لقد تطرقنا في المقال السابق لمصادر النفط غير التقليدية بصورة عامة، وفي هذا المقال سيتم التركيز على الرمال النفطية Oil Sands بتفصيل أكثر, خصوصا التعرف على وفرتها عالمياً، التقنيات المستخدمة في استغلالها، تقنيات إنتاجها وتحويلها إلى نفوط قابلة للتكرير في المصافي التقليدية والجوانب الاقتصادية المتعلقة باستغلالها.

يتركز معظم مخزون العالم من الرمال النفطية في أمريكا الشمالية, وتحديدا في ثلاث مناطق رئيسة في مقاطعة ألبيرتا Alberta الكندية، المناطق الثلاث حسب أهميتها هي: أثاباسكا Athabasca، كولد ليك Cold Lake, وبيس رفر Peace River. الترسبات النفطية في جميع هذه المناطق موجودة في أعماق تصل بين 300 وألف متر، عدا منطقة أثاباسكا التي تحوي إضافة إلى ذلك ترسبات قريبة من السطح.

الرمال النفطية هي عبارة عن مزيج من البتيومن Bitumen ورمال الكوارتز Quartz Sand والطين والماء وكميات ضئيلة من المعادن. نسب هذه المكونات تختلف حسب المواقع، لكن بصورة عامة وتتكون من خليط من مواد غير عضوية (رمال الكوارتز) بنسبة تراوح بين 85 و90 في المائة، وماء بنسبة 3 إلى 5 في المائة، وبتيومن بنسبة 10 إلى 12 في المائة. والخاصية الرئيسة التي تجعل من الرمال النفطية في ألبرتا قابلة للاستخلاص اقتصاديا هو كون البتيومن أو القار يكون محاطا بجزيئات الماء, حيث إن تجاذب البتيومن مع الماء أقل بكثير من تجاذبه مع حبيبات رمل الكوارتز. البتيومن تكوَّن بطريقة مماثلة للنفوط التقليدية إلا أنه بقي قريباً من سطح الأرض ما أدى إلى تحلل مزيد من المواد الهيدروكربونية الخفيفة والمتوسطة وامتزاج ما تبقى من مواد هيدركربونية ثقيلة بطبقات الصخور الرملية السطحية مكونةً ما يعرف بالرمال النفطية. ومقارنة بالنفوط التقليدية، البتيومن أو القار الموجود في الرمال النفطية يمتاز بكثافة ولزوجة عاليتين جدا ومحتوى من المعادن والكبريت عال بحيث تنعدم حركته في مكامنه.

وفقا لتقديرات مجلس الطاقة لمقاطعة ألبيرتا الكندية يبلغ إجمالي موارد القار المكتشفة في المقاطعة نحو 1.7 تريليون برميل, وتقدر الموارد غير المكتشفة بنحو 800 مليار برميل. ويقدر المجلس الاحتياطي البتيومين القابل للاستخلاص بالتقنيات الحالية بنحو 178 مليار برميل, كما تقدر الكميات الإضافية القابلة للاستخلاص بنحو 150 مليار برميل, لكن هناك اعتراضات كبيرة على هذه التقديرات مفادها أن الطرق المستخدمة بالحسابات لم تكن بالدقة الكافية لتلبية تعريف الاحتياطيات النفطية وذلك لكبر حجم الاستثمارات اللازمة لتطوير هذه الموارد. واليوم هناك فقط نحو 21 مليار برميل من هذه الاحتياطيات قيد التطوير.

وفقا لتوقعات منظمة الاقطار المصدرة للنفط (أوبك) من المتوقع أن يزداد الإنتاج من الرمال النفطية الكندية من 1.2 برميل في اليوم في عام 2007 إلى ما يقرب من ثلاثة ملايين برميل في اليوم بحلول عام 2015 وإلى 3.8 مليون برميل في اليوم بحلول عام 2020. ومن المتوقع مزيد من النمو في السنوات التالية، والوصول إلى خمسة ملايين برميل في اليوم بحلول عام 2030.

