+ All Categories
Home > Documents > Oils Sands, Gas Shales & Oil...

Oils Sands, Gas Shales & Oil...

Date post: 29-May-2020
Category:
Upload: others
View: 4 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
278
Transcript
Page 1: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic
Page 2: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

No material contained in this report may be reproduced in whole or in part without the express written permission of Energy Business Reports. This report is intended for the sole and exclusive use of the original purchaser and may not be distributed or transferred in any form to any other person or entity. The information in this report was prepared by Energy Business Reports and Energy Business Reports has used reasonable efforts in collecting, preparing and providing quality information and material, but does not warrant or guarantee the accuracy or completeness, adequacy or currency of the information contained in this report. Users of the information do so at their own risk and should independently corroborate said information prior to any use of it. The information contained in this report is not to be construed as advice. Energy Business Reports does not undertake to advise the recipient or any other reader of this report of changes in its opinions or information. This information is provided “as is” and Energy Business Reports assumes no liability for and User(s) acknowledges that Energy Business Reports shall have no liability for any uses, lawful or otherwise, made by User(s) of the information contained in this report.

Table of Contents 

Executive Summary ................................................................................................................. 9 

Section 1: Analysis of Oil Sands......................................................................................... 11 

Introduction to Oil Sands .................................................................................................... 12 

What are Oil Sands? ........................................................................................................................... 12 History of Oil Sands ........................................................................................................................... 13 Extraction of Oil Sands ..................................................................................................................... 14 Surface Mining ................................................................................................................................ 14 Cold Flow .......................................................................................................................................... 15 Combustion Overhead Gravity Drainage ............................................................................ 16 Cyclic Steam Stimulation ............................................................................................................ 16 Steam Assisted Gravity Drainage ........................................................................................... 16 Vapor Extraction Process ........................................................................................................... 17 Toe to Heel Air Injection ............................................................................................................ 18 

Environmental Issues Facing Oil Sands ......................................................................... 19 

Overview ................................................................................................................................................ 19 Air Pollution .......................................................................................................................................... 19 Impact of Mining on Land ............................................................................................................... 20 Impact on Water Resources ........................................................................................................... 20 Emission of Greenhouse Gases ..................................................................................................... 21 Impact on Aquatic Life ..................................................................................................................... 23 Other Environmental Concerns ................................................................................................... 23 

Energy Requirement for Oil Sand Extraction .............................................................. 24 

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry ........................................................................ 25 

Industry Overview ............................................................................................................................. 25 Global Impact of the Industry ....................................................................................................... 28 Make‐up of the Bitumen Resources ........................................................................................... 30 

Page 3: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

2

Executive Summary

Challenges Facing the Industry .................................................................................................... 31 Market Opportunities ....................................................................................................................... 33 Mining the Oil Sands ......................................................................................................................... 35 Extraction ......................................................................................................................................... 37 In‐situ Bitumen ............................................................................................................................... 38 Cyclic Steam Stimulation ............................................................................................................ 39 Steam Assisted Gravity Drainage ........................................................................................... 40 Generating Steam .......................................................................................................................... 42 VAPEX ................................................................................................................................................. 42 Firefloods .......................................................................................................................................... 42 “Cold” Production .......................................................................................................................... 43 Processing ......................................................................................................................................... 44 Upgrading ......................................................................................................................................... 44 Transportation ............................................................................................................................... 46 

Economics of the Industry .............................................................................................................. 47 Energy Balance for Oil Sands Mining‐Upgrading Projects ............................................... 49 Products of the Industry ................................................................................................................. 50 Sustaining the Environment .......................................................................................................... 51 Regulatory Framework .................................................................................................................... 52 Ongoing R&D ........................................................................................................................................ 54 Oil Sands Production Primer ......................................................................................................... 55 Future of the Industry ...................................................................................................................... 56 

Analysis of the Athabasca Oil Sands ................................................................................ 59 

Introduction .......................................................................................................................................... 59 History of the Athabasca Oil Sands ............................................................................................. 59 Development of the Athabasca Deposits .................................................................................. 60 Extracting Bitumen from the Deposits ..................................................................................... 61 Commercial Production from Athabasca Oil Sands ............................................................. 63 Production Forecast from Athabasca Oil Sands .................................................................... 63 Overall Estimation of Oil Reserves in the Athabasca Deposits ....................................... 64 Economics of Oil Extraction from the Athabasca Deposits .............................................. 65 Political Significance of the Deposit ........................................................................................... 67 Environmental Issues with the Athabasca Oil Sands .......................................................... 68 Impact on Land ............................................................................................................................... 68 Impact on Water Resources ...................................................................................................... 69 Use of Natural Gas and Greenhouse Gases Emissions ................................................... 69 

Company Profiles­Athabasca Oil Sands ......................................................................... 71 

Overview ................................................................................................................................................ 71 Canadian Natural Resources Limited (CNRL) ........................................................................ 71 

Page 4: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

3

Executive Summary

Imperial Oil ........................................................................................................................................... 72 Nexen Inc ............................................................................................................................................... 75 etro Canada ........................................................................................................................................... 76 Shell Canada.......................................................................................................................................... 78 Sinopec (China Petroleum & Chemical Corporation) ......................................................... 81 Statoil ....................................................................................................................................................... 85 Suncor Energy ...................................................................................................................................... 89 Syncrude Canada ................................................................................................................................ 93 Teck Resources .................................................................................................................................... 95 Total SA ................................................................................................................................................... 97 

Analysis of the Utah Oil Sands ......................................................................................... 103 

Introduction ....................................................................................................................................... 103 History of the Utah Oil Sands ..................................................................................................... 103 Production Sites ............................................................................................................................... 103 Utah Oil Sands Joint Venture ...................................................................................................... 103 

Case Study: Mackay River in­Situ Oil Sands Projects .............................................. 106 

Case Study: Kearl Oil Sands Project ............................................................................... 108 

Section 2: Analysis of Gas Shales .................................................................................... 111 

Introduction to Gas Shales ................................................................................................ 112 

Overview ............................................................................................................................................. 112 Role of Fracturing ........................................................................................................................... 113 Flow Rates .......................................................................................................................................... 114 Process of Unlocking ...................................................................................................................... 115 Shale Gas Economics ...................................................................................................................... 116 Environmental Considerations ................................................................................................. 116 Processes in Extracting Gas Shales .......................................................................................... 117 Hydraulic Fracturing ................................................................................................................. 117 Horizontal Drilling ..................................................................................................................... 121 Fluid Management ..................................................................................................................... 123 

Shale Gas in the United States ......................................................................................... 125 

Overview ............................................................................................................................................. 125 History of the Industry .................................................................................................................. 127 Shale Gas Production & Reserves ............................................................................................. 127 Major Shale Gas Production Regions ...................................................................................... 128 Antrim Shale, Michigan ............................................................................................................ 128 

Page 5: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

4

Executive Summary

Barnett Shale, Texas .................................................................................................................. 130 Caney Shale, Oklahoma ............................................................................................................ 130 Conesauga Shale, Alabama ..................................................................................................... 130 Devonian Shales, Appalachian Basin ................................................................................. 131 Fayetteville Shale, Arkansas .................................................................................................. 134 Floyd Shale, Alabama ................................................................................................................ 134 Gothic Shale, Colorado ............................................................................................................. 134 Haynesville Shale, Louisiana ................................................................................................. 134 New Albany Shale, Illinois Basin .......................................................................................... 134 Pearsall Shale, Texas ................................................................................................................. 135 Utica Shale, New York ............................................................................................................... 135 Woodford Shale, Oklahoma ................................................................................................... 135 

DOE/NETL Research Program .................................................................................................. 135 Role of Shale Gas in Unconventional Gas in the U.S.......................................................... 137 Regulatory Framework ................................................................................................................. 138 Quality of Surface Water ......................................................................................................... 139 Surface Water Quality Issues................................................................................................. 142 Protecting the Groundwater .................................................................................................. 143 Safe Drinking Water Act Authority ..................................................................................... 143 Underground Injection of Waste Fluids ........................................................................... 145 State Water Quality Laws ........................................................................................................ 147 State Water Supply Management ........................................................................................ 148 

Shale Gas in Canada ............................................................................................................ 151 

Overview ............................................................................................................................................. 151 Major Shale Gas Production Regions ...................................................................................... 151 Frederick Brook Shale, New Brunswick ........................................................................... 151 Horton Bluff Shale, Nova Scotia............................................................................................ 151 Montney Shale, British Columbia ........................................................................................ 151 Muskwa Shale, British Columbia ......................................................................................... 151 Utica Shale, Quebec .................................................................................................................... 152 

Impact of Gas Shales on the LNG Industry .................................................................. 153 

Introduction ....................................................................................................................................... 153 Comparing the LNG Market with Gas Shale Market ......................................................... 153 Investment Boom in LNG Facilities ......................................................................................... 155 LNG versus Shale Gas..................................................................................................................... 156 Changing Industry Perception ................................................................................................... 157 Dealing with Market Shortage ................................................................................................... 157 Understanding the Cost Structure ........................................................................................... 158 Understanding the Cost Curve ................................................................................................... 159 

Page 6: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

5

Executive Summary

Impact of Shale Gas on LNG Markets ...................................................................................... 161 Impact on New LNG Projects ...................................................................................................... 162 Cost of New Projects ...................................................................................................................... 163 Conclusion .......................................................................................................................................... 163 

Impact of Shale Gas on the Global Energy Industry ................................................. 165 

Water Issues Facing Shale Gas Production ................................................................. 168 

Stormwater Runoff ......................................................................................................................... 168 Water Supply for Drilling and Other Processes ................................................................. 172 Water Flowing to the Surface ..................................................................................................... 173 

Major Players in Gas Shales ............................................................................................. 175 

Anadarko Petroleum ...................................................................................................................... 175 Apache Corporation ....................................................................................................................... 178 Bill Barrett Corporation ............................................................................................................... 181 Chesapeake Energy ........................................................................................................................ 183 Devon Energy .................................................................................................................................... 185 EnCana ................................................................................................................................................. 188 EOG Resources .................................................................................................................................. 190 Newfield Exploration ..................................................................................................................... 193 Range Resources .............................................................................................................................. 196 Talisman Energy .............................................................................................................................. 198 XTO Energy ........................................................................................................................................ 202 

Section 3: Analysis of Oil Shales ..................................................................................... 205 

Introduction to Oil Shales ................................................................................................. 206 

Overview ............................................................................................................................................. 206 History of the Industry .................................................................................................................. 206 Oil Shale Geology ............................................................................................................................. 207 Shale Oil Extraction ........................................................................................................................ 209 Applications of Shale Oil ............................................................................................................... 210 

Global Oil Shale Reserves .................................................................................................. 211 

Overview ............................................................................................................................................. 211 Estimating Shale Oil Reserves ................................................................................................... 211 Regional Analysis ............................................................................................................................ 212 Global Overview .......................................................................................................................... 212 Africa ................................................................................................................................................ 212 

Page 7: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

6

Executive Summary

Asia ................................................................................................................................................... 213 Europe ............................................................................................................................................. 213 Middle East .................................................................................................................................... 214 North America ............................................................................................................................. 214 Australia ......................................................................................................................................... 214 South America .............................................................................................................................. 214 

Analysis of the Oil Shale Industry .................................................................................. 215 

Overview ............................................................................................................................................. 215 Power Generation with Shale Oil.............................................................................................. 215 Major Producers of Shale Oil ...................................................................................................... 216 Industrial Uses of Shale Oil ......................................................................................................... 217 

Economics of Oil Shale ....................................................................................................... 218 

Overview ............................................................................................................................................. 218 Competing with Oil Prices ........................................................................................................... 218 Energy Use & Water Requirement ........................................................................................... 219 Investment in the Industry ......................................................................................................... 221 

Environmental Impact of Shale Oil Mining ................................................................. 222 

Major Players in Shale Oil ................................................................................................. 224 

Ambre Energy ................................................................................................................................... 224 American Shale Oil Corporation ............................................................................................... 225 Eesti Energia ...................................................................................................................................... 226 Exxon Mobil Corporation ............................................................................................................. 227 Fushun Mining Group .................................................................................................................... 229 Hom Tov .............................................................................................................................................. 230 Independent Energy Partners ................................................................................................... 230 Mountain West Energy ................................................................................................................. 231 Oil Shale Exploration Company ................................................................................................. 233 Petrobras ............................................................................................................................................ 234 Queensland Energy Resources .................................................................................................. 237 Red Leaf Resources ........................................................................................................................ 238 Shale Technologies LLC ................................................................................................................ 239 

Section 4: Conclusion .......................................................................................................... 241 

Appendix ................................................................................................................................. 242 

Glossary ................................................................................................................................... 260 

Page 8: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

7

Executive Summary

Figures & Tables   

Figures 

Figure 1: Alberta's Oil Sands Projects ........................................................................................ 28 Figure 2: Western Canada Sedimentary Basin Cross‐Section .................................................. 30 Figure 3: Cyclic Steam Stimulation ............................................................................................. 39 Figure 4: SAGD ............................................................................................................................. 41 Figure 5: Toe‐to‐Heel Air Injection ............................................................................................. 43 Figure 6: Geology of Natural Gas Resources ............................................................................ 113 Figure 7: Output of Hydraulic Fracture Simulation Model ..................................................... 117 Figure 8: Micro Seismic Mapping of Fractures in a Treatment .............................................. 119 Figure 9: Volumetric Composition of a Shale Gas Fracture Fluid .......................................... 121 Figure 10: U.S. Shale Gas Plays .................................................................................................. 126 Figure 11: Major Shale Basins in the Conterminous United States ....................................... 128 Figure 12: Devonian Shale Cross Section ................................................................................. 131 Figure 13: Devonian Shale Undiscovered Resource Potential ............................................... 132 Figure 14: Marcellus Shale Formation Thickness ................................................................... 133 Figure 15: U.S. Unconventional Gas Outlook ........................................................................... 137 Figure 16: U.S. Natural Gas Supply Outlook ............................................................................. 155 Figure 17: U.S. LNG Imports ...................................................................................................... 161 Figure 18: Well Pad Showing Drilling Rig ................................................................................ 168 Figure 19: Well Pad Showing Equipment Used for Frac Job .................................................. 169 Figure 20: Well Pad Showing Completed Wellhead ................................................................ 169 Figure 21: Access Road at Recently Completed Well .............................................................. 170 Figure 22: Stormwater Diversion Ditch to Collect Offsite Water ........................................... 171 Figure 23: Lower End of Stormwater Diversion Ditch ........................................................... 171 Figure 24: Stormwater Control Structure ................................................................................ 172 Figure 25: Hydraulic Fracture Job at Marcellus Shale Well .................................................... 242 Figure 26: Rotary Drilling Rig ................................................................................................... 243 Figure 27: Directional Drilling .................................................................................................. 244 Figure 28: Hypothetical Well Casing ........................................................................................ 245 Figure 29: Idealized Hydraulic Fracture .................................................................................. 246 Figure 30: Methane in Gas Shales Occurs as the following: .................................................... 247 Figure 31: Estimated Recovery from Barnett Shale ................................................................ 247 Figure 32: Athabasca Oil Sands ................................................................................................. 248 Figure 33: Syncrude Mine at Athabasca Oil Sands .................................................................. 249 Figure 34: Marcellus Shale ........................................................................................................ 250 Figure 35: Trends in Shale Gas Production (MMcf/Day) ........................................................ 251 Figure 36: Barnett Shale in the Fort Worth Basin ................................................................... 253 Figure 37: Fayetteville Shale in the Arkoma Basin ................................................................. 255 Figure 38: Haynesville Shale in the Texas & Louisiana Basin ................................................ 257 Figure 39: Comparison of Target Shale Depth and Base of Treatable Groundwater ........... 259 

Page 9: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

8

Executive Summary

Tables  Table 1: Recovery Rates for Various Types of Production ....................................................... 38 Table 2: Comparison of Data for the Gas Shales in the United States .................................... 252 Table 3: Stratigraphy of the Barnett Shale ............................................................................... 254 Table 4: Stratigraphy of the Fayetteville Shale ........................................................................ 256 Table 5: Stratigraphy of the Haynesville Shale ........................................................................ 258 

Page 10: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

9

Executive Summary

Executive Summary   Oil Sands, also known as tar sands and bituminous sands, have emerged as a source of unconventional petroleum resources. Oil sands are being used all over the world these days as an alternative to petroleum. While Canada is a leader in the oil sands industry,  the  United  States  and  other  countries  are  also  catching  up  fast  and  are developing oil sands in a bid to upgrade the bitumen source to synthetic crude oil.  Gas  shales  are  a  type of  natural  gas  that  is  produced  from  shales. With  the  rising demands for energy in the world today, shale gas has become an important source of  natural  gas  in  not  only  the  United  States,  but  all  over  the world.  In  fact, many analysts  are  predicting  that  shale  gas  will  supply  nearly  half  of  the  natural  gas supply in North American by the year 2020.  Meanwhile, oil shales are organic sedimentary rocks that contain a large amount of kerogen that can be converted into liquid hydrocarbons.  While  these  are  three  different  forms  of  unconventional  energy  sources,  what  is common  amongst  these  them  is  that  the world  is  starting  to  use  them more  and more  as  the  energy  crunch  hits  major  countries  who's  need  for  energy  is  never ending.  Now comes a research report that explores the tremendous possibilities offered by these three unconventional sources of energy ‐ Oil Sands, Gas Shales, and Oil Shales.   The  report  analyzes  these  sources  of  energy  in  three  sections  and  each  analysis contains  an  overview  of  the  energy  source,  the  technology  involved  in  extracting these  forms  of  energy,  the  industry  status  of  the  energy  source,  and  the  major players involved in making these alternative forms of energy a major success today.  The economics of  each energy  form  is  also  analyzed as well  as  the environmental impact of extracting energy from these three forms.   Never  before  have  these  three  energy  sources  been  analyzed  together  in  one research  report.  The  report  is  perfectly  suited  for  investors  and  researchers  alike who are interested in finding out more about Oil Sands, Gas Shales, and Oil Shales. 

Page 11: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

10

Executive Summary

  

Page 12: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

11

Section 1: Analysis of Oil Sands

                 

Section 1: Analysis of Oil Sands  

Page 13: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

12

Introduction to Oil Sands

Introduction to Oil Sands    What are Oil Sands?   Bituminous sands  ‐ colloquially known as oil  sands (and sometimes referred to as tar  sands)  ‐  are  a  type  of  unconventional  petroleum  deposit.  The  sands  contain naturally occurring mixtures of sand, clay, water, and a dense and extremely viscous form of petroleum technically referred to as bitumen (or colloquially "tar" due to its similar appearance, odor, and color). Oil sands are found in large amounts in many countries  throughout  the  world,  but  are  found  in  extremely  large  quantities  in Canada and Venezuela.  The  crude  bitumen  contained  in  the  Canadian  oil  sands  is  described  by  Canadian authorities  as  petroleum  that  exists  in  the  semi‐solid  or  solid  phase  in  natural deposits. Bitumen  is a  thick,  sticky  form of  crude oil,  so heavy and viscous  (thick) that  it  will  not  flow  unless  heated  or  diluted with  lighter  hydrocarbons.  At  room temperature,  it  is  much  like  cold  molasses.  Venezuelan  authorities  often  refer  to similar  types  of  crude  oil  as  extra‐heavy  oil,  because  Venezuelan  reservoirs  are warmer and the oil is somewhat less viscous, allowing it to flow more easily.  Oil sands reserves have only recently been considered to be part of the world's oil reserves,  as  higher  oil  prices  and  new  technology  enable  them  to  be  profitably extracted  and  upgraded  to  usable  products.  They  are  often  referred  to  as unconventional oil or crude bitumen, in order to distinguish the bitumen extracted from  oil  sands  from  the  free‐flowing  hydrocarbon  mixtures  known  as  crude  oil traditionally produced from oil wells.  Making liquid fuels from oil sands requires energy for steam injection and refining. This process generates two to four times the amount of greenhouse gases per barrel of  final  product  as  the  production  of  conventional  oil.  If  combustion  of  the  final products is included, the so‐called "Well to Wheels" approach, oil sands extraction, upgrade and use emits 10 to 45% more greenhouse gases than conventional crude.  

