuminosas são encontradas no Canadá e na Venezuela. A Administração de Informação de Energia dos EUA relatou em 2001 que as maiores reservas de petróleo bruto pesado do mundo estavam localizadas ao norte do rio Orinoco, na Faixa do Orinoco, com 270 milhas de comprimento por 40 milhas de largura, no leste da Venezuela. Naquela época, a Venezuela começou a autorizar "joint ventures para atualizar os recursos de petróleo bruto extra-pesado". A Petróleos de Venezuela, S.A. estimou na época que havia 270 bilhões de barris de reservas recuperáveis na área, o mesmo volume das reservas convencionais de petróleo da Arábia Saudita. A Faixa do Orinoco é por vezes descrita como areias petrolíferas, mas estes depósitos são não-betuminosos, enquadrando-se na categoria de óleo pesado ou extra-pesado devido à sua menor viscosidade. Sabe-se que trinta ou mais países possuem reservas.
Extração alt=O vapor é injetado em muitos campos petrolíferos onde o óleo é mais espesso e pesado do que o petróleo bruto normal|direita A produção de óleo pesado está se tornando mais comum em muitos países, com a produção de 2008 liderada por Canadá e Venezuela.The Leading Edge, Special Section - Heavy Oil. Vol. 27, No. 8. Setembro, 2008. Society of Exploration Geophysicists. Os métodos de extração incluem a produção a frio de óleo pesado com areia, drenagem gravitacional assistida por vapor, injeção de vapor, extração por vapor, injeção de ar *toe-to-heel* e Mineração a céu aberto para depósitos extremamente arenosos e ricos em óleo.
A produção, o transporte e o refino do petróleo bruto pesado apresentam desafios especiais em comparação com o petróleo bruto leve. Geralmente, um diluente é adicionado a distâncias regulares em um oleoduto que transporta óleo bruto pesado para facilitar o seu fluxo. O *Dilbit* (betume diluído) é um meio de transportar hidrocarbonetos altamente viscosos. De acordo com a Metodologia de Valoração de Betume das Areias Petrolíferas de Alberta, "Misturas Dilbit" significam "misturas feitas de óleos brutos pesados e/ou betumes e um diluente, geralmente condensado de gás natural, com o objetivo de atender às especificações de viscosidade e densidade dos oleodutos, onde a densidade do diluente incluído na mistura é inferior a 800 kg/m³".
Impacto ambiental Com os métodos antigos de produção e transporte, os óleos brutos pesados apresentam impactos ambientais mais severos do que os leves. Com uma produção mais difícil, emprega-se uma variedade de técnicas de Recuperação avançada de petróleo, incluindo a injeção contínua de vapor e um espaçamento mais restrito entre os poços, muitas vezes tão próximo quanto um poço por acre. Os petróleos brutos pesados também carregam contaminantes. Por exemplo, o óleo extra-pesado do Orinoco contém 4,5% de Enxofre, bem como Vanádio e Níquel. No entanto, como o petróleo bruto é refinado antes do uso, gerando alcanos específicos por meio de craqueamento e Destilação fracionada, essa comparação não é válida no sentido prático. As técnicas de refino de petróleo bruto pesado podem exigir maior consumo de energia, de modo que o seu impacto ambiental é atualmente mais significativo do que o do petróleo mais leve se os produtos finais pretendidos forem hidrocarbonetos leves (combustíveis motorizados a gasolina). Por outro lado, o petróleo bruto pesado é uma fonte melhor para misturas de asfalto rodoviário do que o petróleo leve.
Com a tecnologia atual, a extração e o refino de óleos pesados e areias betuminosas geram até três vezes as emissões totais de CO2 quando comparados com o petróleo convencional,J.R. Century. Tar Sands: Key geologic risks and opportunities. The Leading Edge, Vol. 27, No. 9, Pg. 1202-1204. Setembro 2008. impulsionadas principalmente pelo consumo extra de energia do processo de extração (que pode incluir a queima de gás natural para aquecer e pressurizar o reservatório para estimular o fluxo). As pesquisas atuais sobre melhores métodos de produção buscam reduzir esse impacto ambiental.
Em um relatório de 2009, a National Toxics Network, citando dados fornecidos pelo Centro de Análise de Informações sobre Dióxido de Carbono do governo dos Estados Unidos e pela Associação Canadense de Produtores de Petróleo, afirmou que as emissões de CO2 por unidade de energia produzida eram cerca de 84% daquelas do carvão (0,078/0,093) - superiores às emissões de CO2 do petróleo convencional.
A Environmental Research Web relatou que "devido à energia necessária para a extração e processamento, o petróleo das areias petrolíferas canadenses tem uma emissão de ciclo de vida mais alta" em comparação com os combustíveis fósseis convencionais; "até 25% a mais".
Economia Os petróleos brutos pesados proporcionam uma situação interessante para a economia do desenvolvimento do petróleo. Os recursos de óleo pesado no mundo são mais do que o dobro daqueles do petróleo bruto leve convencional. Em outubro de 2009, o Serviço Geológico dos Estados Unidos atualizou o valor recuperável dos depósitos do Orinoco para 513 bilhões de barris, tornando esta área um dos maiores depósitos de petróleo recuperáveis do mundo. No entanto, as taxas de recuperação para o óleo pesado são frequentemente limitadas de 5% a 30% do óleo original no local. A composição química é frequentemente a variável definidora nas taxas de recuperação. As novas tecnologias utilizadas para a recuperação de óleo pesado estão constantemente aumentando as taxas de recuperação.