تقنيات استخراج الرمال النفطية تعتمد على أعماق هذه الترسبات، ففي الترسبات القريبة من السطح تستخدم تقنيات التعدين المعروفة لإنتاج القار واستخلاصه. وتم خلال العقود الثلاثة الماضية، إدخال عديد من التحسينات على عمليات الاستخلاص بإضافة وحدات فصل إضافية للاسترجاع من تصريف المخلفات، بحيث أصبح بالإمكان استخلاص ما يقارب 91 في المائة من القار مقارنة بـ 84 في المائة في السابق. وقد تطورت عمليات الإنتاج لتواكب المتطلبات.

أما الترسبات الموجودة في أعماق أكثر من 300 متر، تستخدم تقنيات إنتاج النفوط التقليدية نفسها, وذلك من خلال حفر الآبار العمودية أو الأفقية. لكن اللزوجة العالية تتطلب استخدام تقنيات مضافة لتسييل القار ورفعه إلى السطح. والمبدأ الرئيس لهذه التقنيات يعتمد أساساً على رفع درجة حرارة القار باستخدام البخار أو الحرق الموضعي In-Situ أو من خلال استخدام المذيبات، ما يسهم في تخفيف لزوجة النفط وتسهيل انسيابيته. ويتوافر حالياً عديد من التقنيات التي تم تطويرها ووصل بعضها إلى مرحلة التطبيق التجاري، وما زال بعضها الآخر على المستوى النمطي.

وبعد عملية إنتاج القار بإحدى الطريقتين آنفتي الذكر يتم مزجه مع مادة لتخفيف لزوجته لشحنه إلى الأسواق عن طريق خطوط الأنابيب، أو يتم تحويله إلى نفوط صناعية synthetic crude سهلة التسويق وذات مردود اقتصادي عال، وتتم هذه العملية على مرحلتين. في المرحلة الأولى يتم تكسير المركبات الهيدروكربونية الثقيلة إما بواسطة تقنيات إضافة الهيدروجين وإما بتقنيات إزالة الكربون وإما بكليهما. أما في المرحلة الثانية فتتم إزالة الشوائب والكبريت بطريقة المعالجة الهيدروجينية.

تتميز مشاريع استثمار الرمال النفطية بارتفاع التكلفة الرأسمالية والتشغيلية، كما أنه في كثير من الأحيان التكاليف الحقيقية تتجاوز ما هو مخطط، وتتفاوت تكاليف المشاريع تبعا للموقع، أعماق الترسبات ونوعيتها، تقنية الاستخراج، ومواصفات المنتج المسوق. وفي المتوسط تحتاج هذه المشاريع إلى أسعار نفط في حدود 60 و70 دولارا للبرميل لتصبح اقتصادية. لذلك الانخفاض الحاد في أسعار النفط الذي شهدته أسواق النفط العالمية خلال الأشهر القليلة الماضية نتيجة الأزمة الاقتصادية العالمية وانخفاض الطلب على النفط، سيكون لها تأثيرات سلبية كبيرة في زيادة الإنتاج من الرمال النفطية. وفعلا في الآونة الأخيرة قام بعض من الشركات بتأجيل أو إلغاء عدد من المشاريع, وذلك لانخفاض أسعار النفط بصورة كبيرة مع بقاء تكلفة الإنتاج على حالها.

إضافة إلى ذلك، لا يزال هناك عديد من التحديات الرئيسة التي يمكن أن تقلل من معدل التوسع في الإنتاج من مشاريع الرمال النفطية: كتوافر البنى التحتية للنقل، الحصول على الأيدي العاملة المؤهلة، نقص المياه، واستهلاك الطاقة ، فضلا عن توافر وتكلفة الغاز الطبيعي المستخدم في تقنيات إنتاج هذه المصادر.