Page 14: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

13

Introduction to Oil Sands

History of Oil Sands  The exploitation of bituminous deposits and seeps dates back  to Paleolithic  times. The  earliest  known use  of  bitumen was  by Neanderthals,  some 40,000  years  ago. Bitumen has  been  found  adhering  to  stone  tools  used  by Neanderthals  at  sites  in Syria. After  the arrival of Homo sapiens, humans used bitumen for construction of buildings and water proofing of reed boats, among other uses. In ancient Egypt, the use of bitumen was important in creating Egyptian mummies.  In  ancient  times,  bitumen was  primarily  a Mesopotamian  commodity  used  by  the Sumerians  and  Babylonians,  although  it was  also  found  in  the  Levant  and  Persia. Along the Tigris and Euphrates rivers, the area was littered with hundreds of pure bitumen  seepages. The Mesopotamians  used  the  bitumen  for waterproofing  boats and  buildings.  In  North  America,  the  early  European  fur  traders  found  Canadian First Nations using bitumen from the vast Athabasca oil sands to waterproof  their birch bark canoes. In Europe, they were extensively mined near the European city of Pechelbronn, where the vapor separation process was in use in 1742.  The name tar sands was applied to bituminous sands in the late 19th and early 20th century.  People  who  saw  the  bituminous  sands  during  this  period  were  familiar with the large amounts of tar residue produced in urban areas as a by‐product of the manufacture of coal gas for urban heating and lighting. The word "tar" to describe these natural bitumen deposits is really a misnomer, since, chemically speaking, tar is  a  man‐made  substance  produced  by  the  destructive  distillation  of  organic material, usually coal. Since then, coal gas has almost completely been replaced by natural gas as a fuel, and coal tar as a material for paving roads has been replaced by the  petroleum  product  asphalt.  Naturally  occurring  bitumen  is  chemically  more similar  to  asphalt  than  to  tar,  and  the  term  oil  sands  (or  oil  sands)  is  more commonly used in the producing areas than tar sands because synthetic oil is what is manufactured from the bitumen.  Oil sands are now considered a serious alternative to conventional crude oil, since crude oil is becoming scarce. Oil sands and oil shale have the potential to generate oil for centuries.  

Page 15: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

14

Introduction to Oil Sands

Extraction of Oil Sands  Surface Mining  Since Great Canadian Oil Sands (now Suncor) started operation of its mine in 1967, bitumen has been extracted on a commercial scale from the Athabasca Oil Sands by surface mining.  In  the  Athabasca  sands  there  are  very  large  amounts  of  bitumen covered by  little  overburden, making  surface mining  the most  efficient method of extracting it. The overburden consists of water‐laden muskeg (peat bog) over top of clay and barren sand. The oil sands themselves are typically 40 to 60 meters deep, sitting on top of flat limestone rock. Originally, the sands were mined with draglines and bucket‐wheel excavators and moved to the processing plants by conveyor belts. In  recent  years  companies  such  as  Syncrude  and  Suncor  have  switched  to  much cheaper shovel‐and‐truck operations using the biggest power shovels (100 or more tons) and dump  trucks  (400  tons)  in  the world. This has held production costs  to around $27 per barrel of synthetic crude oil despite rising energy and labor costs.  After excavation, hot water and caustic soda (NaOH)  is added to the sand, and the resulting  slurry  is  piped  to  the  extraction  plant  where  it  is  agitated  and  the  oil skimmed  from  the  top.  Provided  that  the water  chemistry  is  appropriate  to  allow bitumen to separate from sand and clay, the combination of hot water and agitation releases  bitumen  from  the  oil  sand,  and  allows  small  air  bubbles  to  attach  to  the bitumen droplets. The bitumen  froth  floats  to  the  top of  separation vessels, and  is further  treated  to remove residual water and  fine solids. Bitumen  is much  thicker than traditional crude oil, so it must be either mixed with lighter petroleum (either liquid  or  gas)  or  chemically  split  before  it  can  be  transported  by  pipeline  for upgrading into synthetic crude oil.  The bitumen is then transported and eventually upgraded into synthetic crude oil. About  two  tons of  oil  sands are  required  to produce one barrel  (roughly 1/8 of  a ton)  of  oil.  Originally,  roughly  75%  of  the  bitumen was  recovered  from  the  sand. However, recent enhancements to this method include Tailings Oil Recovery (TOR) units which recover oil from the tailings, Diluent Recovery Units to recover naphtha from  the  froth,  Inclined  Plate  Settlers  (IPS)  and  disc  centrifuges.  These  allow  the extraction  plants  to  recover  well  over  90%  of  the  bitumen  in  the  sand.  After  oil extraction, the spent sand and other materials are then returned to the mine, which is eventually reclaimed.  

Page 16: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

15

Introduction to Oil Sands

Alberta Taciuk Process  technology extracts bitumen  from oil sands  through a dry‐retorting. During this process, oil sand is moved through a rotating drum, cracking the  bitumen with  heat  and  producing  lighter  hydrocarbons.  Although  tested,  this technology is not in commercial use yet.  Four oil sands mines are currently in operation and two more (Jackpine and Kearl) are in the  initial stages of development. The original Suncor mine opened in 1967, while  the  Syncrude mine  started  in  1978,  Shell  Canada  opened  its  Muskeg  River mine  (Albian  Sands)  in  2003  and  Canadian  Natural  Resources  Ltd  opened  its Horizon  Project  in  2009.  New mines  under  construction  or  undergoing  approval include Shell Canada's Jackpine mine, Imperial Oil's Kearl Oil Sands Project, Synenco Energy's Northern Lights mine, and Suncor's Fort Hills mine.  It  is  estimated  that  approximately  90%  of  the  Alberta  oil  sands  and  nearly  all  of Venezuelan sands are too far below the surface to use open‐pit mining. Several in‐situ techniques have been developed to extract this oil.  Cold Flow  In this technique, also known as cold heavy oil production with sand (CHOPS), the oil  is  simply pumped out of  the  sands, often using progressive  cavity pumps. This only  works  well  in  areas  where  the  oil  is  fluid  enough.  It  is  commonly  used  in Venezuela  (where  the  extra‐heavy  oil  is  at  50  degrees  Celsius),  and  also  in  the Wabasca, Alberta Oil  Sands,  the  southern part  of  the Cold Lake, Alberta Oil  Sands and  the  Peace  River  Oil  Sands.  It  has  the  advantage  of  being  cheap  and  the disadvantage that it recovers only 5‐6% of the oil in place.  Some years ago Canadian oil  companies discovered  that  if  they  removed  the sand filters  from  the  wells  and  produced  as  much  sand  as  possible  with  the  oil, production  rates  improved  remarkably.  This  technique  became  known  as  Cold Heavy Oil Production with Sand (CHOPS). Further research disclosed that pumping out  sand  opened  "wormholes"  in  the  sand  formation  which  allowed  more  oil  to reach  the wellbore.  The  advantage  of  this method  is  better  production  rates  and recovery (around 10%) and the disadvantage that disposing of the produced sand is a  problem.  A  novel  way  to  do  this  was  spreading  it  on  rural  roads,  which  rural governments  liked  because  the  oily  sand  reduced  dust  and  the  oil  companies  did their  road maintenance  for  them. However,  governments  have become  concerned 

Page 17: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

16

Introduction to Oil Sands

about  the  large volume and composition of oil  spread on roads, so  in recent years disposing of oily sand in underground salt caverns has become more common.  Combustion Overhead Gravity Drainage  This is an experimental method that employs a number of vertical air injection wells above a horizontal production well located at the base of the bitumen pay zone. An initial  Steam Cycle  similar  to  CSS  is  used  to  prepare  the  bitumen  for  ignition  and mobility.  Following  that  cycle,  air  is  injected  into  the  vertical  wells,  igniting  the upper bitumen and mobilizing (through heating) the lower bitumen to flow into the production  well.  It  is  expected  that  COGD  will  result  in  water  savings  of  80% compared to SAGD.  Cyclic Steam Stimulation   The use of  steam  injection  to  recover heavy oil has been  in use  in  the oil  fields of California since the 1950s. The Cyclic Steam Stimulation or "huff‐and‐puff" method has been in use by Imperial Oil at Cold Lake since 1985 and is also used by Canadian Natural Resources at Primrose and Wolf Lake and by Shell Canada at Peace River. In this  method,  the  well  is  put  through  cycles  of  steam  injection,  soak,  and  oil production.  First,  steam  is  injected  into  a  well  at  a  temperature  of  300  to  340 degrees Celsius for a period of weeks to months; then, the well is allowed to sit for days  to  weeks  to  allow  heat  to  soak  into  the  formation;  and,  later,  the  hot  oil  is pumped out of the well for a period of weeks or months. Once the production rate falls off, the well is put through another cycle of injection, soak and production. This process is repeated until the cost of injecting steam becomes higher than the money made from producing oil. The CSS method has the advantage that recovery factors are around 20 to 25% and the disadvantage that the cost to inject steam is high.  Steam Assisted Gravity Drainage   Steam  assisted  gravity  drainage  was  developed  in  the  1980s  by  the  Alberta  Oil Sands  Technology  and  Research  Authority  and  fortuitously  coincided  with improvements in directional drilling technology that made it quick and inexpensive to do by the mid 1990s.  In SAGD,  two horizontal wells are drilled  in the oil sands, one at the bottom of the formation and another about 5 meters above it. These wells are  typically  drilled  in  groups  off  central  pads  and  can  extend  for  miles  in  all directions. In each well pair, steam is injected into the upper well, the heat melts the 

Page 18: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

17

Introduction to Oil Sands

bitumen,  which  allows  it  to  flow  into  the  lower  well,  where  it  is  pumped  to  the surface.  SAGD  has  proved  to  be  a  major  breakthrough  in  production  technology since it is cheaper than CSS, allows very high oil production rates, and recovers up to 60% of the oil in place. Because of its very favorable economics and applicability to a vast  area of  oil  sands,  this method  alone quadrupled North American oil  reserves and  allowed  Canada  to  move  to  second  place  in  world  oil  reserves  after  Saudi Arabia.   Most major Canadian oil companies now have SAGD projects in production or under construction  in Alberta's oil  sands areas and  in Wyoming. Examples  include  Japan Canada Oil Sands Ltd's (JACOS) project, Suncor’s Firebag project, Nexen's Long Lake project,  Suncor's  (formerly Petro‐Canada's) MacKay River project, Husky Energy's Tucker  Lake  and  Sunrise  projects,  Shell  Canada's  Peace  River  project,  Cenovus Energy's  Foster  Creek  and  Christina  Lake  developments,  ConocoPhillips'  Surmont project, Devon Canada's Jackfish project, and Derek Oil & Gas's LAK Ranch project. Alberta's  OSUM  Corp  has  combined  proven  underground mining  technology with SAGD  to  enable  higher  recovery  rates  by  running wells  underground  from within the  oil  sands  deposit,  thus  also  reducing  energy  requirements  compared  to traditional SAGD. This particular technology application is in its testing phase.  Vapor Extraction Process   VAPEX  is  similar  to SAGD but  instead of  steam, hydrocarbon solvents are  injected into the upper well to dilute the bitumen and allow it to flow into the lower well. It has the advantage of much better energy efficiency than steam injection and it does some partial upgrading of bitumen to oil right  in  the  formation.  It  is very new but has attracted much attention from oil companies, who are beginning to experiment with it.  The  above  three methods  are  not mutually  exclusive.  It  is  becoming  common  for wells  to  be  put  through  one  CSS  injection‐soak‐production  cycle  to  condition  the formation  prior  to  going  to  SAGD  production,  and  companies  are  experimenting with  combining  VAPEX  with  SAGD  to  improve  recovery  rates  and  lower  energy costs.  

Page 19: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

18

Introduction to Oil Sands

Toe to Heel Air Injection   This  is a very new and experimental method that combines a vertical air  injection well with a horizontal production well. The process ignites oil in the reservoir and creates a vertical wall of fire moving from the "toe" of the horizontal well toward the "heel",  which  burns  the  heavier  oil  components  and  upgrades  some  of  the  heavy bitumen  into  lighter  oil  right  in  the  formation. Historically  fireflood projects  have not  worked  out  well  because  of  difficulty  in  controlling  the  flame  front  and  a propensity to set the producing wells on fire. However, some oil companies feel the THAI method will be more controllable and practical, and have the advantage of not requiring energy to create steam.  Advocates of  this method of extraction state  that  it uses  less  freshwater, produces 50%  less  greenhouse  gases,  and  has  a  smaller  footprint  than  other  production techniques.  Petrobank Energy and Resources Ltd. has reported encouraging results  from their test wells in Alberta, with production rates of up to 400 barrels per day (64 m3/d) per well, and the oil upgraded from 8 to 12 API degrees. The company hopes to get a further  7‐degree  upgrade  from  its  CAPRI  (controlled  atmospheric  pressure  resin infusion) system, which pulls the oil through a catalyst lining the lower pipe.  

Page 20: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

19

Environmental Issues Facing Oil Sands

Environmental Issues Facing Oil Sands    Overview  Like  all  mining  and  non‐renewable  resource  development  projects,  oil  sands operations have an adverse effect on the environment. Oil sands projects affect: the land when the bitumen is initially mined and with large deposits of toxic chemicals; the water during the separation process and through the drainage of rivers; and the air  due  to  the  release  of  carbon  dioxide  and  other  emissions,  as  well  as deforestation.  Additional  indirect  environmental  effects  are  that  the  petroleum products  produced  are  mostly  burned,  releasing  carbon  dioxide  into  the atmosphere.  Heavy  metals  such  as  vanadium,  nickel,  lead,  cobalt,  mercury, chromium,  cadmium,  arsenic,  selenium,  copper,  manganese,  iron  and  zinc  are present in oil sands.  Air Pollution  The  Wood  Buffalo  Environmental  Association  (WBEA)  monitors  the  air  in  the Regional Municipality of Wood Buffalo continuously. This is done through a variety of  air,  land  and  human monitoring  programs.  The  information  collected  is  openly shared with stakeholders and the public.  Since 1995, monitoring in the oil sands region shows improved or no change in long term air quality for the five key air quality pollutants — carbon monoxide, nitrogen dioxide,  ozone,  fine  particulate  matter  (PM2.5)  and  sulphur  dioxide  —  used  to calculate  the  Air  Quality  Index.  Air monitoring  has  shown  significant  increases  in exceedances of hydrogen sulfide (H2S) both in the Fort McMurray area and near the oil sands upgraders.  Hydrogen  sulfide  is  the  chemical  compound with  the  formula H2S.  This  colorless, toxic  and  flammable  gas  is  responsible  for  the  foul  odor of  rotten eggs. Hydrogen sulfide gas occurs naturally in crude petroleum, natural gas, volcanic gases and hot springs.  It  also  can  result  from  bacterial  breakdown  of  organic  matter  and  be produced by human and animal wastes.  In  2007,  the  Alberta  government  issued  an  Environmental  Protection  Order  to Suncor  Energy  Inc.  The  order  comes  in  response  to  numerous  occasions  when 

Page 21: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

20

Environmental Issues Facing Oil Sands

ground  level  concentration  (GLC)  for  H2S  exceeded  acceptable  standards. Environmental  Protection  Orders  are  issued  under  the  authority  of  Alberta’s Environmental  Protection  and  Enhancement  Act.  Alberta  Environment  can  issue Environmental Protection Orders  to remedy environmental problems where  there has been a release of a substance that has caused or may cause an adverse effect to the environment.  Impact of Mining on Land  A large part of oil sands mining operations involves clearing trees and brush from a site and removing the "overburden" — the topsoil, muskeg, sand, clay and gravel — that sits atop the oil sands deposit. Approximately two tons of oil sands are needed to  produce  one  barrel  of  oil  (roughly  1/8  of  a  ton).  As  a  condition  of  licensing, projects are required to implement a reclamation plan. The mining industry asserts that  the  boreal  forest  will  eventually  colonize  the  reclaimed  lands,  but  that  their operations are massive and work on  long‐term timeframes. As of 2006/2007 (the most  recent  data  available),  about  420  km2  (160  sq mi)  of  land  in  the  oil  sands region  have  been  disturbed,  and  65  km2  (25  sq  mi)  of  that  land  is  under reclamation. In March 2008, Alberta issued the first‐ever oil sands land reclamation certificate  to  Syncrude  Canada  Ltd.  for  the  1.04  km2  (0.40  sq  mi)  parcel  of  land known  as  Gateway  Hill  approximately  35  km  (22  mi)  north  of  Fort  McMurray. Several  reclamation  certificate  applications  for  oil  sands  projects  are  expected within the next 10 years.  Impact on Water Resources  Between 2  to  4.5  volume units  of water  are  used  to  produce  each  volume unit  of synthetic crude oil (SCO) in an ex‐situ mining operation. Despite recycling, almost all of it ends up in tailings ponds, which, as of 2007, covered an area of approximately 50 km2 (19 sq mi). In SAGD operations, 90 to 95% of the water is recycled and only about 0.2 volume units of water is used per volume unit of bitumen produced. Large amounts of water are used for oil sands operations – Greenpeace gives the number as 349 million cubic meters per year, twice the amount of water used by the city of Calgary. It is unclear if this is the amount of water they are licensed to remove from the Athabasca or  the actual use and how up to date the statistic  is. The Athabasca River is also much larger than Bow and Elbow rivers that flow through Calgary.  