Por um lado, devido ao aumento dos custos de refino e ao alto teor de enxofre em algumas fontes, os óleos brutos pesados são frequentemente comercializados com um desconto em relação aos mais leves. O aumento da viscosidade e da densidade também torna a produção mais difícil (veja Engenharia de reservatório). Por outro lado, grande quantidade de óleos brutos pesados foram descoberta nas Américas, incluindo o Canadá, a Venezuela e a Califórnia. A profundidade relativamente rasa dos campos de óleo pesado — muitas vezes inferior a 3 000 pés (910 m) — pode contribuir para custos de produção mais baixos; no entanto, estes são compensados pelas dificuldades de produção e transporte que tornam os métodos de produção convencional ineficazes. Técnicas especializadas estão sendo desenvolvidas para a exploration e produção de óleo pesado.
Propriedades O óleo pesado pode ser encontrado em reservatórios rasos e jovens, com rochas do Pleistoceno, Plioceno e Mioceno (menos de 25 milhões de anos). Em alguns casos, também pode ser encontrado em reservatórios mais antigos do Cretáceo, Mississippiano e Devoniano.
O óleo pesado é asfaltênico e contém asfaltenos e resinas. Sua densidade e viscosidade são o resultado da alta proporção de aromáticos e naftenos em relação aos alcanos lineares e altos níveis de NSOs (Nitrogênio, Enxofre, Oxigênio e metais pesados). O óleo pesado possui uma porcentagem maior de compostos com mais de 60 átomos de carbono e, consequentemente, um alto ponto de ebulição e peso molecular. Por exemplo, a viscosidade do petróleo bruto extra-pesado do Orinoco situa-se na faixa de 1 000 a 5 000 cP (1 a 5 Pa·s), while o petróleo extra-pesado canadense tem uma viscosidade na faixa de 5 000 a 10 000 cP (5 a 10 Pa·s), aproximadamente a mesma da melaça, e superior (up to 100 000 cP ou 100 Pa·s para os depósitos comercialmente exploráveis mais viscosos).
Uma definição da empresa Chevron Phillips Chemical é a seguinte:
Os petróleos brutos pesados são geralmente categorizados de duas formas:
Aqueles que possuem mais de 1% de Enxofre (petróleos brutos com alto teor de enxofre), com aromáticos e asfaltenos. Estes são encontrados principalmente na América do Norte (Canadá (Alberta, Saskatchewan), Estados Unidos (Califórnia), México), América do Sul (Venezuela, Colômbia e Equador) e no Oriente Médio (Kuwait, Arábia Saudita). Aqueles que possuem menos de 1% de Enxofre (petróleos brutos com baixo teor de enxofre), com aromáticos, naftenos e resinas; estes são encontrados principalmente na África Ocidental (Chade), África Central (Angola) e África Oriental (Madagascar).
Substâncias relacionadas O petróleo bruto pesado está intimamente relacionado ao betume natural das Areias betuminosas. Os geólogos do petróleo categorizam o betume das areias petrolíferas como óleo extra-pesado porque sua densidade é inferior a 10° gravidade API.Meyer, Richard; Atanasi, Emil (agosto de 2003). "Heavy Oil and Natural Bitumen--Strategic Petroleum Resources - 'Definitions.'". U.S. Geological Survey Fact Sheet 70-03. O betume é a forma mais pesada e espessa de petróleo. Gray, G.R.; Luhning, R. "Bitumen". Canadian Encyclopedia. De acordo com o Serviço Geológico dos Estados Unidos, o betume é adicionalmente distinguido como um óleo extra-pesado com maior viscosidade (ou seja, resistência ao fluxo): "O betume natural, também chamado de areias betuminosas ou areias petrolíferas, compartilha os atributos do óleo pesado, mas é ainda mais denso e viscoso. O betume natural é o petróleo que possui uma viscosidade superior a 10 000 centipoises".
O betume natural e o óleo pesado diferem dos óleos leves por sua alta viscosidade nas temperaturas do reservatório, alta densidade (baixa gravidade API) e teores significativos de compostos de nitrogênio, oxigênio e enxofre e contaminantes de metais pesados. Eles se assemelham ao resíduo do refino do óleo leve. A maior parte do óleo pesado é encontrada nas margens de bacias geológicas e acredita-se que seja o resíduo de um óleo anteriormente leve que perdeu seus componentes de baixo peso molecular através da degradação por bactérias, lavagem por água e evaporação. O óleo pesado convencional e os betumes diferem no grau em que foram degradados a partir do petróleo bruto original por bactérias e erosão. Muitas vezes, o betume é mais viscoso do que a melaça fria e não flui em condições ambientais. O betume natural e o óleo extra-pesado diferem no grau em que foram degradados a partir dos óleos convencionais originais por bactérias.
Ver também Fuelóleo Xisto betuminoso
Categoria:Petróleo