Page 22: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

21

Environmental Issues Facing Oil Sands

The Athabasca River is the ninth longest river in Canada running 1,231 km (765 mi) from  the  Athabasca  Glacier  in  west‐central  Alberta  to  Lake  Athabasca  in northeastern Alberta. The average annual flow just downstream of Fort McMurray is 633 cubic meters per  second with  its highest daily average measuring 1200 cubic meters per second.  Current  water  license  allocations  totals  about  1.8%  of  the  Athabasca  river  flow. Actual use in 2006 was about 0.4%. In addition, the Alberta government sets strict limits  on  how  much  water  oil  sands  companies  can  remove  from  the  Athabasca River.  According  to  the Water  Management  Framework  for  the  Lower  Athabasca River, during periods of low river flow water consumption from the Athabasca River is  limited  to  1.3% of  annual  average  flow. The province  of Alberta  is  also  looking into cooperative withdrawal agreements between oil sands operators.  In October 2009, Suncor Energy announced it was seeking government approval for a new process to recover tailings called Tailings Reduction Operations (TRO), which accelerates the settling of fine clay, sand, water, and residual bitumen in ponds after oil sands extraction. The technology involves dredging mature tailings from a pond bottom, mixing the suspension with a polymer flocculent, and spreading the sludge‐like mixture  over  a  “beach” with  a  shallow  grade.  According  to  the  company,  the process could reduce the time for water reclamation from tailings to weeks rather than  years,  with  the  recovered  water  being  recycled  into  the  oil  sands  plant.  In addition to reducing the number of tailing ponds, Suncor claims TRO could reduce the time to reclaim a tailing pond from 40 years at present to 7–10 years, with land rehabilitation continuously following 7 to 10 years behind the mining operations.  In  December  2010,  the  Oil  Sands  Advisory  Panel,  commissioned  by  former environment  minister  Jim  Prentice,  found  that  Canada  has  "no  system"  for monitoring the potential impacts of Alberta's oil sands projects on local waterways.  Emission of Greenhouse Gases  The  production  of  bitumen  and  synthetic  crude  oil  emits  more  greenhouse  gas (GHG) than the production of conventional crude oil, and has been identified as the largest contributor to GHG emissions growth in Canada, as it accounts for 40 million tons of CO2 emissions per year. Environment Canada claims the oil sands make up 5%  of  Canada's  greenhouse  gas  emissions,  or  0.1%  of  global  greenhouse  gas emissions. It predicts the oil sands will grow to make up 8% of Canada's greenhouse 

Page 23: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

22

Environmental Issues Facing Oil Sands

gas emissions by 2015. Environmentalists argue that the availability of more oil for the world made possible by oil sands production in itself raises global emissions of CO2.  While  the  emissions  per  barrel  of  bitumen  produced  decreased  26%  over  the decade  1992–2002,  total  emissions  were  expected  to  increase  due  to  higher production  levels.  As  of  2006,  to  produce  one  barrel  of  oil  from  the  oil  sands released  almost  75  kg  (170  lb)  of  GHG  with  total  emissions  estimated  to  be  67 megatons (66,000,000 LT; 74,000,000 ST) per year by 2015.  In  January 2008,  the Alberta  government  released Alberta’s  2008 Climate  Change Strategy. Alberta’s emissions are projected to grow to 400 megatons (Mt) by 2050, largely due to forecast growth in the oil sands sector. The new plan aims to cut the projected  400  Mt  in  half  by  2050,  with  a  139  Mt  reduction  coming  from  carbon capture  and  storage  —  the  bulk  of  those  reductions  (100  Mt)  will  come  from activities related to oil sands production.  A  federal court of Canada ruling on March 6, 2008,  found the approval of  Imperial Oil  Ltd.'s  $8‐billion  oil  sands mine  insufficient  on  climate  change  and  greenhouse gas  emissions.  Proposals  in  the  regulatory  system  at  that  date  included mines  by Total SA of France, by Anglo‐Dutch Royal Dutch Shell and by Petro‐Canada, as well as steam‐injection projects by EnCana of Calgary.  A  2009  study  by  CERA  estimated  that  production  from  Canada's  oil  sands  emits "about 5% to 15% more carbon dioxide, over the "well‐to‐wheels" lifetime analysis of  the  fuel,  than  average  crude  oil."  Author  and  investigative  journalist  David Strahan that same year stated that IEA figures show that carbon dioxide emissions from the tar sands are 20% higher than average emissions from oil.  With coal's CO2 emissions  about  one‐third  higher  than  convention  oil's  ,  this would make  the  tar sands' emissions equal to about 90% of the CO2 released from coal.  On September 21, 2010, a study by "IHS (Information Handling Services) Cambridge Energy Research Associates  (IHS CERA)"  found  that  fuels made  from Canadian oil sands  "result  in  significantly  lower  greenhouse  gas  (GHG)  emissions  than  many commonly cited estimates... Oil sands products imported to the United States result in GHG  emissions  that  are,  on  average,  six  percent  higher  than  the  average  crude consumed  in  the  country. This  level places oil  sands on par with other  sources of 

Page 24: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

23

Environmental Issues Facing Oil Sands

U.S. crude imports, including crudes from Nigeria, Venezuela and some domestically produced oil, the report finds."   Impact on Aquatic Life  There  is  conflicting  research  on  the  effects  of  the  oil  sands  on  aquatic  life  in  the Canadian oil sands development.  In 2007, Environment Canada completed a study that shows high deformity rates in fish embryos exposed to the oil sands. David W. Schindler,  a  limnologist  from  the  University  of  Alberta,  published  a  study  on Alberta's oil  sands' contribution of aromatic polycyclic compounds, some of which are known carcinogens,  to  the Athabasca River and  its  tributaries. Scientists,  local doctors,  and residents  supported a  letter  sent  to  the Prime Minister  in September 2010 calling for an independent study of Lake Athabasca (which is downstream of the oil sands) to be initiated due to the rise of deformities and tumors found in fish caught there.   The  bulk  of  the  research  that  defends  the  oil  sands  development  is  done  by  the Regional Aquatics Monitoring Program, RAMP. RAMP studies  show  that deformity rates  are  normal  compared  to  historical  data  and  the  deformity  rates  in  rivers upstream  of  the  oil  sands.  It  should  be  noted  that  RAMP  is  affiliated with  the  oil industry and its research data is submitted to environmental government agencies but unlike academia where peer review happens on a per study basis, RAMP does a peer review of the entire organization only once every five years.  Other Environmental Concerns  The environmental  impact caused by oil sand extraction is  frequently criticized by environmental groups such as Greenpeace. Environmentalists state that their main concerns with oil  sands are  land damage,  including  the  substantial degradation  in the  land's  ability  to  support  forestry  and  farming,  greenhouse  gas  emissions,  and water  use.  Oil  sands  extraction  is  generally  held  to  be  more  environmentally damaging than conventional crude oil — carbon dioxide "well‐to‐pump" emissions, for example, are estimated to be about 1.3‐1.7 times that of conventional crude.  

Page 25: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

24

Energy Requirement for Oil Sand Extraction

Energy Requirement for Oil Sand Extraction    Approximately  1.0  –  1.25  gigajoule  of  energy  is  needed  to  extract  a  barrel  of bitumen and upgrade it to synthetic crude. As of 2006, most of this is produced by burning natural  gas.  Since a barrel of oil  equivalent  is about 6.117 gigajoules,  this extracts  about  5  or  6  times  as much  energy  as  is  consumed.  Energy  efficiency  is expected to improve to 0.7 gigajoules of energy per barrel by 2015, giving an EROEI of about 9. However, since natural gas production in Alberta peaked in 2001 and has been static ever since, it is likely oil sands requirements will be met by cutting back natural gas exports to the U.S.  Alternatives to natural gas exist and are available in the oil sands area. Bitumen can itself be used as the fuel, consuming about 30‐35% of the raw bitumen per produced unit  of  synthetic  crude.  Nexen's  Long  Lake  project  will  use  a  proprietary deasphalting technology to upgrade the bitumen, using asphaltene residue fed to a gasifier  whose  syngas  will  be  used  by  a  cogeneration  turbine  and  a  hydrogen producing unit, providing all the energy needs of the project: steam, hydrogen, and electricity.  Thus,  it will  produce  syncrude without  consuming natural  gas,  but  the capital cost is very high.  Coal is widely available in Alberta and is inexpensive, but produces large amounts of greenhouse gases. Nuclear power  is another option which has been proposed, but did  not  appear  to  be  economic  as  of  2005.  In  early  2007  the  Canadian  House  of Commons Standing Committee on Industry, Science and Technology considered that the use of nuclear power to process oil sands could reduce CO2 emissions and help Canada  meet  its  Kyoto  commitments,  as  it  would  require  nearly  12  GW  to  meet production  growth  to  2015,  but  the  implications  of  building  reactors  in  northern Alberta were not yet well understood.   Energy Alberta Corporation announced in 2007 that they had applied for a license to build a new nuclear plant at Lac Cardinal, 30 km west of  the  town of Peace River. The application would see an initial twin AECL Advanced CANDU Reactor ACR‐1000 plant  go  online  in  2017,  producing  2.2  GW  (electric).  At  6.117  GJ/barrel,  this  is equivalent to conserving 31,074 barrels per day (4,940.4 m3/d). On November 30, 2007 Bruce Power, which operates eight CANDU reactors in Ontario, signed a letter of intent to acquire Energy Alberta and take over the project. 

Page 26: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

25

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry    Industry Overview  As  of  January  2009,  there were  91  active mining  and  in‐situ  oil  sands  projects  in Alberta  that  produced  more  than  1.5  million  barrels  per  day  in  2009,  which represented  about 1.8% of world oil  supply  –  and more projects  are proposed or under  construction.  The  National  Energy  Board  estimates  that  production  could exceed 2.8 million barrels per day in 2020 if all the current and proposed projects go  ahead.  The  Alberta  government  envisions  oil  sands  production  as  high  as  3.2 million  barrels  per  day  by  2019;  that would  be  equivalent  to  about  13.2% of  the North American daily oil consumption in 2009 (2.2 million barrels  in Canada, 18.7 million  barrels  in  the  United  States,  2.1 million  barrels  in Mexico  and  1.2 million barrels elsewhere in North America.)  Canada  also produced 434,727 barrels  of  conventional  heavy oil  per day  in 2009. Upgraded and non‐upgraded bitumen and heavy oil  thus accounted  for more  than half of Canada’s crude oil production. Without this production, Canada would have been  a  net  importer  of  crude  oil. With  it,  Canada  had  substantial  positive  energy trade balance of $46.0 billion (including natural gas and coal as well as oil) and was the largest single supplier of crude oil to the United States.  Although Canada  is  a  net  oil  exporter,  it  imported  approximately  807,751 million barrels of crude oil and refined products per day in 2009.  Many  factors  have  converged  to  make  the  Alberta  oil  sands  such  an  important resource in the 21st century:  

• Experience gained through more than a century of research and four decades of commercial production; 

 • Continuing development of  technologies to reduce costs and environmental 

impacts;  

• High demand, and therefore high prices, for crude oil and refined petroleum products; 

 

Page 27: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

26

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

• Taxes and royalties  that are adapted to the high capital costs and  long  lead times of oil sands development; 

 • An infrastructure of roads, pipelines and electrical power lines; 

 • Managerial talent, technical expertise and skilled labor; 

 • Scientific research to address the many issues arising from development and 

improve development processes;  

• Regulatory and consultative processes to facilitate.  Oil sands development has created many opportunities:  

• A large new source of petroleum to meet North American and global demand;  

• Employment for Albertans and other Canadians;  

• Revenues for energy companies and governments;  

• Economic benefits for Aboriginal people and other residents of northeastern Alberta; 

 • Investments  in  education,  training,  scientific  research  and  technological 

development.  But there are also challenges arising from development:  

• Greenhouse gases and other air emissions, water use and land disturbance;  

• Consumption of natural gas to extract and upgrade bitumen;  

• Strain on infrastructure and labor markets due to rapid growth;  

• Inflation and delays due to high demand for crucial goods and services;  

• Effects on Aboriginal communities and traditional land uses. 

Page 28: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

27

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

 Oil  sands  deposits  underlie  142,000  square  kilometers  of  Alberta,  an  area  larger than  the  island of Newfoundland or  the state of North Carolina. The Athabasca oil sands area, by far the largest, is the site of all surface mining projects and most in‐situ extraction projects.   There are  also  large  in‐situ projects  in  the Cold Lake oil  sands area. Development has been slower  in  the Peace River, Wabasca and Buffalo Head Hills deposits. The Carbonate Triangle is an area where bitumen is trapped in limestone rocks as well as  sands  or  sandstones.  Production  from  the  Carbonate  Triangle  has  not  been considered  technologically  or  economically  feasible  to  date,  but  companies  have acquired  large  leases  there and presumably see prospects  for  future development. Approximately 8,000 square kilometers of bitumen resources are being evaluated in northwest  and  east‐central  Saskatchewan,  and  there  are  significant  bitumen deposits on Melville Island in the Canadian Arctic.  Conventional  heavy  oil  deposits  in  Canada  are  concentrated  around  Lloydminster on  the Alberta‐Saskatchewan border,  but  heavy  oil  has  also  been  found  in British Columbia, offshore Newfoundland and Labrador, and in the Arctic Islands.   

Page 29: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

28

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Figure 1: Alberta's Oil Sands Projects 

 Source: EIA 

  Global Impact of the Industry  The Canadian oil  sands  resource –  the  total amount of bitumen  in  the ground –  is estimated  at  1.7  trillion  barrels,  of  which  170  billion  barrels  are  considered recoverable reserves, based on current economics and technology. Eighty percent of these reserves, approximately 138 billion barrels, can only be recovered through in‐situ processes. Reserves currently under development, through both mining and in‐situ  methods,  total  15.8  billion  barrels.  The  recoverable  oil  sands  reserves  in northern Alberta represent a potential supply larger than the conventional crude oil reserves of Iran, Iraq or Kuwait, and are second only to those of Saudi Arabia.  

Page 30: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

29

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Bitumen  and  heavy  oil  resources  are  found  in  many  other  parts  of  the  world, including off Canada’s East Coast and  in the Arctic  Islands, but none of  the known deposits  come  close  to  the  scale  of  Alberta’s  oil  sands  and  the  Orinoco  heavy  oil region of Venezuela.  In addition,  there are numerous deposits of oil shales around the  world,  but  extracting  hydrocarbons  economically  from  oil  shales  has  proved very  difficult.  However,  new  technologies  and  processes  are  improving  the economical viability of these resources. Relatively abundant coal resources also can be  gasified  or  converted  into  liquid  fuels,  but  this  poses  major  economic  and environmental challenges.  Crude oil plays a central role in the North American and world economies. Nearly all motorized transportation (except electric rail) currently depends on gasoline, diesel, jet and marine fuels refined from crude oil. Transportation fuels account for about three‐quarters of current crude oil consumption. Many other products, from asphalt paving  and  roofing  to  synthetic  rubber,  are manufactured  economically  from  by‐products of crude oil. While alternatives such as ethanol and biodiesel can fill some of the mobile fuel demand, it would take much of the world’s cropland to supply all the  transportation  energy  now  obtained  from  crude  oil.  Conservation,  efficiency gains and economic recessions can also reduce consumption, but demand for crude oil is likely to remain high well into the 21st century.  

Page 31: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

30

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Figure 2: Western Canada Sedimentary Basin Cross‐Section 

 Source: NRCan 

  Make­up of the Bitumen Resources  Like all crude oil, Canada’s bitumen resources started as  living material. Hundreds of millions of years ago, the remains of tiny plants and animals, mainly algae, were buried in sea beds. As the organic materials became more deeply buried, they slowly “cooked”  at  temperatures  between  50  and  150  degrees  Celsius.  Eventually,  this process  converted  the  materials  into  liquid  hydrocarbons,  as  well  as  sulphur compounds,  carbon  dioxide  and  water.  The  liquid  hydrocarbons  included  both “light” compounds – those with only a few atoms of carbon surrounded by hydrogen atoms  –  and  large  “heavy” molecules  composed  of many more  carbon  atoms  and relatively  fewer hydrogen atoms. Light hydrocarbons are similar to those found in gasoline, diesel and jet fuel. Heavy hydrocarbons are like those found in grease and tar.  The  hydrocarbons  then migrated  through  rocks  until  they  reached  the  surface  or something blocked their progress. Conventional light crude oil is usually trapped in porous rocks under a  layer of  impermeable (non‐porous) rock.  In such reservoirs, 

Page 32: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

31

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

the oil  is not  in an underground lake but rather held  in  the pores and fractures of rock, like water in a sponge.  Oil  sands  are  different.  Geologists  believe  that  about  50  million  years  ago,  huge volumes of oil migrated eastward and upward through more than 100 kilometers of rock until they reached and saturated large areas of sand and sandstones at or near the  surface.  Bacteria  then  feasted  on  the  hydrocarbons,  degrading  the  simplest hydrocarbons  first,  converting  them  into  carbon  dioxide  and  water,  and  leaving behind the big hydrocarbon molecules and other substances, such as  trace metals, that cannot be digested. The bacteria may also modify some of the simpler sulphur molecules,  leaving complex sulphur compounds. As a result,  there are more heavy hydrocarbons,  complex  sulphur  compounds  and  metals  in  bitumen  than  in conventional  crude  oil.  This  makes  extraction  and  processing  more  difficult  and expensive.  While  the  Athabasca  oil  sands  are  one  of  world’s  largest  known  hydrocarbon resources,  the  volume  of  original  crude  oil  digested  by  the  micro‐organisms  is believed to have been at least two or three times greater than what now remains as bitumen.  While bacteria were the major agent in forming Canada’s oil sands bitumen, crude oil can also be degraded or altered by other factors such as oxidation, evaporation, underground water  flows and  loss of  light hydrocarbons  that migrate more easily through pores and fractures in rocks.  Various combinations of such  factors create the many kinds of bitumen and heavy oil deposits found around the world. In the Alberta oil sands, each grain of sand is surrounded by a layer of water and a film of bitumen. The water layer prevents the bitumen  from  being  absorbed  directly  onto  the  sand  surface,  which  allows  for relatively  simple  extraction.  In  contrast,  in  oil  shales  the  hydrocarbon  is  in  direct contact with the mineral making extraction more difficult.  Challenges Facing the Industry  The  economic,  environmental  and  social  challenges  of  oil  sands  arise  from  the nature  of  the  resource,  its  location,  its  vast  scale  and  rapid  acceleration  of development since the late 1990s. The resource is different from light crude oil and 

Page 33: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

32

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

requires different methods and facilities to produce transportation fuels and other commodities  previously  obtained  from  conventional  crude  oil.  Until  recently,  the main  producing  region  had  a  small  population  and  modest  infrastructure.  The resource is so large that almost everything about its development has occurred on a huge  and  often  unprecedented  scale,  although  smaller  in‐situ  projects  are  now becoming  more  common.  Among  some  stakeholders,  the  recent  pace  of development has raised questions about sustainability.  Economic  challenges  include  inflation,  shortages  and  delays  caused  by  the  high demand for labor, equipment and other key goods and services as multiple projects are under construction. Once production begins, labor requirements and the energy requirements  in  the  production  process  have  been major  concerns.  Projects  need continual maintenance to avoid unscheduled production  interruptions. As  in other high‐growth areas,  rapid growth has put heavy burdens on  infrastructure  such as roads and water treatment, and new construction has had trouble keeping pace.  Environmental  challenges  involve  both  the  impacts  of  individual  projects  and  the cumulative effects of development. Greenhouse gas emissions from production and upgrading  are  about  10%  higher  than  from  conventional  crude;  however,  if cogeneration  is  taken  into  consideration,  oil  sands  crudes  would  have  a  carbon footprint similar to conventional crudes. There are also emissions of gases that can cause  acid deposition and  ground‐level  ozone or  smog. Use  and disposal  of water are significant issues.   Impacts on soils, vegetation and wildlife of the boreal forest – not just from mining but also from wells, plants, roads, pipelines, electric power lines and seismic cutlines –  raise  questions  about  how  ecosystems  can  be  protected  during  operations  and reclaimed after production ceases.  The soaring demand for labor and services to support the projects and the effects on the  existing  Aboriginal  and  non‐Aboriginal  communities  are  among  the  social challenges.  The  population  of  the  Regional  Municipality  of  Wood  Buffalo,  which includes  Fort  McMurray  and  most  of  the  Athabasca  oil  sands  region,  soared  by 108% between 1999 and 2007 to more than 89,100. Traffic multiplied on the main highway  and  through  the  airport.  Local  government  officials,  Aboriginal communities and non‐government organizations sought greater input into decisions affecting them. 

Page 34: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

33

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

 Market Opportunities  The  challenges  represent opportunities  for  those who can  find more effective and sustainable ways  to do  things. Lessons  from  four decades of  commercial oil  sands operations  have  already  been  incorporated  into  the  existing  projects  and  those under  development,  and  new  approaches  are  continually  being  introduced.  As  a result,  Canadians  have  become  world  leaders  in  unconventional  crude  oil production,  and  Canadian  expertise  is  now  being  applied  to  other  bitumen resources in places such as California and Egypt.  The  economic  opportunities  –  employment,  regional  development,  government revenues  and  export  earnings  –  are  numerous.  Only  about  10%  of  the  Alberta bitumen  resource  is  considered  economically  recoverable  with  current technologies, yet  those reserves would be sufficient  to sustain production of  three million barrels per day for more than 150 years.  New  methods  could  unlock  the  resources  currently  beyond  reach,  including  the deposits  in  the  Carbonate  Triangle.  Innovation  could  also  make  existing  projects much  more  cost  effective,  productive  and  environmentally  sustainable,  for  both existing and new projects.  Creative  solutions  are  being  found  to  the  labor  shortages  and  supply  bottlenecks that  slowed  projects  as  oil  sands  development  accelerated.  Companies  have  built camps to house construction workers, and some workers fly in from other provinces and fly home for rest days. With support from industry and government, community colleges  and  technical  schools  have  expanded  programs  to  train  workers,  and companies have stepped up in‐house training. Companies have also collaborated in efforts to maximize employment opportunities, minimize competition for labor and ensure an adequate supply of skilled trades throughout construction. Construction schedules have been altered and some work postponed to avoid conflicts with other projects.  Wherever possible, assembly and fabrication work is done in the Edmonton area or elsewhere outside the oil sands region. Some new upgrading facilities are located in the  industrial  area  near  Edmonton,  and  upgrading  capacity  has  been  built  at  the project  sites. New pipelines  are planned  to  carry diluted bitumen  from producing 

Page 35: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

34

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

areas  to  upgraders,  and  upgraded  crude  oil  to  refineries.  Meanwhile,  work  has begun on twinning the main highway between Edmonton and the oil sands project area north of Fort McMurray, and a second highway to the Fort McMurray area was paved  in  2006.  The  provincial  government  has  also  stepped  up  support  for  other infrastructure,  water  and  wastewater  treatment,  housing,  schools  and  health facilities in Fort McMurray.  While existing projects use natural gas to provide most of the energy for operations as well as the hydrogen for upgrading, companies are developing and implementing technologies  that  reduce or  eliminate  the need  for natural  gas. Upgraders  already capture  much  of  the  energy  used  for  extraction  as  waste  heat  and  obtain considerable energy from bitumen residues during processing, and this is expected to  increase.  One  project  obtains  substantially  all  its  heat  energy  from  coke  and bitumen combustion and gasification.  Technologies  are  also  being  tested  to  extract  bitumen  underground  without  the need  for  steam  heat.  Other  possible  energy  sources  include  Alberta’s  large  coal resources  and  nuclear  reactors.  One  project  has  been  proposed  to  gasify  coal  in central Alberta as a source of  fuel and hydrogen, and there have been preliminary discussions about nuclear power options.   Each project undergoes environmental assessment before approval, and regulatory authorities  also  consider  the  cumulative  effects  of  multiple  projects  on  regional ecosystems.  Many  research  and  development  projects  are  underway  to  reduce environmental impacts. Several methods have been suggested to reduce greenhouse gas emissions. One possibility would be to inject emissions underground, known as carbon  capture  and  storage  or  carbon  sequestration;  some  of  the  carbon  dioxide might be used to enhance production  from conventional oil  fields. On a per‐barrel basis,  greenhouse  gases  have  been  reduced  38%  and  other  emissions  have  been reduced substantially since the 1990s, but the recent rapid expansion of production has  made  further  emissions  reductions  a  high  priority  for  companies  and government authorities.  Water  recycling  and  use  of  non‐potable  groundwater  already  reduce  impacts  on freshwater  resources,  and  new  technologies  may  reduce  the  large  water requirements  for  current  oil  sands  production  methods.  Companies  are  also working with scientists, government authorities and  forestry companies  to reduce 

Page 36: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

35

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

cumulative impacts on soils, vegetation and wildlife. On a per‐barrel basis, most in‐situ oil sands operations disturb less land than conventional oil operations.  There  are  opportunities  for  people  across  Canada  –  and  internationally  –  in responsible development of oil sands bitumen resources. Production reduces North America’s dependence on imports of crude oil from other parts of the world, and it makes more oil available to meet global demand. A favorable trade balance benefits Canadians. According to a study by the Canadian Energy Research Institute, over the next 25 years 9.4% of  total GDP  impacts and 22.8% of  total  employment  from oil sands investment and operations in Alberta occurs in provinces outside Alberta. The study also indicates the federal tax impact on Alberta will be $166 billion compared to $22.4 billion for the other provinces.  Mining the Oil Sands  About  20%  of  Alberta’s  economically  recoverable  oil  sands  bitumen  reserves  are close  enough  to  the  surface  to make mining  feasible.  These  are  all  located  in  the Athabasca  oil  sands  area  north  of  Fort McMurray.  An  advantage  of mining  is  that nearly  all  of  the  bitumen  is  extracted  from  the  ore, while  in‐situ methods  leave  a substantial amount of the resource underground. A disadvantage is that a great deal of  earth  and  ore  must  be  moved,  disturbing  significant  areas  of  landscape.  To achieve economies of scale, the projects are very large. Each of the operating mining projects also has an upgrader on site or is connected to an upgrader by pipeline.  The ore  in  the current projects’  lease areas averages about 10 to 12% bitumen by weight. Thus nearly two tons of oil sands are dug up, moved and processed to make one 159‐litre barrel of upgraded crude oil. The processed sand is then returned to the pit, and the site reclaimed.  A big part of  the mining operation  involves clearing  trees and brush  from the site and removing the overburden – the topsoil, muskeg, sand, clay and gravel – that sits atop  the  oil  sands  deposit.  This  can  amount  to more  than  two  tons  of  additional material that needs to be moved in the course of producing one barrel of upgraded crude oil. The topsoil and muskeg are stockpiled so they can be replaced as sections of  the  mined‐out  area  are  reclaimed.  The  rest  of  the  overburden  is  used  to reconstruct the landscape.  

Page 37: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

36

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

The oil sands are highly abrasive and very hard on machinery. Literally tons of steel are worn away from the equipment each year. Regular maintenance is expensive but vital to a profitable operation.  When  the  Suncor  and  Syncrude  projects were  built  in  the  1960s  and  1970s,  they used giant excavators called bucket wheels and draglines to dig up the oil sands ore and kilometers long conveyor belts to move it to bitumen extraction facilities. They used this system because, at that time, the largest mining trucks carried less than 60 tons in a load.  However,  the  excavators  and  conveyors  were  expensive  to  operate  and  suffered frequent breakdowns, especially in cold weather.  In the mid‐1980s, Syncrude started using trucks and power shovels for a portion of its oil sands mining. In 1993, Suncor switched its entire operation to a system that used the world’s  largest trucks and power shovels. Each truck by then could carry up to 240 tons in a single load. Syncrude began phasing out its draglines and bucket wheels  a  few  years  later  and  retired  the  last  of  its  draglines  in  2006.  By  the  late 1990s, the trucks in use were carrying as much as 360 tons, and the largest trucks today carry about 400 tons.  The  truck‐and‐shovel  system  has  proven much more  flexible  and  energy‐efficient than the draglines and bucket wheels of yesteryear. The other big innovation in the 1990s  was  a  system  called  hydrotransport,  which  uses  pipelines  instead  of conveyors to carry oil sands to the processing plant. The trucks dump the sand into a machine that breaks up lumps and removes rocks, then mixes the sand with warm water. The resulting slurry of oil sands and hot water is transported by pipeline to the  extraction  plant.  As  an  added  benefit,  bitumen  begins  to  separate  from  sand, water and minerals as it travels from the mine to the plant.  In  the mid‐1990s, Syncrude began  lowering extraction process  temperatures  from the  80°C  that  was  then  the  customary  temperature.  The move  to  hydrotransport facilitated a reduction in process temperature to 40°C, which is currently the norm. As  a  result,  the  energy  requirement  for  bitumen  extraction  has  been  essentially halved.  

Page 38: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

37

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

A new system was tested in 2006 and is expected to make ore transportation even more efficient. A mobile  crusher,  connected  to a  slurry pipeline,  is  located next  to the power shovel  so  that  the ore can be dumped  in directly. Trucks would still be needed to carry overburden and to reach less accessible parts of the mines, but this system  could  considerably  reduce  the  trucking  requirement  and  related  air emissions.  Extraction  At  the  processing  plant,  the  mixture  of  oil,  sand  and  water  goes  first  to  a  large separation vessel. Tiny air bubbles, which are trapped in the bitumen as it separates from the sand granules, float the bitumen to the surface where it forms a thick froth at the top of the vessel. This froth is skimmed off, mixed with a solvent and spun in a centrifuge to remove remaining solids, water and dissolved salts from the bitumen. The solvent is recycled. The sand and water, known as tailings, fall to the bottom of the  separation  vessel.  The  sand  is  eventually  sent  back  to  the mine  site  to  fill  in mined‐out  areas.  Water  from  the  extraction  process,  containing  sand,  fine  clay particles  and  traces  of  bitumen,  goes  into  settling  ponds.  Some  bitumen  may  be skimmed off the ponds if it floats to the surface.  The  sand  sinks  to  the  bottom  and  bacteria  digest  the  remaining  bitumen,  but  the fine  clay  particles  stay  suspended  for  some  time  before  slowly  settling.  Adding gypsum  helps  to  speed  the  settling  process  and  produces  a  slurry  called consolidated tailings (CT) for disposal in mined‐out areas. Water is recycled back to the extraction plant for use in the separation process.  As  mining  operations  move  further  away  from  the  main  upgrading  plants,  some companies have started building satellite extraction facilities. The bitumen froth  is then  sent  to  the  upgrader  by  pipeline.  This  reduces  the  round‐trip  distance  for moving sand between the mine pit and the extraction equipment.  

Page 39: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

38

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Table 1: Recovery Rates for Various Types of Production 

 Source: NRCan 

  In­situ Bitumen  More  than  80%  of  the  economically  recoverable  oil  sands  bitumen  is  buried  too deeply for surface mining. Most of this cannot be produced from a well unless it is heated or diluted. Today’s major commercial in‐situ projects use steam to heat and dilute the bitumen, although several other methods are being tested or deployed.   Current  in‐situ  production  technologies  recover  between  25  and  50%  of  the bitumen in the reservoir. This is higher recovery than most conventional light crude oil wells.  Research  to  improve  the  in‐situ  recovery  rates  continues.  Excluding  the use of diesel  as  fuel  for  the mining equipment  and  trucks, mining operations may use less energy and water than in‐situ operations on a per barrel basis. In‐situ does use  substantially  less  surface  area,  is  reclaimed  faster  and  requires  far  less reclamation  after  operations  cease.  Research  and  pilot  operations  are  currently underway which will dramatically reduce the energy and water consumption for in‐situ oil sands development.  There are two principal in‐situ steam injection methods used in Canada today. The choice between them depends on the characteristics of the reservoir.  

Page 40: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

39

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Cyclic Steam Stimulation  

Figure 3: Cyclic Steam Stimulation 

                                 

Source: U.S. DOE 

Page 41: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

40

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

  Cyclic steam stimulation is used at Imperial Oil’s Cold Lake project, Canada’s largest in‐situ bitumen producer,  and at Canadian Natural Resources Limited’s Wolf  Lake Primrose project. In this method, high‐pressure steam is injected into the oil sands formation for several weeks. The heat softens the bitumen, while the water helps to dilute  and  separate  the  bitumen  from  the  sand  grains.  The  pressure  also  creates channels  and  cracks  through  which  the  bitumen  can  flow  to  the  well.  When  a portion of the reservoir is thoroughly saturated, the steam injection ceases and the reservoir “soaks” for several weeks. This is followed by the production phase, when the  bitumen  is  pumped  up  the  same wells  to  the  surface. When  production  rates decline, another cycle of steam injection begins. This process uses vertical, deviated and horizontal wells and is sometimes called “huff‐and‐puff” recovery.  Shell  Canada  uses  a  similar method,  with  horizontal  wells,  in  the  Peace  River  oil sands area.  Steam Assisted Gravity Drainage  Most  of  the  other  current  in‐situ  projects,  particularly  in  the  Athabasca  oil  sands area, use steam‐assisted gravity drainage (SAGD). In this method, pairs of horizontal wells,  one  above  the  other,  are  drilled  into  an  oil  sands  formation,  and  steam  is injected  continuously  into  the  upper  well.  As  the  steam  heats  the  oil  sands formation, the bitumen softens and drains into the lower well. Pumps then bring the bitumen to the surface.  

Page 42: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

41

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Figure 4: SAGD 

  

               

Source: U.S. DOE 

Page 43: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

42

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Generating Steam  Existing in‐situ projects use natural gas‐fired boilers to generate steam, consuming between 1,000 and 1,200 cubic feet of natural gas to produce each barrel of bitumen or about twice as much as the mining‐upgrading projects use to produce a barrel of synthetic crude oil. In 2009, natural gas consumed by oil sands producers was 681.5 Bcf, up 17.1% from 2008.   This  represents  13% of  total  Canadian  gas  demand.  This  gas  use  includes natural gas  required  for  electricity  generation.  However,  in‐situ  developments  do  not require  the  use  of  diesel  fuel  to  run  equipment  in  their  operations,  like  typical mining  development  and  therefore  do  not  have  that  energy  requirement  or  the associated emissions.  Technologies  have  been  developed  to  use  crude  bitumen  as  a  fuel  if  needed  for steam  generation.  Additionally,  some  projects  are  using  by‐products  of  bitumen upgrading, such as asphaltenes and carbon residue or coke. Most of these methods would  increase  emissions  of  air  contaminants,  such  as  particulates,  oxides  of sulphur and nitrogen, and greenhouse gases compared to natural gas; however, new technologies are being developed to capture and store carbon dioxide and manage the other air contaminants.  VAPEX  One technology that could reduce energy requirements is called “vapor extraction” or VAPEX.  In this method, pairs of parallel horizontal wells are drilled as  in SAGD, but  instead  of  steam,  natural  gas  liquids  such  as  ethane,  propane  or  butane  are injected into the upper well to act as solvents so the bitumen or heavy oil can flow to the lower well. An industry government consortium is currently evaluating a VAPEX pilot project at the Dover lease northwest of Fort McMurray, and the technology is also being tested by several operators on their own leases.  A number of other in‐situ production systems, including solvents, electric currents, microwaves and even ultrasound, have been tried on an experimental scale.  Firefloods  

Page 44: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

43

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

There has been some production of heavy oil and oil sands bitumen with “firefloods” in which  air  or  oxygen  is  injected  and  part  of  the  resource  is  ignited  to  heat  the reservoir. Petrobank Energy and Resources Ltd. is using a variation on the fireflood method  near  Christina  Lake,  south  of  Fort  McMurray  in  the  Athabasca  oil  sands region; the system is called “toe‐to‐heel air injection” or THAITM.  This  process  uses  no  natural  gas  for  production  and  very  little  water,  thereby substantially reducing the GHG emissions and overall environmental footprint of in‐situ production.  

Figure 5: Toe‐to‐Heel Air Injection 

 

Source: U.S. DOE   “Cold” Production  Conventional production methods using vertical and horizontal wells have also been used, primarily in the Cold Lake oil sands but also in the Athabasca and Peace River oil sands, where deposits are considered too thin to make steam injection economic. This  production method  is  also  known  as  CHOPS  (cold  heavy  oil  production with 

Page 45: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

44

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

sand).  Technologies  such  as  progressive  cavity  pumps  have  improved  the effectiveness of these “cold” production methods.  Processing  In‐situ bitumen processing involves using water to separate the bitumen from water and sand. In‐situ use of surface water has remained relatively constant, but the total volume  of  groundwater  allocated  and  used  is  increasing  substantially,  doubling between  2002  and  2007,  with  saline  ground water  use  growing  and  expected  to meet up  to 40% of  total  in‐situ water requirements  in  the  future. Devon’s  Jackfish project currently uses 100% saline water. In‐situ projects that use saline water from deep formations also treat the water after use and then re‐inject it into these same formations, so as to not  impact the surface or groundwater systems. Up to 90% of the water is recycled, with the remainder injected underground if it cannot be used in  operations.  Solids  may  be  landfilled,  injected  underground  or  used  to  surface roads.  After  processing,  the  bitumen  is  diluted  with  condensate  (pentanes  and heavier  hydrocarbons  obtained  from  natural  gas  processing)  and  the  mixture  is shipped by pipeline to an upgrader or refinery.  Upgrading  Compared to conventional light crude oil, bitumen typically contains more sulphur and  a  much  higher  proportion  of  large,  carbon‐rich  hydrocarbon  molecules.  All operating  mines  have  integral  upgraders  and  100%  of  mineable  production  is upgraded  within  Alberta.  In  2008,  about  eight  percent  of  in‐situ  production  was upgraded in Alberta, with most of the rest being upgraded elsewhere in Canada or shipped to the U.S. for upgrading. Currently only a very small portion of bitumen is shipped to Asian markets.  Upgrading  is  the process  that  converts bitumen  into a product with a density and viscosity similar to conventional light crude oil. This is accomplished by using heat to “crack” the big molecules into smaller fragments. Adding high‐pressure hydrogen and/or removing carbon can also create smaller hydrocarbon molecules. Most of the energy for upgrading is obtained from byproducts of the process.  Upgrading  is  usually  a  two‐stage  process.  In  the  first  stage,  coking,  hydro‐processing,  or  both,  are  used  to  break  up  the molecules.  Coking  removes  carbon, while  hydro‐processing  adds  hydrogen.  In  the  second  stage,  a  process  called 

Page 46: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

45

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

hydrotreating  is  used  to  stabilize  the  products  and  to  remove  impurities  such  as sulphur and nitrogen. The hydrogen used for hydro‐processing and hydrotreating is produced from natural gas and steam.  Upgrading  produces  various  hydrocarbon  products  that  can  be  blended  together into a custom‐made crude oil equivalent, or they can be sold or used separately. The Syncrude and Suncor mining projects use some of their production to fuel the diesel engines in trucks and other equipment at their operations. Suncor also ships diesel fuel by pipeline to Edmonton for sale in the marketplace.  Upgraders in Canada remove most of the sulphur from bitumen. Since sulphur may be  about  five  percent  of  the  raw  resource,  large  volumes  of  this  by‐product  are produced,  Natural  Resources  Canada  expects  annual  sulphur  production  from  oil sands projects to rise from about 1.6 million tons in 2009 to about 3.3 million tons in 2018. Sulphur is used in the manufacture of fertilizers, pharmaceuticals and other products.  Unsold  sulphur  is  stockpiled.  Those  operations  that  use  coking  also market or stockpile the coke, which contains some sulphur as well as carbon.  Co‐generation is the simultaneous production of electricity and heat energy from a single facility. All of the oil sands mining operations, and several of the larger in‐situ projects,  include natural gas or synthetic gas‐fired co‐generation. The electricity  is used to meet the projects’ own energy needs, such as operating mine machinery and in‐situ well pumps, and any excess power is sold to the provincial power grid. The heat  energy  is  used  to  separate  bitumen  from  sand  –  whether  at  the  extraction plants  in  the mining  operations  or  by  steam  injection  at  the  in‐situ  projects.  Co‐generation produces fewer air emissions per unit of energy produced compared to other thermal‐electric generating facilities.  Upgrading  can  occur  at  the  producing  site,  adjacent  to  a  refinery  or  anywhere  in between. The choice of location for upgrading depends on several factors:  

• Capital  and  operating  costs  of  the  upgrader  at  one  location  relative  to another; 

 • Potential  synergies  of  locating  an  upgrader  near  to  or  in  association  with 

other corporate assets such as a refinery; • Transportation costs 

Page 47: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

46

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

o Diluent cost and availability – crude bitumen has to be diluted to flow through pipelines 

o Pumping costs – diluted bitumen requires more energy to pump than conventional or upgraded crude 

• Marketing Conditions   Transportation  Pipelines  are  the  least  expensive  and  most  efficient  way  to  move  petroleum products  over  land.  Upgraded  synthetic  crude  oil  has  a  density  of  about  850 kilograms per  cubic meter  (about  34  degrees  on  the America  Petroleum  Institute gravity  scale),  similar  to  the  vegetable  oil  in our  kitchens,  and  is  shipped  through pipelines just like the conventional light crude oil it resembles.  Moving  bitumen  by  pipeline  is  a  challenge  due  to  its  high  viscosity  (resistance  to flow,  or  stickiness).  Large‐diameter  pipelines  with  powerful  pumps  help,  but producers also lower the density and viscosity of the bitumen by diluting it with a light, low‐viscosity petroleum product such as condensate, conventional light crude oil or synthetic crude oil. Some bitumen must be diluted by as much as 40% to flow through a pipeline.  The  most  common  diluents  for  oil  sands  bitumen  is  condensate,  a  mixture  of pentanes and heavier hydrocarbons obtained from natural gas processing. Supplies of condensate in Western Canada are limited. Some pipeline systems already include return lines to carry condensate back upstream for re‐use. A recent alternative uses synthetic crude to dilute bitumen for shipment; the two fluids are separated before processing  at  the  downstream  end.  Other  proposed  solutions  involve  pipelining imported  condensate  from  the  U.S.  Midwest  or  Canada’s  West  Coast  for  use  as diluent.  As  bitumen  production  has  increased,  there  have  been  periodic  shortages  of condensate and light oil available for dilution. This is one reason why upgraders in Western Canada increased their processing capacity.  Bitumen can also be shipped by truck, but again  it must be diluted or heated first. Trucks are used mainly to carry production from small or experimental operations to the nearest upgrader or pipeline terminal.  

Page 48: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

47

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Economics of the Industry  Oil  sands  development  depends mainly  on  two  factors:  the  cost  of  producing  and transporting the products, and the price buyers are willing to pay. Crude oil prices are determined by global supply and demand and change with the weather, politics and  other  factors.  For  Western  Canadian  producers,  refining  capacity  and competition  in  the  midcontinental  U.S.  and  Canadian  markets  are  also  key considerations.  Operating  costs  –  the  labor,  natural  gas  and  other  goods  and  services  needed  to produce a barrel – comprise about half of the supply cost for producers. In addition, companies have to earn enough to repay the capital they invested in the project, pay royalties and taxes to government, reclaim the sites and set aside funds for research, maintenance  and  new  developments.  The  developers  have  invested  billions  of dollars  in the projects, and they must attempt to earn a competitive return on this investment.  Judging  by  the  scale  of  current  and  proposed  activity,  companies generally believe that oil sands projects are worthwhile long‐term investments.  A  number  of  factors  affect  the  profitability  of  oil  sands  projects. Major  influences include  the  exchange  rate  of  the  Canadian  dollar,  fiscal  terms  and  operating expenses  such  as  initial  capital  costs,  crude  prices  and  natural  gas,  material  and labor  costs.  As  well,  because  of  unique  challenges,  different  projects  will  have differing operating costs.  The operating  costs  for  conventional  light oil  in Western Canada are  considerably lower than for upgraded oil sands bitumen, but conventional producers also have to invest  continually  in  exploration  for new  reserves, which  can  add  substantially  to their  costs.  After  a  few  years  of  production,  the  volume  produced  from  a conventional well  begins  to  decline  and  the operating  costs  start  to  rise, whereas this is not the case with oil sands mining.  Operating costs in the oil sands mining projects are partly dependent on the price of natural  gas  used  to  generate  steam  and  electricity  and  to  produce  hydrogen  in associated upgrading facilities. If ways can be found to reduce or eliminate natural gas use,  then costs  could be  reduced significantly. Wages and salaries are another major component of operating costs for mines and upgraders as they employ large 

Page 49: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

48

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

numbers  of  skilled workers.  The  operating  costs  to  produce  in‐situ  bitumen  vary considerably.   In a 2008 study, the Canadian Energy Research Institute estimated plant gate supply costs  of  about  $42  per  barrel  for  cyclic  steam  stimulation  projects  and  $38  per barrel  for  steam‐assisted  gravity  drainage  projects,  compared  to  almost  $63  per barrel  for mining projects. The amount of natural gas used  to generate  steam and the recovery rate are the key factors. The availability of condensate and light oil to dilute  bitumen  can  also  affect  markets  for  these  products.  The  price  of  bitumen generally  increases  in  the  spring  and  summer  when  a  lot  of  road‐building  and construction activity requiring asphalt is under way. The spread between the price of heavy and light oils is called the differential.  The provincial government, which owns the mineral rights to virtually all of the oil sands resources, has recognized  the  long‐term benefits of development  in shaping royalty arrangements for their “owner’s share” of revenues from oil sands. Alberta established  a  stable  “generic”  oil  sands  royalty  system  in  1997  after  decades  of negotiating  project‐by  project  arrangements.  Under  the  generic  system,  the province collected one percent of gross sales revenues on all production and a 25% share of net project revenues after the operator recovered capital costs to build the project.  In  2009,  the  government  introduced  its  New  Royalty  Framework,  consisting  of price‐sensitive royalty rates linked to the price of West Texas Intermediate crude oil in  Canadian  dollars.  For  projects  that  haven’t  recovered  capital  costs  incurred  to construct the project, gross royalty rates start at one percent when oil  is priced at $55 per barrel or less, and increase to a maximum of nine percent when oil is priced at  $120  per  barrel  or  more.  For  projects  that  have  recovered  start‐up  costs,  net royalty rates start at 25% when oil is priced at $55 per barrel or less, and increase to a maximum of 40% when oil is priced at $120 or more.  The goals of the new Royalty Regime are as follows:  

• Support sustainable economic development that contributes to a high quality of life for all Albertans now and into the future; 

 • Support a fair, predictable and transparent royalty regime; 

Page 50: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

49

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

 • Align Alberta’s royalty regime with overall government objectives. 

 One economic benefit of oil  sands development  is  the ongoing  stable employment and  significant  maintenance  capital  expended  throughout  the  entire  life  of  the project, in contrast to the ups and downs of conventional oil operations. This was an important  consideration  cited  by  the  governments  when  they  implemented  the generic royalty and tax regimes.  Though the economic effects of oil sands development are concentrated in Alberta, they  also  spread  across  the  country  and  internationally  through  purchases  of equipment, materials and services. Companies and workers pay taxes to the federal government,  and Alberta  is  a major  contributor  to equalization payments  that aid poorer provinces. According to a study by the Canadian Energy Research Institute, oil  sands  tax  revenue  across  the  country  will  total  $307  billion  over  the  next  25 years, $187 billion of which will go to the federal government. The high demand for labor in the oil sands region has also alleviated unemployment across the country. People from Atlantic Canada,  for example, now account for more than one‐quarter of the population in Fort McMurray.  Energy Balance for Oil Sands Mining­Upgrading Projects  The  energy  balance  is  simply  the  ratio  between  energy  inputs  and  outputs  for  a given type of energy production. Energy balances are used as indicators of efficiency when comparing energy types and production methods.  Based on National Energy Board data for natural gas inputs and petroleum outputs, the energy balance  for oil  sands mining‐upgrading projects  is about 1:12 and  it  is about 1:6 for in‐situ bitumen production. In addition, about 14% of the raw bitumen is consumed to produce energy during upgrading or  is converted into by‐products such as coke and sulphur. As a result if the raw bitumen from in‐situ projects is then upgraded into synthetic crude oil, the energy balance is as low as 1:4.  The energy balance for oil sands is roughly comparable to that for ethanol produced from  sugar  cane  in Brazil  – where  one  unit  of  energy  input  produces  about  eight units of ethanol fuel energy – and it is much better than ethanol produced from corn in North America, where one unit of energy input only produces about 1.3 units of 

Page 51: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

50

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

ethanol fuel energy. Since the early 1990s, energy use per barrel in oil sands mining and  extraction has been  reduced about 45%  through  the use of  new  technologies such as hydrotransport, which is more efficient than conveyors or truck transport. New, low‐temperature extraction processes further reduce energy use.  Products of the Industry  Upgraded  synthetic  crude  oil  is  a  conventional  light  oil  equivalent.  The  most common products made from upgraded synthetic crude oil are transportation fuels such as gasoline, diesel and jet  fuel. Others include petrochemicals used in making synthetic rubber and polystyrene. When bitumen  is processed  in refineries,  it also produces  transportation  fuels  and  some  petrochemicals,  as  well  as  the  asphalt needed for road paving and roofing.   Sulphur, which  comprises  about  five  percent  of  oil  sands  bitumen,  is  a major  by‐product of oil sands upgrading. The decision to sell or stockpile sulphur for  future sale  is  dependent  on world  sulphur markets  and  the  availability  of  storage  space. Until  recently, Syncrude stockpiled most of  its  sulphur at  the upgrader site, but  in 2005 Syncrude sold sulphur from its stockpile for the first time in 10 years, and the company is now producing fertilizer from its sulphur. Suncor and other companies have  sold most  of  their  sulphur  production  on  international markets  despite  low prices  and  high  transportation  costs  for  the  commodity.  Canada  is  the  world’s largest  producer  and  exporter  of  elemental  sulphur,  which  is  also  obtained  from sour gas production.  By 2018, however, upgraders could generate as much as 3.3 million tons of sulphur per  year.  To  address  this  issue,  China  and  India  have  been  identified  as  potential markets since sulphur can be used to make fertilizer. Canadian supply to China has increased  16%  in  2009  over  2008,  following  a  33.8% decline  in  2008  over  2007. Canada’s  share  of  exports  into  the  China  market  has  dropped,  while  competitive supplies  from  the  Middle  East  have  increased.  Sulphur  is  also  used  in  other industries such as pharmaceuticals and synthetic rubber. Some sulphur is currently used in road asphalt and potentially could be used in concrete or other construction materials.  

Page 52: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

51

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Sustaining the Environment  The  Alberta  and  federal  governments  and  the  petroleum  industry  generally subscribe to the concept of sustainable development, defined as “development that meets today’s needs without compromising the ability of future generations to meet their needs.” As the pace of oil sands development began to accelerate in 1999, the Alberta government announced the Regional Sustainable Development Strategy for the  oil  sands  area  of  northeastern  Alberta.  The  strategy  defined  sustainable development this way:  "Under  sustainable  development,  renewable  resources  are managed  to  ensure  their long­term viability and potential future use. Non­renewable resources are managed to maximize  their  benefits.  Sustainable  development  takes  into  account  the interdependence  of  trees,  minerals,  wildlife,  water,  fish,  range  lands,  public  lands, plants and other similar resources... It considers the economic effects of environmental decisions, and the environmental effects of economic decisions."   To implement the strategy, multi‐stakeholder task forces brought together industry, different  levels  of  government,  non‐governmental  organizations,  Aboriginal communities  and  local  businesses  and  other  interests.  They  sought  coordinated approaches to issues such as health care, infrastructure and air quality as well as the cumulative effects from so much development occurring so rapidly, most of it in one geographical area.  In  2006,  the  Alberta  government  conducted  public  consultation  through  the  oil sands  Multi‐Stakeholder  Committee  (MSC),  to  consider  economic,  social, environmental  and  First  Nations  and  Métis  issues  associated  with  oil  sands development.  Phase  I  of  the  process  set  out  a  vision  and  principles  for  oil  sands  development. Phase  II  sought  public  input  on  implementing  the  vision  and  principles,  and included  separate,  parallel  First  Nations  and  Métis  consultation  focusing  on potential  adverse  impacts  of  oil  sands  development  on  constitutionally  protected rights  and  traditional  land  uses.  Information  gathered  by  the  MSC  supplemented previous public and interest‐group input that has been ongoing since commercial oil sands operations began.  

Page 53: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

52

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

The MSC  reached  consensus  on 96  of  120  recommendations  regarding Aboriginal consultation,  minimizing  the  impact  of  oil  sands  on  biodiversity,  improving  land reclamation, the need for protected areas, planning and monitoring processes, and retention of a larger share of related, value‐added processing.  It  failed  to  reach  consensus  on  the  pace  of  development,  water  use,  targets  for greenhouse  gas  emissions,  limiting  the  amount  of  land  available  for  oil  sands projects, and royalties and taxes.   Aboriginal people, who have inhabited the oil sands region for thousands of years, have a special interest in how development proceeds. While they have gained many opportunities  through  direct  employment  and  the  creation  of  Aboriginal‐owned businesses, they have also expressed concern about the impacts of development on their communities, the environment and traditional land uses.  In  December  2008,  the  Alberta  government  released  the  Land‐use  Framework, which sets out an approach on how to better manage public and private lands and natural resources in light of achieving Alberta’s long‐term economic, environmental and social goals. The Lower Athabasca Regional Plan will  identify and set resource and environmental management outcomes for air, land, water and biodiversity, and guide future resource decisions while considering social and economic impacts.  In February 2009, Alberta released Responsible Actions, a 20‐year strategic plan for Alberta’s oil  sands, which addresses  the economic,  social,  environmental,  research and innovation, and governance needs of Alberta’s oil sands regions. The plan will form a new provincial and regional approach to managing the oil sands regions.   Regulatory Framework  The  Alberta  Resources  Conservation  Board  and  Alberta  Environment  are  the principal  regulators  of  oil  sands  operations  in  the  province.  Alberta  Energy  and Alberta  Sustainable  Resource  Development  also  have  direct  roles  in  oil  sands regulation.  The National  Energy Board  regulates  interprovincial  and  international aspects  such  as  pipelines  and  exports.  Large  projects  affecting  interprovincial  air and water  resources,  and  related  issues  such  as  fisheries,  are  typically  subject  to joint federal‐provincial environmental assessment.  

Page 54: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

53

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Provincial  and  federal  energy,  environment,  health  and  safety  authorities  are  also involved  in  many  aspects  of  oil  sands  regulation.  Through  the  Aboriginal  Policy Framework released in 2000, Alberta committed to consult with First Nations when land management and resource development decisions may  infringe  their existing treaty or other constitutional rights. Beginning in September 2003, Alberta engaged in  dialogue  with  industry  and  First  Nations  about  consultation  and  the  focus  of consultation  policy.  The  province’s  First  Nations  Consultation  Policy  on  Land Management  and  Resource  Development  was  approved  on  May  16,  2005.  It reinforced  the  commitment  for  consultation  that  was  identified  in  the  Aboriginal Policy Framework.   The  policy  outlines  the  province’s  expectations  of  First  Nations  and  resource companies  in  striving  for  increased  certainty  for  all  parties  with  respect  to  land management  and  resource  development  activities.  In  addition,  it  outlines  the province’s approach to meeting its consultation responsibilities.  Following  the  release  of  the  policy,  the  province  worked  with  First  Nations  and industry  to  develop  a  Framework  for  Consultation  Guidelines  and  sector‐specific consultation  guidelines.  The  framework  was  released  on  May  19,  2006  and  the guidelines  were  implemented  on  September  1,  2006.  In  addition,  the  Athabasca Tribal Council began working with the government to develop specific consultation guidelines  for  the  Athabasca  oil  sands  area  where  development  has  been  most intense.  In 2000, two groups were created to address traditional environmental knowledge in  the  Athabasca  oil  sands  region.  The  Cumulative  Environmental  Management Association  formed  a  standing  committee,  the  Traditional  Environmental Knowledge  Committee,  to  provide  guidance  on  how  to  incorporate  Aboriginal expertise  into  their  knowledge  base.  The  Reclamation  Advisory  Committee meanwhile  created  a  sub‐group  to  address  traditional  knowledge.  Much  of  the science  and  understanding  used  in  reclamation  and  environmental  activities previously were based on Western knowledge. The members of the two bodies were aware of the needs and desires of the people indigenous to the Athabasca area, and wanted  to  incorporate  their  knowledge  to  have  a  greater  understanding  of  what environmental protection and reclamation should encompass.  

Page 55: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

54

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Traditional  ecological  knowledge  includes  information  from  people  with  an understanding  of  how  past  generations  lived  off  of  the  land.  This  includes  many First Nations people, Métis and historians of local culture.  Ongoing R&D  The  National  Energy  Board  estimates  that  only  about  10%  of  Canada’s  oil  sands resource can be recovered economically with current technology. The future of this resource will be decided in the laboratory. Government and industry have invested heavily  in  oil  sands  and  in‐situ  research  and  development  for  decades,  and much more  will  undoubtedly  be  spent  in  the  future  to  improve  the  technological, environmental and economic performance of oil sands developments.  To date, the Alberta government and private industry have each invested more than $1  billion  in  research  to  reduce  the  environmental  footprint  of  oil  sands development and increase economic recoveries.  Several  hundred  researchers  work  in  industry,  university  and  government laboratories, primarily  in the Calgary and Edmonton areas,  to  find solutions to the scientific and technological challenges facing the oil sands industry. Employees and contractors  throughout  the  industry  constantly  seek  more  efficient,  cost‐effective and environmentally sensitive ways to do things.  Some  of  the  immediate  challenges  facing  the  scientists  and  technologists  include: reducing emissions of oxides of nitrogen and greenhouse gases; reducing water use and natural gas consumption; improving the efficiency of oil sands mining, bitumen extraction and in‐situ recovery; obtaining a higher yield of desirable products from upgrading;  reducing  equipment  maintenance  requirements;  reducing  the  need  to dilute bitumen for pipeline transportation; and improving tailings management and reclamation methods.  Research  partners  from  industry,  the  academic  community  and  government  co‐ordinate  their  efforts  through  associations  such  as  the  Petroleum  Technology Alliance  Canada  (PTAC),  Canadian  Oil  Sands  Network  for  Research  and Development (CONRAD),  the Alberta Chamber of Resources’ Oil Sands Task Force, Black  Oil  Pipeline  Network  Steering  Committee,  the  CO2  Synergies  Research 

Page 56: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

55

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

Network,  and  Co‐ordination  of  University  Research  for  Synergy  and  Effectiveness (COURSE).  The Alberta Energy Research Institute's research priorities with regard to oil sands include improving bitumen upgrading; demonstrating clean carbon/coal is a viable fuel  for  producing  electricity;  improving  oil  recovery  technologies;  developing technologies  that reduce greenhouse gas emissions; supporting new technology  to reduce  fresh  water  use  by  the  energy  industry  and  advancing  and  adapting technology for alternative energy sources.  Oil Sands Production Primer   Canadian  oil  sands  deposits  are  a  mixture  of  sand  (73%),  clay  and  silt  (13%), bitumen (10%), and water (4%). The ore lies above limestone and below the non‐oil bearing  layer  of  earth  called  overburden,  which  is  covered  by muskeg  (an  acidic type of soil common in boreal forests). The deposits are found primarily in Central Alberta in three main fields: Athabasca, Peace River and Cold Lake.  Bitumen is a heavy crude oil that cannot be recovered through a well in its natural state and hence needs enhanced recovery  in the extraction process. The two main extraction methods are conventional surface mining and in‐situ recovery using heat (steam). Approximately 20% of Alberta’s oil sands are deposited close enough to the surface  to be mined;  the  remaining 80% of  the  resource  lies deeper underground and  can  only  be  recovered  through  in‐situ  processes.  The  mining  reserves  are concentrated  in  only  2.5%  of  the  oil  sands  land  area;  in‐situ  reserves  are  spread over  the  remaining  97.5%.  In  2008,  55%  of  Alberta’s  total  1.3  million  bbls/d  oil sands production came from mining, and 45% from in‐situ projects.  Open pit mining includes excavation of the ore, initial transport of the ore by diesel‐powered  trucks  and  secondary  transport,  or  hydrotransport  (ore  dissolved  in water) to the primary extraction facility. There the bitumen is separated from sand and  other  compounds,  using  Dr.  Clark’s  hot  water  process,  whereby  the  sand  is essentially  combined with  hot water  to  become  a  slurry.  As  a  result,  the  bitumen froth  fl oats  to  the  top of  the separation vessel, where  it  is  collected. The residual mixture then undergoes secondary recovery, whereby smaller quantities of bitumen are  further  separated  from  the  slurry. While  50‐80%  of  water  is  recycled  in  this operation,  the  remaining  mixture  of  sand,  clay  and  water  along  with  residual 

Page 57: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

56

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

bitumen and other toxic compounds, is deposited into the waste containment areas, known as tailing ponds.  In‐situ recovery can be achieved through a variety of technologies, including steam assisted  gravity  drainage  (SAGD),  cyclic  steam  stimulation  (CSS),  vapor  extraction (VAPEX), and toe‐to‐heel‐air‐injection (THAI). The most commonly used technique is SAGD, whereby a series of horizontal well pairs are drilled and steam is generated by a natural gas‐fired furnace using water from nearby aquifers. The steam is then injected into the upper well, which heats up the ore and reduces the viscosity of the bitumen,  enabling  it  to  gravitate  towards  the  lower  well  and  flow  towards  the surface. A large portion of the used water (70‐90%) is recycled into the operation; however,  the  remaining  amount  remains  underground,  where  it  persists  as  a mixture of produced wastewater, clay and sand.  Bitumen extracted through either mining or  in‐situ methods  is  then piped to a so‐called  upgrader, which  is  essentially  an  oil  processing  facility, where  it  is  further processed (i.e., upgraded) into the equivalent of conventional crude oil, or synthetic crude oil (SCO). The reason for this intermediary step is to reduce the high viscosity of the recovered bitumen, which cannot be handled by a conventional oil refinery.  At  the  upgrader  stage,  bitumen  –  a  complex,  heavy  hydrocarbon  that  is  rich  in carbon and poor in hydrogen – is coked (stripped of a portion of carbon), distilled (processed  into  various  grades),  catalytically  converted  (transformed  into  more valuable  petroleum  forms),  and  hydrotreated  (stripped  of  a  portion  of  sulfur  and nitrogen molecules and enhanced with hydrogen).  Once  the bitumen has been upgraded  into  synthetic  crude oil,  it  is piped  to an oil refinery,  where  it  is  processed  into  final  petroleum  products,  such  as  gasoline, diesel, jet fuel, petrochemicals, etc.   Future of the Industry  The  ongoing  controversy  and  unresolved  questions  surrounding  oil  sands development  in  Alberta  have  led  to  calls  for  a  moratorium  on  new  projects.  A number of Aboriginal leaders in the region want project approvals put on hold until strategic  watershed  and  land  use  planning  is  completed,  and  they  receive 

Page 58: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

57

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

assurances  that  they  will  be  properly  consulted  with  their  constitutional  rights respected.  Some Canadian investor groups, such as Northwest & Ethical Investments, based in Vancouver,  British  Columbia,  support  this  call  for  a  new‐project  moratorium. Meanwhile, a group of investors, with backing from some major U.S., European and Australian  institutions, has  filed shareholder resolutions with  four major oil  sands producers in 2010 asking for better disclosure of the economic and environmental risks  associated  with  oil  sands  development.  A  similar  resolution  filed  with ConocoPhillips  in  2009  received  strong  investor  support—30.3%  in  favor, representing $12.8 billion in share value.  Falling oil prices  in  late 2008 prompted a de  facto moratorium for some oil  sands producers that have canceled or indefinitely deferred many new projects. However, global  oil  prices  have  since  rebounded,  and  prospects  for  new  oil  sands development  have  improved.  Several  prominent  players,  including  Cenovus  and Suncor  (which  merged  with  Petro‐Canada  in  summer  2009  to  create  Canada’s biggest oil company), have signaled their intent to maintain oil sands development as a  core business activity.  Imperial Oil has also  received a  corporate go‐ahead  to launch  a  giant  new  mining  project,  and  in  April  2010  PetroChina  International Investment  launched  a  public  offering  of  its  60%  stake  in  Athabasca  Oil  Sands Corp.’s in‐situ projects.  In effect,  these companies are betting  that demand  for higher‐priced oil  is here  to stay. To  justify  investments  in new oil sands development, oil needs  to maintain a global price of  at  least $65/bbl and possibly as high as $95/bbl. A  recent  forecast from the U.S. Energy  Information Administration (EIA) projects  that oil prices will continue to rise and reach $130/bbl by 2030 (in constant 2009 dollars). This would raise oil sands production volume up to 4.2 mbbl/d by 2030 under a high economic growth forecast, according to EIA. This  is more than double the volume of existing operating  capacity  and  projects  under  construction.  This  EIA  estimate  is  also 500,000 bbl/d above the Growth scenario of 3.7 mbbl/d that has been presented in this report.   At $200/bbl, the EIA estimates that oil sands production could reach as high as 6.5 mbbl/d  by  2030—far  above  any  of  the  scenarios  presented.  However,  we  regard 

Page 59: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

58

Analysis of Canada’s Oil Sands Industry

this  is as a highly unrealistic and economically and environmentally unsustainable scenario, for reasons outlined earlier.  Oil  sands  producers  are  operating  in  a  narrow  financial  window  that  may  be shrinking over time. They want to avoid reaching an oil price ceiling, like the one at $147/barrel in July 2008 that contributed to the oil price collapse below $40/barrel by the end of that year. But they also want to be confident of an oil price floor ‐ now estimated  at  $65–$95  per  barrel—to  justify  such  long‐term,  capital‐intensive investments.  Oil  markets  have  rarely  maintained  such  stability  and  orderly  price movements; this is one of the inherent risks in investing in this volatile commodity.  Beyond  global market  conditions,  oil  sands  producers must  also  be wary  of  their own  rising  production  costs.  A  combination  of  growing  demand  for  natural  gas, onset of carbon pricing and low carbon fuel standards will effectively raise the floor price  for production of  synthetic  crude oil.  Growing water  requirements  and  land reclamation  regulations will  add  on  another  layer  of  additional  costs.  The  biggest wild  card,  however,  may  be  relations  with  First  Nations  and  other  Aboriginal communities whose exercise of constitutional rights has the potential to stop some oil sands projects and pipelines dead in their tracks.  

Page 60: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

59

Analysis of the Athabasca Oil Sands

Analysis of the Athabasca Oil Sands    Introduction  The Athabasca oil sands (also known as the Athabasca tar sands) are large deposits of bitumen, or extremely heavy crude oil, located in northeastern Alberta, Canada ‐ roughly centered around the boomtown of Fort McMurray. These oil sands, hosted in  the  McMurray  Formation,  consist  of  a  mixture  of  crude  bitumen  (a  semi‐solid form of crude oil), silica sand, clay minerals, and water. The Athabasca deposit is the largest  reservoir of  crude bitumen  in  the world  and  the  largest of  three major oil sands deposits in Alberta, along with the nearby Peace River and Cold Lake deposits. Together,  these  oil  sand deposits  lie  under 141,000  square  kilometers  (54,000  sq mi) of sparsely populated boreal forest and muskeg (peat bogs) and contain about 1.7 trillion barrels (270×10^9 m3) of bitumen in‐place, comparable in magnitude to the world's total proven reserves of conventional petroleum.  With  modern  unconventional  oil  production  technology,  at  least  10%  of  these deposits,  or  about  170  billion  barrels  (27×10^9  m3)  were  considered  to  be economically  recoverable  at  2006  prices,  making  Canada's  total  oil  reserves  the second largest in the world, after Saudi Arabia's. The Athabasca deposit is the only large  oil  sands  reservoir  in  the  world  which  is  suitable  for  large‐scale  surface mining, although most of it can only be produced using more recently developed in‐situ technology.  History of the Athabasca Oil Sands  The Athabasca oil  sands  are named after  the Athabasca River which  cuts  through the heart of the deposit, and traces of the heavy oil are readily observed on the river banks.  Historically,  the  bitumen  was  used  by  the  indigenous  Cree  and  Dene Aboriginal peoples  to waterproof  their  canoes. The oil deposits are  located within the boundaries of Treaty 8, and several First Nations of the area are involved with the sands.  The Athabasca oil sands first came to the attention of European fur traders in 1719 when  Wa‐pa‐su,  a  Cree  trader,  brought  a  sample  of  bituminous  sands  to  the Hudson's Bay Company post  at  York  Factory  on Hudson Bay where Henry Kelsey 

Page 61: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

60

Analysis of the Athabasca Oil Sands

was the manager. In 1778, Peter Pond, another fur trader and a founder of the rival North West Company, became the first European to see the Athabasca deposits after discovering  the Methye Portage which  allowed  access  to  the  rich  fur  resources  of the Athabasca River system from the Hudson Bay watershed.  In 1788,  fur  trader Alexander MacKenzie (who  later discovered routes to both the Arctic and Pacific Oceans from this area) wrote: "At about 24 miles (39 km) from the fork (of  the Athabasca and Clearwater Rivers) are some bituminous fountains  into which a pole of 20  feet  (6.1 m)  long may be  inserted without  the  least  resistance. The bitumen  is  in a  fluid  state and when mixed with gum,  the  resinous  substance collected from the spruce fir, it serves to gum the Indians' canoes." He was followed in  1799  by map maker  David  Thompson  and  in  1819  by  British  Naval  officer  Sir John Franklin.  Sir  John Richardson did the first geological assessment of  the oil sands in 1848 on his  way  north  to  search  for  Franklin's  lost  expedition.  The  first  government‐sponsored  survey  of  the  oil  sands  was  initiated  in  1875  by  John Macoun,  and  in 1883, G.C. Hoffman of the Geological Survey of Canada tried separating the bitumen from oil sand with the use of water and reported that it separated readily. In 1888, Dr. Robert Bell, the director of the Geological Survey of Canada, reported to a Senate Committee  that  "The  evidence  ...  points  to  the  existence  in  the  Athabasca  and Mackenzie  valleys  of  the  most  extensive  petroleum  field  in  America,  if  not  the world."   In 1926, Dr. Karl Clark of the University of Alberta perfected a hot water separation process  which  became  the  basis  of  today's  thermal  extraction  process.  Several attempts to implement it had varying degrees of success, but it was 1967 before the first  commercially  viable operation began with  the opening of  the Great Canadian Oil Sands (now Suncor) plant using surfactants in the separation process developed by Dr. Earl W. Malmberg of Sun Oil Company.  Development of the Athabasca Deposits  The  key  characteristic  of  the  Athabasca  deposit  is  that  it  is  the  only  one  shallow enough to be suitable for surface mining. About 10% of the Athabasca oil sands are covered  by  less  than  75  meters  (246  ft)  of  overburden.  Until  2009,  the  surface mineable  area  (SMA)  was  defined  by  the  ERCB,  an  agency  of  the  Alberta 

Page 62: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

61

Analysis of the Athabasca Oil Sands

government,  to  cover  37  contiguous  townships  (about  3,400  km2/1,300  sq  mi) north  of  the  city  of  Fort McMurray.  In  June  2009,  the  SMA was  expanded  to  51.5 townships,  or  about  4,700  km2/1,800  sq mi.  This  expansion  pushes  the  northern limit  of  the  SMA  to  within  12  miles  (19  km)  of  Wood  Buffalo  National  Park,  a UNESCO World Heritage Site.  The overburden consists of 1 to 3 meters of water‐logged muskeg on top of 0 to 75 meters of clay and barren sand, while the underlying oil sands are typically 40 to 60 meters thick and sit on top of relatively flat  limestone rock. As a result of the easy accessibility,  the  world's  first  oil  sands  mine  was  started  by  Great  Canadian  Oil Sands  Limited  (a  predecessor  company  of  Suncor  Energy)  in  1967.  The  Syncrude mine  followed  in 1978 and  is now  the  largest mine  (by area)  in  the world  at 191 km2. The Albian Sands mine (operated by Shell Canada) opened in 2003. All three of these  mines  are  associated  with  bitumen  upgraders  that  convert  the  unusable bitumen into synthetic crude oil for shipment to refineries in Canada and the United States. For Albian, the upgrader is located at Scotford, 439 km south. The bitumen, diluted  with  a  solvent  is  transferred  there  in  a  610  millimeters  (24  in)  corridor pipeline.  Extracting Bitumen from the Deposits  The original process for extraction of bitumen from the sands was developed by Dr. Karl  Clark, working with Alberta Research  Council  in  the  1920s.  Today,  all  of  the producers  doing  surface  mining,  such  as  Syncrude  Canada,  Suncor  Energy  and Albian Sands Energy etc., use a variation of the Clark Hot Water Extraction (CHWE) process.  In this process, the ores are mined using open‐pit mining technology. The mined ore is then crushed for size reduction. Hot water at 50 — 80 °C is added to the ore and the formed slurry is transported using hydrotransport line to a primary separation vessel (PSV) where bitumen is recovered by flotation as bitumen froth. The recovered bitumen froth consists of 60% bitumen, 30% water and 10% solids by weight. The recovered bitumen froth needs to be cleaned to reject the contained solids  and  water  to  meet  the  requirement  of  downstream  upgrading  processes. Depending on the bitumen content in the ore, between 90 and 100% of the bitumen can be recovered using modern hot water extraction techniques. After oil extraction, the  spent  sand  and  other  materials  are  then  returned  to  the  mine,  which  is eventually reclaimed.  

Page 63: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

62

Analysis of the Athabasca Oil Sands

More  recently,  in  situ  methods  like  steam‐assisted  gravity‐drainage  (SAGD)  and cyclic  steam stimulation  (CSS) have been developed  to extract bitumen  from deep deposits by  injecting steam to heat  the sands and reduce  the bitumen viscosity so that it can be pumped out like conventional crude oil.  The  standard  extraction  process  requires  huge  amounts  of  natural  gas.  Currently, the  oil  sands  industry  uses  about  4%  of  the Western  Canada  Sedimentary  Basin natural gas production. By 2015, this may increase 2.5 fold.  According to the National Energy Board, it requires about 1,200 cubic feet (34 m3) of natural gas to produce one barrel of bitumen from in situ projects and about 700 cubic  feet  (20 m3)  for  integrated projects. Since a barrel of oil equivalent  is about 6,000 cubic feet (170 m3) of gas, this represents a large gain in energy. That being the case, it is likely that Alberta regulators will reduce exports of natural gas to the United  States  in  order  to  provide  fuel  to  the  oil  sands plants.  As  gas  reserves  are exhausted,  however,  oil  upgraders  will  probably  turn  to  bitumen  gasification  to generate their own fuel.  In much the same way the bitumen can be converted into synthetic crude oil, it can also be converted into synthetic natural gas.  In‐situ  extraction  on  a  commercial  scale  is  just  beginning.  A  project  nearing completion,  the  Long  Lake  Project,  is  designed  to  provide  its  own  fuel,  by  on‐site hydrocracking  of  the  bitumen  extracted.  Long  Lake  Phase  1  is  extracting  13,000 barrels/day of bitumen as of July 2008, ramping towards a target of 72,000 in late 2009, and "upgrading" of bitumen to liquid oil in 2007, producing 60,000 bbl/day of usable oil. The hydrocracker is scheduled to complete commissioning by September 2008.  

Page 64: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

63

Analysis of the Athabasca Oil Sands

Commercial Production from Athabasca Oil Sands  Commercial  production  of  oil  from  the  Athabasca  oil  sands  began  in  1967, when Great Canadian Oil Sands Limited (then a subsidiary of Sun Oil Company but now an independent  company  known  as  Suncor  Energy)  opened  its  first mine,  producing 30,000  barrels  per  day  (4,800  m3/d)  of  synthetic  crude  oil.  Development  was inhibited  by  declining  world  oil  prices,  and  the  second  mine,  operated  by  the Syncrude  consortium, did not begin operating until  1978,  after  the 1973 oil  crisis sparked  investor  interest.  However,  the  price  of  oil  subsided  afterwards,  and although the 1979 energy crisis caused oil prices to peak again, introduction of the National Energy Program by Pierre Trudeau discouraged foreign investment in the Canadian  oil  industry.  During  the  1980s,  oil  prices  declined  to  very  low  levels, causing considerable retrenchment in the oil industry, and the third mine, operated by Shell Canada, did not begin operating until 2003. However, as a result of oil price increases since 2003, the existing mines have been greatly expanded and new ones are being planned.  Oil sands were the source of 62% of Alberta's total oil production and 47% of all oil produced in Canada. The Alberta government believes this level of production could reach 3 Mbbl/d (480,000 m3/d) by 2020 and possibly 5 Mbbl/d (790,000 m3/d) by 2030.  Production Forecast from Athabasca Oil Sands  As of December 2008, the Canadian Association of Petroleum Producers revised its 2008‐2020 crude oil forecasts to account for project cancellations and cutbacks as a result of the price declines in the second half of 2008. The revised forecast predicted that  Canadian  oil  sands  production would  continue  to  grow,  but  at  a  slower  rate than  previously  predicted.  There  would  be  minimal  changes  to  2008‐2012 production,  but  by  2020  production  could  be  300,000  barrels  per  day  (48,000 m3/d)  less  than  its  prior  predictions.  This  would  mean  that  Canadian  oil  sands production would grow from 1.2 million barrels per day (190,000 m3/d) in 2008 to 3.3  million  barrels  per  day  (520,000  m3/d)  in  2020,  and  that  total  Canadian  oil production would grow from 2.7 to 4.1 million barrels per day (430,000 to 650,000 m3/d) in 2020. Even accounting for project cancellations, this would place Canada among the four or five largest oil‐producing countries in the world by 2020.  

Page 65: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

64

Analysis of the Athabasca Oil Sands

In  early  December  2007,  London  based  BP  and  Calgary  based  Husky  Energy announced a 50/50 joint venture to produce and refine bitumen from the Athabasca oil sands. BP would contribute its Toledo, Ohio refinery to the  joint venture, while Husky would contribute  its Sunrise oil sands project. Sunrise was planned to start producing 60,000 barrels per day (9,500 m3/d) of bitumen in 2012 and may reach 200,000 bbl/d (30,000 m3/d) by 2015‐2020. BP would modify its Toledo refinery to process 170,000 bbl/d (27,000 m3/d) of bitumen directly to refined products. The joint venture would solve problems  for both companies,  since Husky was short of refining  capacity,  and  BP  had  no  presence  in  the  oil  sands.  It  was  a  change  of strategy  for BP,  since  the company historically has downplayed  the  importance of oil sands.  In mid December  2007,  ConocoPhillips  announced  its  intention  to  increase  its  oil sands production from 60,000 barrels per day (9,500 m3/d) to 1 million barrels per day (160,000 m3/d) over the next 20 years, which would make it the largest private sector  oil  sands producer  in  the world.  ConocoPhillips  currently  holds  the  largest position in the Canadian oil sands with over 1 million acres (4000 km2) under lease. Other major oil sands producers planning to increase their production include Royal Dutch Shell (to 770,000 bbl/d (122,000 m3/d); Syncrude Canada (to 550,000 bbl/d (87,000  m3/d);  Suncor  Energy  (to  500,000  bbl/d  (79,000  m3/d)  and  Canadian Natural  Resources  (to  500,000  bbl/d  (79,000  m3/d).  If  all  these  plans  come  to fruition,  these  five  companies  will  be  producing  over  3.3  million  bbl/d  (500,000 m3/d) of oil from oil sands by 2028.  Overall Estimation of Oil Reserves in the Athabasca Deposits  The Alberta government's Energy and Utilities Board (EUB) estimated in 2007 that about  173  billion  barrels  (27.5×10^9  m3)  of  crude  bitumen  are  economically recoverable from the three Alberta oil sands areas based on benchmark WTI market prices of $62 per barrel in 2006, rising to a projected $69 per barrel in 2016 using current technology. This was equivalent to about 10% of the estimated 1,700 billion barrels (270×10^9 m3) of bitumen‐in‐place. In fact WTI prices topped $133 in May 2008. Alberta estimated that the Athabasca deposits alone contain 35 billion barrels (5.6×10^9 m3) of surface mineable bitumen and 98 billion barrels (15.6×10^9 m3) of  bitumen  recoverable  by  in‐situ methods.  These  estimates  of  Canada's  reserves were doubted when they were first published but are now largely accepted by the 

Page 66: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

65

Analysis of the Athabasca Oil Sands

international oil  industry. This volume placed Canadian proven reserves second in the world behind those of Saudi Arabia.  The method of  calculating economically  recoverable  reserves  that produced  these estimates  was  adopted  because  conventional  methods  of  accounting  for  reserves gave  increasingly  meaningless  numbers.  They  made  it  appear  that  Alberta  was running out of oil at a time when rapid increases in oil sands production were more than  offsetting  declines  in  conventional  oil,  and  in  fact  most  of  Alberta's  oil production  is  now  unconventional  oil.  Conventional  estimates  of  oil  reserves  are really calculations of the geological risk of drilling for oil, but in the oil sands there is very little geological risk because they outcrop on the surface and are easy to locate. With  the  oil  price  increases  since  2003,  the  economic  risk  of  low  oil  prices  was reduced.  The Alberta  estimates only  assume a  recovery  rate of  around 20% of bitumen‐in‐place,  whereas  oil  companies  using  the  steam  assisted  gravity  drainage  (SAGD) method  of  extracting  bitumen  report  that  they  can  recover  over  60%  with  little effort.  Only 3% of the initial established crude bitumen reserves have been produced since commercial  production  started  in 1967. At  rate  of  production projected  for 2015, about 3 million barrels per day (480×10^3 m3/d), the Athabasca oil sands reserves would  last  over  170  years.  However  those  production  levels  require  an  influx  of workers into an area that until recently was largely uninhabited. By 2007 this need in  northern  Alberta  drove  unemployment  rates  in  Alberta  and  adjacent  British Columbia  to  the  lowest  levels  in  history.  As  far  away  as  the  Atlantic  Provinces, where workers were  leaving to work  in Alberta, unemployment rates  fell  to  levels not seen for over one hundred years.  The Venezuelan Orinoco Oil Sands site may contain more oil sands than Athabasca. However,  while  the  Orinoco  deposits  are  less  viscous  and  more  easily  produced using  conventional  techniques  (the  Venezuelan  government  prefers  to  call  them "extra‐heavy oil"), they are too deep to access by surface mining.  Economics of Oil Extraction from the Athabasca Deposits  

Page 67: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

66

Analysis of the Athabasca Oil Sands

Despite the large reserves, the cost of extracting the oil from bituminous sands has historically made production  of  the  oil  sands unprofitable—the  cost  of  selling  the extracted  crude  would  not  cover  the  direct  costs  of  recovery;  labor  to  mine  the sands and fuel to extract the crude.  In mid‐2006, the National Energy Board of Canada estimated the operating cost of a new mining operation in the Athabasca oil sands to be C$9 to C$12 per barrel, while the cost of an in‐situ SAGD operation (using dual horizontal wells) would be C$10 to C$14 per barrel. This compares to operating costs for conventional oil wells which can range from less than one dollar per barrel in Iraq and Saudi Arabia to over six in the United States and Canada's conventional oil reserves.  The  capital  cost  of  the  equipment  required  to  mine  the  sands  and  haul  it  to processing is a major consideration in starting production. The NEB estimates that capital costs raise the total cost of production to C$18 to C$20 per barrel for a new mining operation and C$18 to C$22 per barrel for a SAGD operation. This does not include the cost of upgrading the crude bitumen to synthetic crude oil, which makes the final costs C$36 to C$40 per barrel for a new mining operation.  Therefore, although high crude prices make the cost of production very attractive, sudden  drops  in  price  leaves  producers  unable  to  recover  their  capital  costs—although  the  companies  are  well  financed  and  can  tolerate  long  periods  of  low prices  since  the  capital  has  already  been  spent  and  they  can  typically  cover incremental operating costs.  However, the development of commercial production is made easier by the fact that exploration  costs  are  very  low.  Such  costs  are  a major  factor when  assessing  the economics of drilling in a traditional oil field. The location of the oil deposits in the oil  sands  are well  known,  and  an  estimate  of  recovery  costs  can  usually  be made easily. There is not another region in the world with energy deposits of comparable magnitude where it would be less likely that the installations would be confiscated by a hostile national government, or be endangered by a war or revolution.  As  a  result  of  the  oil  price  increases  since  2003,  the  economics  of  oil  sands  have improved dramatically. At a world price of US$50 per barrel, the NEB estimated an integrated mining operation would make a rate return of 16 to 23%, while a SAGD operation would return 16 to 27%. Prices since 2006 have risen, exceeding US$145 

Page 68: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

67

Analysis of the Athabasca Oil Sands

in mid  2008.  As  a  result,  capital  expenditures  in  the  oil  sands  announced  for  the period  2006  to  2015  are  expected  to  exceed  C$100  billion,  which  is  twice  the amount projected as recently as 2004. However, because of an acute labor shortage which  has  developed  in  Alberta,  it  is  not  likely  that  all  these  projects  can  be completed.  At  present  the  area  around  Fort  McMurray  has  seen  the  most  effect  from  the increased  activity  in  the  oil  sands. Although  jobs  are  plentiful,  housing  is  in  short supply  and  expensive.  People  seeking  work  often  arrive  in  the  area  without arranging accommodation, driving up the price of  temporary accommodation. The area is isolated, with only a two‐lane road connecting it to the rest of the province, and there is pressure on the government of Alberta to improve road links as well as hospitals and other infrastructure.  Despite the best efforts of companies to move as much of the construction work as possible  out  of  the  Fort McMurray  area,  and  even  out  of  Alberta,  the  shortage  of skilled workers is spreading to the rest of the province. Even without the oil sands, the Alberta  economy would  be  very  strong,  but  development  of  the  oil  sands  has resulted  in  the  strongest period of  economic growth ever  recorded by a Canadian province.  Political Significance of the Deposit  The Athabasca oil  sands are often a  topic  in  international  trade  talks, with energy rivals China and the United States negotiating with Canada for a bigger share of the rapidly  increasing output. Production  is expected  to quadruple between 2005 and 2015,  reaching  4  million  barrels  a  day,  with  increasing  political  and  economic importance.  Currently, most  of  the  oil  sands production  is  exported  to  the United States.  An agreement has been signed between PetroChina and Enbridge to build a 400,000 barrels per day (64,000 m3/d) pipeline from Edmonton, Alberta, to the west coast port of Kitimat, British Columbia. The pipeline will help export synthetic crude oil from the oil sands to China and elsewhere in the Pacific. A smaller pipeline will also be built alongside to  import condensate to dilute the bitumen. Sinopec,  the  largest refining and chemical company in China, and China National Petroleum Corporation have bought or are planning to buy shares in major oil sands development. 

Page 69: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

68

Analysis of the Athabasca Oil Sands

 On August 20, 2009,  the U.S. State Department  issued a presidential permit  for an Alberta Clipper Pipeline that will run from Hardisty, Alberta to Superior, Wisconsin. The pipeline will be capable of carrying up to 450,000 barrels of crude oil a day to refineries in the U.S.  Environmental Issues with the Athabasca Oil Sands  Critics  contend  that  government  and  industry  measures  taken  to  minimize environmental  and  health  risks  posed  by  large‐scale  mining  operations  are inadequate, causing damage to the natural environment. Objective discussion of the environmental  impacts  has  often  been  clouded  by  polarized  arguments  from industry and from advocacy groups.  Impact on Land  Approximately 20% of Alberta's oil sands are recoverable through open‐pit mining, while 80% require  in situ extraction technologies (largely because of  their depth). Open  pit mining  destroys  the  boreal  forest  and muskeg.  The  Alberta  government requires companies to restore the  land to "equivalent  land capability". This means that the ability of the land to support various land uses after reclamation is similar to what existed, but that the individual land uses may not necessarily be identical. In some  particular  circumstances  the  government  considers  agricultural  land  to  be equivalent to forest land. Oil sands companies have reclaimed mined land to use as pasture  for  wood  bison  instead  of  restoring  it  to  the  original  boreal  forest  and muskeg. Syncrude asserts they have reclaimed 22% of their disturbed land.  

Page 70: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

69

Analysis of the Athabasca Oil Sands

Impact on Water Resources  A  Pembina  Institute  report  stated  "To produce  one  cubic meter  (m3)  of  synthetic crude oil (SCO) (upgraded bitumen) in a mining operation requires about 2–4.5 m3 of water (net figures). Approved oil sands mining operations are currently licensed to divert 359 million m3 from the Athabasca River, or more than twice the volume of water  required  to meet  the annual municipal needs of  the City of Calgary," and went on to say "...the net water requirement to produce a cubic meter of oil with in situ  production may  be  as  little  as  0.2 m3,  depending  on  how much  is  recycled". Jeffrey  Simpson  of  the  Globe  and  Mail  paraphrased  this  report,  saying:  "A  cubic meter  of  oil, mined  from  the  tar  sands,  needs  two  to  4.5  cubic meters  of water." Though actual water withdrawals for conventional production run at even less than the 0.2 m3 needed for in situ production.  The  Athabasca  River  runs  1,231  kilometers  from  the  Athabasca  Glacier  in  west‐central Alberta to Lake Athabasca in northeastern Alberta. The average annual flow just downstream of Fort McMurray is 633 cubic meters per second with its highest daily average measuring 1,200 cubic meters per second.  Water  license  allocations  total  about  1%  of  the  Athabasca  River  average  annual flow,  though  actual  withdrawals  for  all  uses,  in  2008,  amount  to  about  0.4%.  In addition,  the  Alberta  government  sets  strict  limits  on  how much  water  oil  sands companies  can  remove  from  the  Athabasca  River.  According  to  the  Water Management Framework for the Lower Athabasca River, during periods of low river flow  water  consumption  from  the  Athabasca  River  is  limited  to  1.3%  of  annual average  flow. The province of Alberta  is  also  looking  into  cooperative withdrawal agreements between oil sands operators.  Use of Natural Gas and Greenhouse Gases Emissions  The processing of bitumen into synthetic crude requires energy, and currently this energy is generated by burning natural gas, which releases carbon dioxide. In 2008, the oil sands used around 1 billion cubic feet of natural gas per day, around 40% of Alberta's total usage. Based on gas purchases, natural gas requirements are given by the Canadian Energy Resource  Institute as 2.14 GJ  (2.04 mcf) per barrel  for  cyclic steam stimulation projects, 1.08 GJ (1.03 mcf) per barrel for SAGD projects, 0.55 GJ (0.52  mcf)  per  barrel  for  bitumen  extraction  in  mining  operations  not  including 

Page 71: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

70

Analysis of the Athabasca Oil Sands

upgrading or 1.54 GJ (1.47 mcf) per barrel  for extraction and upgrading  in mining operations.  A  2009  study  by  CERA  estimated  that  production  from  Canada's  oil  sands  emits "about 5% to 15% more carbon dioxide, over the "well‐to‐wheels" lifetime analysis of  the  fuel,  than  average  crude  oil."  Author  and  investigative  journalist  David Strahan that same year stated that IEA figures show that carbon dioxide emissions from the tar sands are 20% higher than average emissions from oil. With coal's CO2 emissions  about  one‐third  higher  than  convention  oil's  ,  this would make  the  tar sands' emissions equal to about 90% of the CO2 released from coal.  The  forecast growth  in synthetic oil production  in Alberta also  threatens Canada's international  commitments.  In  ratifying  the  Kyoto  Protocol,  Canada  agreed  to reduce, by 2012, its greenhouse gas emissions by 6% with respect to 1990. In 2002, Canada's  total  greenhouse  gas  emissions  had  increased  by  24%  since  1990.  Oil Sands production contributed 3.4% of Canada's greenhouse gas emissions in 2003.  Ranked  as  the  world's  eighth  largest  emitter  of  greenhouse  gases,  Canada  is  a relatively large emitter given its population and is missing its Kyoto targets. A major Canadian  initiative  called  the  Integrated  CO2  Network  (ICO2N)  has  proposed  a system  for  the  large scale capture,  transport and storage of  carbon dioxide  (CO2). ICO2N members represent a group of industry participants providing a framework for carbon capture and storage development in Canada, initially using it to enhance oil  recovery. Nuclear power has  also been proposed as a means of  generating  the required energy without releasing green house gases.  

Page 72: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

71

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Company Profiles­Athabasca Oil Sands    Overview  There  are  currently  three  large  oil  sands  mining  operations  in  the  area  run  by Syncrude Canada Limited, Suncor Energy and Albian Sands owned by Shell Canada, Chevron, and Marathon Oil Corp.  Canadian Natural Resources Limited (CNRL)  Canadian  Natural  Resources  Limited  is  an  oil  and  natural  gas  exploration, development and production company centered in Calgary, Alberta. Operations are focused in western Canada, the North Sea and offshore West Africa. It ranks number 251 on the Forbes Global 2000 list for 2009.  Corporate  Headquarters  resides  in  Calgary,  Alberta.  It  operates  field  offices  in Alberta,  British  Columbia,  Saskatchewan  as well  as  international  offices  in Gabon, Côte d'Ivoire and Aberdeen, Scotland.  CNR  is currently completing an Oilsands upgrading plant north of Fort McMurray, Alberta, named the Horizon project.  Contact Details:  Canadian Natural Resources Limited  2500, 855 ‐ 2 Street S.W. Calgary, AB T2P 4J8  Canada Tel: (403) 517‐6700 Fax: (403) 517‐7350 Website: www.cnrl.com  

Page 73: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

72

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Imperial Oil  Imperial Oil  is  a  producer  of  crude  oil,  natural  gas  liquids,  and  natural  gas,  and  a refiner and marketer of petroleum products. It is also a supplier of petrochemicals. Exxon Mobil  Corporation owns approximately 69.6% of  the outstanding  shares of Imperial Oil. The company operates in Canada.  Imperial  Oil's  operations  are  conducted  through  three main  segments:  upstream; downstream; and chemicals.  The  upstream  operations  include  the  exploration  and  production  of  conventional crude oil, natural gas, upgraded crude oil, and heavy oil.  It  is a major developer of Canada's vast reserves of oil sands through its operation at Cold Lake, Alberta, and its participation in Syncrude Canada.  The company produces natural gas from a large number of gas fields located in the Western  Provinces,  primarily  in  Alberta.  The  company  holds  about  194,000  net acres of heavy oil leases near Cold Lake, Alberta. The company has interests in other heavy oil leases in the Athabasca and Peace River areas of northern Alberta, totaling about  170,000  net  acres.  Imperial  Oil  holds  a  25%  participating  interest  in Syncrude, a joint venture established to recover shallow deposits of oil sands using open‐pit  mining  methods  to  extract  the  crude  bitumen,  and  to  produce  a  high‐quality, light (32 degree API), sweet, synthetic crude oil.  In FY2009, average net production at Cold Lake was about 120,000 barrels per day and  gross  production was  about  141,000  barrels  per  day. Most  of  the  production from  Cold  Lake  is  sold  to  refineries  in  the  northern  U.S.  The  majority  of  the remainder of Cold Lake production is shipped to certain of the company's refineries and to a third‐party crude bitumen upgrader in Lloydminster, Saskatchewan.  The company has been  involved  in the exploration and development of petroleum and natural gas in the Western Provinces,  in the Canada Lands, and in the Atlantic Offshore.  It  has  interest  in  16  significant  discovery  licenses  and  one  production license  granted  by  the  Government  of  Canada  in  the  Arctic  Islands.  The  company manages  five  discovery  licenses  granted  by  the  Government  of  Canada  in  the Atlantic  offshore.  The  company  also  has  minority  interests  in  27  significant discovery licenses, and six production licenses, managed by others. 

Page 74: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

73

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

 The company's largest conventional oil producing asset is the Norman Wells oil field in  the Northwest  Territories, which  currently  accounts  for  approximately  56%  of the  company's  net  production  of  conventional  crude  oil  (approximately  60%  of gross production). In FY2009, net production of crude oil was about 11,000 barrels per day and gross production was about 15,000 barrels per day.  The downstream segment handles  the  transportation,  refinement, and blending of crude  oil  into  petroleum  products,  and  the  marketing  of  these  products.  The company carries out its petroleum research and technical support through its center in Sarnia, Ontario.  Imperial Oil owns and operates four refineries. Two of these, the Sarnia refinery and the  Strathcona  refinery,  have  lubricating  oil  production  facilities.  The  Strathcona refinery  processes  Canadian  crude  oil,  and  the  Dartmouth,  Sarnia,  and  Nanticoke refineries process  a  combination of Canadian and  foreign  crude oil.  In  addition  to crude  oil,  the  company  purchases  finished  products  to  supplement  its  refinery production.  The  company  maintains  a  nation‐wide  distribution  system,  including  24  primary terminals, to handle bulk and packaged petroleum products moving from refineries to  market  by  pipeline,  tanker,  rail,  and  road  transport.  The  company  owns  and operates crude oil, natural gas liquids, and products pipelines in Alberta, Manitoba, and Ontario and has interests in the capital stock of two products and one crude oil pipeline  companies.  Imperial  Oil  markets  more  than  650  petroleum  products throughout Canada under various brand names, most notably Esso and Mobil, to all types of customers. At the end of FY2009, the company operated about 1,850 retail stores, of which about 540 were company owned or leased.  Imperial Oil's chemical segment manufactures and markets various petrochemicals including:  ethylene,  benzene,  aromatic  and  aliphatic  solvents,  plasticizer intermediates,  and  polyethylene  resin.  Its  major  petrochemical  and  polyethylene manufacturing operations are located in Sarnia, Ontario. There is also a heptene and octene plant located in Dartmouth, Nova Scotia.  The company offers the following products:  

Page 75: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

74

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Petroleum Products:  

• Gasoline • Diesel fuel • Heating oil • Jet fuel • Heavy fuel oil • Lubricants • Bitumen 

 Chemical Products:   

• Hydrocarbon solvents • Plasticizers • Olefins and alcohols • Ethylene • Benzene • Aromatic and aliphatic solvents • Plasticizer intermediates  • Polyethylene resin 

 Brands:  

• Esso • Mobil  

 Contact Details:  Imperial Oil Limited 237 Fourth Avenue South West Station M Calgary Alberta T2P 3M9  Canada Tel: +1‐800‐567‐3776  Fax: +1‐800‐367‐0585  Website: http://www.imperialoil.ca  

Page 76: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

75

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

 Nexen Inc  Nexen  is  an  independent  energy  company.  It  focuses  on  three  strategies  which include:  oil  sands;  conventional  exploration  and  development  of  properties;  and unconventional gas which is focused on the company's shale gas play. The company operates in the U.S., the UK, Middle East, Africa and Asia Pacific.  Nexen  operates  through  three  segments  which  include:  oil  and  gas,  energy marketing and chemicals.  The  company  has  its  oil  and  gas  in  operations  in  the  UK  North  Sea,  U.S.  Gulf  of Mexico, western Canada, Yemen, offshore West Africa, Colombia and Norway. It also operates  in  Canada's  Athabasca  oil  sands which  produce  synthetic  crude  oil.  The Syncrude includes a 7.23% joint venture interest in the Syncrude Joint Venture and it  was  established  to  mine  shallow  oil  sands  deposits  using  open‐pit  mining methods,  extract  the  bitumen  from  the  oil  sands,  and  upgrade  the  bitumen  to produce a good quality, light, sweet, synthetic crude oil. Nexen also has interests in numerous oil sands leases in the Athabasca region of northern Alberta.  The company's energy marketing group currently sells proprietary and third‐party natural  gas,  crude  oil,  natural  gas  liquids,  and  power  in  certain  regional  global markets.  It  focuses on crude oil marketing, gas marketing and power marketing  in North America.  The  chemicals  segment  manufactures  sodium  chlorate  and  chlor‐alkali  products which  include:  chlorine,  caustic  soda  and  muriatic  acid  in  Canada  and  Brazil.  Its operates  in North  and  South America  and  some  sodium  chlorate  is  distributed  in Asia.  The company's key products and services include the following:  Products:  

• Crude oil • Natural gas • Natural gas liquids 

Page 77: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

76

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

• Electricity • Sodium chlorate • Chlor‐alkali 

 Services:  

• Gas marketing services  • Oil marketing services • Power marketing services 

 Contact Details:  Nexen Inc. 801 7th Avenue South West Calgary Alberta T2P 3P7  Canada Tel: +1‐403‐699‐4000  Fax: +1‐403‐699‐5800  Website: http://www.nexeninc.com    etro Canada  Petro‐Canada was a crown corporation of Canada in the field of oil and natural gas. It  was  headquartered  in  the  Petro‐Canada  Centre  in  Calgary,  Alberta.  In  August, 2009,  Petro‐Canada  was  merged  with  Suncor  Energy,  which  took  approximately 60%  ownership  of  Petro‐Canada.  However,  the  Petro‐Canada  brand  for  fuels, petrochemical products and service stations, and the  loyalty program are retained by Suncor Energy along with Suncor's Sunoco brand.  As  of  2008,  Petro‐Canada was  Canada's  11th  largest  company  and  second‐largest downstream company with important  interests  in such projects as Hibernia, Terra Nova, and White Rose; its gas stations remained a presence in most Canadian cities. It  owned  refineries  in  Edmonton,  Alberta  (135,000  bpd)  and  Montreal,  Quebec (160,000  bpd),  accounting  for  16%  of  the  Canadian  industry's  total  refining capacity. Its lubricants plant in Mississauga, Ontario (15,600 bpd) refined crude oil 

Page 78: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

77

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

feedstock  to  produce  lubricating  oil‐based  stocks  (13,600  bpd  of  API  Group  II capacity and 2,000 bpd of API Group III capacity) and other specialized products. All these facilities are currently run by Suncor.  The  company  had  operations  in  Algeria,  the  Netherlands,  Tunisia,  the  United Kingdom, Syria, Italy, Libya, Trinidad and Tobago, Venezuela, Morocco and Norway. The main assets United Kingdom (North Sea), Netherlands (North Sea), Libya, Syria and  Trinidad  and  Tobago.  These  and  all  the  other  sites  outside  of North America were run by the International and Offshore Business Unit of Petro‐Canada with its headquarters in London. This was the largest business unit, and much of its assets were part of the former Veba Oel company based in Essen, Germany.  In  2006,  the  company  entered  the  mobile  phone  market  with  a  prepaid  service called Petro‐Canada Mobility.  In  recent years, Petro‐Canada has been opening a new  fast‐food oriented branded convenience store called Neighbors. Some of these locations include drive‐thrus and a new “Touchless” Glide car wash. Many of these new stores are in the GTA with a new store slated for Stittsville in Ottawa.  Contact Details:  Website: www.petro‐canada.ca  

Page 79: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

78

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Shell Canada  Shell  Canada  is  engaged  in  the  production  of  natural  gas,  natural  gas  liquids,  and bitumen. It also manufactures, distributes, and markets refined petroleum products and is the largest producer of sulfur in Canada. The company primarily operates in Canada.  Shell  produces  natural  gas,  natural  gas  liquids  (NGL),  bitumen,  synthetic crude  oil,  and  sulfur  mainly  in  Alberta  and  British  Columbia  where  the  main leases/assets are held.  Shell Canada operates through five business segments: exploration and production (E&P); gas and power; oil sands; chemicals; and oil products.  The  E&P  segment  is  engaged  in  exploration  and  production  of  natural  gas  and natural  gas  liquids.  It  also  produces  sulfur.  E&P  operations  of  the  company  also include  shell's  unconventional  oil  business,  in  situ  oil  sands  operations,  that  use wells to extract bitumen too deep to be surface mined. Shell holds over 2,100 leases in Canada. The majority of Shell's gas production in Canada comes from the Foothills region  of  Alberta.  Shell  also  owns  and  operates  four  natural  gas  processing  and sulfur extraction plants in southern and south‐central Alberta. In addition, it holds a 31.3% interest in the Sable Offshore Energy Project, a natural gas complex offshore eastern Canada, and has a non‐operating 20% interest in an early stage deepwater exploration asset off the east coast of Newfoundland. It is a joint venture participant in the Mackenzie Gas Pipeline proposal in northern Canada.  In FY2009, Shell Canada continued unconventional gas development in west central Alberta and east‐central British Columbia through drilling programs and investment in  infrastructure  facilitating  new  production.  Shell  holds  approximately  600,000 tight gas acres (2,400 square kilometers) in these areas.  The gas and power segment of the company explores for and produces natural gas, processes  it,  and  transports  it  to markets.  It  is  also  involved  in wind  energy  and solar power technology.  Shell Canada's oil sands business extracts bitumen at its Athabasca Oil Sands Project in Alberta, Western Canada (Shell Canada's share 60%), and converts it to synthetic crude oil. The company's oil sands segment has operations in each of Alberta's three main  oil  sands  deposits.  The  Athabasca  Oil  Sands  Project  (AOSP)  in  northeast 

Page 80: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

79

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Alberta mines bitumen‐saturated sand from which synthetic crude oil  is produced. Shell's  AOSP  includes  the Muskeg  River Mine,  Scotford  Upgrader,  and  supporting facilities.  The Muskeg  River Mine  is  a  joint  venture  between  Shell  Canada  (60%),  Chevron Canada (20%), and Marathon Oil Sands (20%). It extracts heavy oil (bitumen) from the oil sands of northern Alberta. The Muskeg River Mine has a design capacity of 155,000 barrels per day (bpd) of bitumen.  The Scotford Upgrader is a part of the joint venture project between Shell Canada, Chevron  Canada,  and  Marathon  Oil  Sands.  It  is  operated  by  Shell  Canada.  The Scotford Upgrader is located next to Shell Canada's Scotford Refinery, north of Fort Saskatchewan, Alberta. The Scotford Upgrader upgrades the high viscosity crude oil (bitumen)  from  the Muskeg  River Mine  into  a  range  of  synthetic  crude  oils.  Shell Canada  also  holds  a  number  of  other  minable  oil  sands  leases  in  the  Athabasca region with expiry dates ranging from 2010 to 2020.  The  chemicals  segment  produces  petrochemicals  for  industrial  customers.  These products  include  the  raw  materials  for  plastics,  coatings,  and  detergents. Petrochemicals are used to manufacture many products such as paints, detergents, computers,  mobile  phones,  medicines,  waterproof  clothing,  adhesive  tape,  and refrigerators.  The oil products segment manufactures, distributes, and markets refined petroleum products.  This  segment  also  procures  crude  oil  and  feedstocks  for  Shell  Canada's refineries in Montreal (Quebec), Sarnia (Ontario), and Fort Saskatchewan (Alberta). These refineries convert crude oil into gasoline, diesel fuel, aviation fuels, solvents, lubricants, asphalt, and heavy fuel oils.  Shell Canada operates Montreal East Refinery, the company's largest, with a refining capacity of approximately 130,000 barrels per day of crude oil. It produces liquefied petroleum gasoline, distillates, heavy oils, lubricating oils, waxes, and bitumen. The company's Scotford refinery operates with a capacity of 100,000 barrels of synthetic crude oil daily. It produces gasoline, jet fuel, diesel, propane, butane, and extracted sulfur.  

Page 81: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

80

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

The Brockville Lubricants Plant is Shell's only lubricant oil blending and packaging facility in Canada. It blends and packages retail passenger‐car motor oils in Canada, manufactures multiple lubricant products resulting in the production of over 2,500 finished  goods.  Shell's  Sarnia  Manufacturing  Centre,  with  a  capacity  of  75,000 barrels of crude oil daily, produces gasoline, distillates, liquid petroleum gas, heavy oils, pure chemicals, and solvents.  Shell  operates  the  only  grease  manufacturing  facility  in  Canada,  Calgary  Lube  & Grease Plant.  It  consists  of  a  grease manufacturing plant,  a  packaging department and  a  distribution  warehouse.  The  plant  produces  grease  in  about  30  different formulations and 14 different colors.  The company's key products include the following:  

• Natural gas • Natural gas liquids • Bitumen • Sulfur • Petrochemicals • Synthetic crude oil • Gasoline • Diesel • Aviation fuel • Solvents • Lubricants • Asphalt • Heavy fuel oils • Propane • Butane • Liquid petroleum gas 

 

Page 82: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

81

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Contact Details:  Shell Canada Limited 400 ‐ 4th Avenue South West Calgary Alberta T2P 0J4  Canada Tel: +1‐403‐691‐3111  Fax: +1‐403‐269‐7462  Website: http://www.shell.ca/  Sinopec (China Petroleum & Chemical Corporation)  China Petroleum & Chemical Corporation (Sinopec)  is a producer and marketer of oil  products  and  petrochemical  products.  It  is  a  vertically  integrated  energy  and chemical company. The principal operations of Sinopec and its subsidiaries include exploration, development, production, and marketing of  crude oil  and natural gas, oil  refining  and marketing,  and  production  and  sales  of  petrochemicals,  chemical fibers,  chemical  fertilizers,  and other  chemicals. The  company's business activities also  include  storage  and  pipeline  transportation  of  crude  oil  and natural  gas,  and import and export of petroleum products.  Sinopec  operates  through  five  principal  business  segments:  exploration  and production; refining; marketing and distribution; chemicals; and others.  The exploration and production segment of Sinopec explores and develops oil fields, produces crude oil and natural gas, and sells products to the refining segment of the company and external customers. As of December 31, 2009, the company held 193 production licenses with an aggregate acreage of 19,136 square kilometers and 318 exploration  licenses  for  various  blocks  in  which  the  company  is  engaged  in exploration activities. At the end of 2009, Sinopec had proved oil and gas reserves of 3,943  million  barrels  of  oil  equivalent  (mmboe),  including  2,820  million  barrels (mmbbls) of proved reserve of crude oil, and 6,739 billion cubic feet (bcf) of proved reserve  of  natural  gas.  In  FY2009,  the  company  produced  an  average  of  962 thousand barrels of oil equivalent (boe) per day, of which approximately 85.8% was crude oil and 14.2% was natural gas.  

Page 83: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

82

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Sinopec's  refining  business  segment  processes  and  purifies  crude  oil,  which  is sourced from the exploration and production segment of the company and external suppliers.  It  also manufactures and sells petroleum products  to  the chemicals and marketing  and  distribution  segments  of  the  company  and  external  customers. Sinopec  is  the  largest  refiner  of  petroleum  and  oil  producer  in  China,  with  its refining  capacity  ranking  third  in  the  world.  The  company's  major  oil  products include gasoline, kerosene, diesel, lube oil, chemical light feedstock, fuel oil, solvent oil,  petroleum  wax,  asphalt,  petroleum  coke,  liquefied  petroleum  gas  (LPG), propylene,  and  benzene  products.  The  company's  refineries  are mainly  located  in China's  southeast  coastal  area,  middle,  and  lower  reaches  of  Yangtze  River  and North China.  At the end of FY2009, the company's total processing capacity was 210 million tons per annum. In FY2009, the output of gasoline, kerosene, and diesel reached 113.69 million  tons.  The  company  also  produced  26.87  million  tons  of  chemical  light feedstock in FY2009.  The marketing  and distribution  segment of  Sinopec owns  and operates  oil  depots and service stations in China, and distributes and sells refined petroleum products (mainly gasoline and diesel)  in China through wholesale and retail sales networks. The  company  operates  the  largest  sales  and  distribution  network  for  refined petroleum  products  in  China.  In  FY2009,  in  China,  it  distributed  and  sold approximately  124.02  million  tons  of  gasoline,  diesel,  and  kerosene  including  jet fuel,  representing a market  share of  approximately 60%  in China. All  of  Sinopec's retail  sales  are made  through  a  network  of  service  stations  and  petroleum  shops operated  under  the  Sinopec  brand.  At  the  end  of  FY2009,  the  company  owned 29,698 retail stations, among which 643 sites were under franchise agreement.  In  FY2009,  Sinopec  sold  approximately  78.9  million  tons  of  refined  petroleum products  through  its retail network, representing approximately 63.6% of  its  total refined petroleum products sales volume. Sinopec's retail market share  in FY2009 was  approximately  76.7%  in  its  principal  market.  Moreover,  in  FY2009,  the company  sold  approximately  25.61  million  tons  of  refined  petroleum  products, including 2.42 million tons of gasoline, 23.06 million tons of diesel, and 0.13 million tons of kerosene,  through direct  sales  to  commercial  customers  such as  industrial enterprises, hotels, restaurants, and agricultural producers.  

Page 84: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

83

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

In  FY2009,  Sinopec  sold  approximately  19.52  million  tons  of  refined  petroleum products through wholesale channels, representing approximately 15.7% of its total sales  volume  of  refined  petroleum  products.  Its  wholesale  sales  include  sales  to large  commercial  or  industrial  customers  and  independent distributors  as well  as sales to certain long‐term customers such as railway, airlines, shipping, and public utilities.  Through  its wholesale  centers,  Sinopec operates 410 storage  facilities with a  total capacity of approximately 14.0 million  cubic meters,  substantially all  of which are wholly‐owned  by  Sinopec.  The  company's  wholesale  centers  are  connected  to  its refineries by railway, waterway and, in some cases, by pipelines. The company also owns some dedicated railways, oil wharfs, and oil barges, as well as a number of rail tankers and oil trucks.  The  chemicals  segment  of  Sinopec  manufactures  and  markets  petrochemical products, derivative petrochemical products, and other chemical products mainly to external  customers.  Sinopec  is  the  largest  petrochemicals  producer  in  China.  It produces a range of petrochemical products, including intermediate petrochemicals, synthetic resin, synthetic fiber monomers and polymers, synthetic fibers, synthetic rubber, and chemical fertilizer. At the end of FY2009, the company had 11 ethylene plants  (including  three  joint  venture  companies),  29  synthetic  resin  plants,  13 producers of  synthetic  fiber monomers  and polymers,  eight  synthetic  fiber plants, five synthetic rubber plants, and six urea plants.  Sinopec's others segment consists principally of trading activities of the import and export  subsidiaries  and  research  and  development  activities  undertaken  by  the company's other subsidiaries.  The company's key products and services include the following:  Products:  Exploration and production:  

• Crude oil • Natural gas 

 

Page 85: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

84

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Refined petroleum products:  

• Gasoline • Kerosene • Diesel • Lube oil • Chemical light feedstock • Fuel oil • Solvent oil • Petroleum wax • Asphalt • Petroleum coke • Liquefied petroleum gas (LPG) • Propylene • Benzene  

 Chemicals:  

• Intermediate petrochemicals • Synthetic resin • Synthetic fiber monomers and polymers • Synthetic fibers • Synthetic rubber • Chemical fertilizers • Ethylene 

 Services:  

• Marketing of refined products • Storage and transportation services 

 Contact Details:  China Petroleum & Chemical Corporation (Sinopec) No.22 Chaoyangmen North Street Chaoyang District Beijing 

Page 86: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

85

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

100728  China Tel: +86‐10‐5996‐0028  Fax: +86‐10‐5996‐0386  Website: http://english.sinopec.com/   Statoil  Statoil  is  an  integrated  oil  and  gas  company.  The  company  is  present  in approximately  40  countries  worldwide  and  is  engaged  in  exploration  and production  activities  in  22  of  these  countries.  The  company  is  among  the world's largest net sellers of crude oil and condensate and is the second largest supplier of natural  gas  to  the  European  market.  The  company  has  its  operations  in  North America;  Latin  America;  Africa;  the  European,  Caspian,  and  Russian  area;  and Middle East and Asia.  Statoil  operates  through  four  business  segments:  exploration  and  production Norway;  international exploration and production; natural gas; and manufacturing and marketing.  The exploration and production Norway (EPN) segment  includes exploration,  field development, and production operations on the Norwegian Continental Shelf (NCS). NCS  portfolio  consists  of  licenses  in  the  North  Sea,  the  Norwegian  Sea,  and  the Barents  Sea. EPN  is  the operator of 42 developed  fields on  the NCS.  Statoil's  total entitlement  liquids and gas production  in FY2009 was 1,450 million barrels of oil equivalent (mmboe) per day, which represented about 75% of the total production from the NCS.  In FY2009, the company's average daily oil and natural gas liquid (NGL) production was 784 thousands of barrels of oil equivalent (mboe) and its daily gas production was 105.9 million cubic meters (mmcm). EPN had proved reserves of 1,351 million barrels  (mmbbls)  of  crude  oil  and  480  billion  cubic meters  (bcm)  of  natural  gas, which represents an aggregate of 4,369 mmboe. Statoil has ownership  interests  in exploration  acreage  throughout  the  licensed  parts  of  the  NCS,  both  within  and outside  its  core  production  areas.  In  FY2009,  EPN had  a  high  level  of  exploration activity, and discovered 31 of 39 exploration wells.  

Page 87: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

86

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

The  international  exploration  and  production  (INT)  segment  is  responsible  for exploration,  development,  and  production  of  oil  and  gas  outside  the  NCS.  The company  was  engaged  in  production  in  12  countries  in  FY2009  which  include Canada,  the  U.S.,  Venezuela,  Algeria,  Angola,  Libya,  Nigeria,  the  UK,  Azerbaijan, Russia,  Iran  ,and China.  Statoil  has  exploration  licenses  in North America  (Canada and  the U.S.),  Latin America  (Brazil, Cuba, and Venezuela), Africa  (Algeria, Angola, Egypt, Libya, Mozambique, Nigeria, and Tanzania),  the European and Caspian area (the  Faroes,  Ireland,  the UK  ,and Azerbaijan),  and  the Middle East  and Asia  (Iran, India, and Indonesia). The main development projects that the company is involved are  in  Canada,  the  U.S.,  Brazil,  and  Angola,  Further,  in  January  2010  Statoil  and Lukoil signed the development and production contract for West Qurna 2 with Iraqi authorities. In FY2009, INT produced about 26% of Statoil's total equity production of oil and gas.  The natural gas segment of the company is responsible for Statoil's transportation, processing,  and  marketing  of  pipeline  gas  and  liquefied  natural  gas  (LNG) worldwide,  including the development of sufficient processing, transportation, and storage  capacity.  The  natural  gas  segment  is  also  responsible  for  marketing  gas supplies originating  from  the Norwegian  state's direct  financial  interest  (SDFI).  In total,  the  company  accounts  for  approximately  80%  of  all  Norwegian  gas  exports and  is  responsible  for  technical  operation  of  the majority  of  export  pipelines  and onshore  plants  in  the  processing  and  transportation  systems  for  Norwegian  gas (Gassled).  The  natural  gas  segment's  business  is  conducted  from  three  locations  in  Norway (Stavanger,  Karsto,  and  Kollsnes)  and  from  offices  in  Belgium,  the  UK,  Germany, Turkey, Singapore, Azerbaijan, and the U.S. (Houston and Stamford).  In  FY2009,  the  company  sold  38.7  bcm  of  natural  gas  from  the  NCS  on  its  own behalf,  in addition to approximately 35.3 bcm NCS gas on behalf of  the Norwegian State. Statoil 's total European gas sales, including third party gas, were 79.5 bcm in FY2009. This makes the company the second largest gas supplier in Europe with a market share of around 15% in the European gas market.  From its international positions (mainly Azerbaijan and the U.S.), the company sold 5.3 bcm of gas in FY2009, of which 3.2 bcm was entitlement gas.  

Page 88: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

87

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Statoil  has  a  significant  interest  in  the  NCS  pipeline  system  (owned  by  Gassled), which  is  the  world's  largest  offshore  gas  pipeline  transportation  system  and  is approximately 7,800 kilometers long. This network links gas fields on the NCS with gas  processing  plants  on  the  Norwegian  mainland  and  terminals  at  six  landing points located in France, Germany, Belgium, and the UK.  The manufacturing and marketing  segment  (M&M) segment  is  responsible  for  the company's combined operations in the transportation of oil, processing, the sale of crude  oil  and  refined  products,  retail  activities,  and  marketing  of  natural  gas  in Scandinavia. M&M operates  in approximately 13 countries, has two refineries, one methanol  plant,  and  three  crude  oil  terminals  and  has  international  trading activities  and  a  distribution  network  for  businesses  and  private  customers.  More than one million customers visit M&M's approximately 2,000 service stations daily.  Besides  these  segments,  the  company  also  generates  revenue  through  its  other operations, which consists of  the activities of corporate services, corporate center, group finance, technology and new energy (TNE), and projects (PRO).  TNE is responsible for ensuring that that Statoil has capacity and competence in the field of technology, in addition to creating distinct technological solutions for global growth. This includes delivering innovative and competitive technological solutions for exploration, increased recovery, field development solutions, and safe, efficient, and environmentally‐friendly operations.  The  research  and  development  department,  which  has  research  centers  in Trondheim, Bergen, and Porsgrunn in Norway and in Calgary in Canada, is engaged in  research  into  and  the  development,  piloting,  implementation  and commercialization of new technology. The new energy business unit is responsible for company's business effort within renewable energy. The activities are grouped under renewable energy production, new options, and carbon dioxide management.  PRO  is  responsible  for  planning  and  executing  all  development  and  modification projects,  as  well  as  project  and  operational  procurement,  including  securing  rig capacity based on  a  corporate  rig  strategy. The  current portfolio  consists  of more than 120 modification and development projects in the execution phase, with a total expected investment cost of more than NOK200 billion (approximately $36 billion).  

Page 89: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

88

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

The company's key products and services include the following:  

• Exploration and production of oil and natural gas • Transportation,  processing,  and marketing  of  gas  and  liquefied  natural  gas 

(LNG) • Transportation, processing, and marketing of oil and refined products 

 Contact Details:  Statoil ASA Forusbeen 50 4035 Stavanger  Norway Tel: +47‐51‐990‐000  Fax: +47‐51‐990‐050  Website: http://www.statoilhydro.com/en   

Page 90: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

89

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Suncor Energy  Suncor Energy (Suncor) is an integrated Canadian energy company. The company is engaged  in  acquisition,  exploration,  development,  production,  and  marketing  of crude  oil  and  natural  gas.  It  also  transports  and  refines  crude  oil  and  markets petroleum and petrochemicals. The company primarily operates in Canada and the U.S..  Suncor's  operations  are  divided  into  three  business  segments:  oils  sands,  natural gas, and refining and marketing.  The  company's  oil  sands  segment,  based  near  Fort McMurray  (Alberta),  recovers bitumen, primarily through oil sands mining and in‐situ development, and upgrades it  into refinery  feedstock, diesel  fuel, and by‐products.  It produces  light sweet and light  sour  crude  oil,  diesel  fuel,  and  various  custom  blends  from  oil  sands  in  the Athabasca region of northeastern Alberta.  Suncor  markets  these  products  in  Canada  and  the  U.S.,  and  periodically  to  its offshore markets. Oil sands' production  is sold  to and marketed by Suncor Energy Marketing.  The  markets  for  its  crude  oil  products  include  refining  operations  in Alberta,  Ontario,  the  U.S.  Midwest,  and  the  U.S.  rocky  mountain  regions.  Diesel products  are  sold  primarily  in  Western  Canada.  The  company  also  owns  and operates a pipeline (having a capacity of approximately 110,000 barrels per day or bpd) that transports synthetic crude oil from Fort McMurray (Alberta) to Edmonton (Alberta).  The  company's  natural  gas  segment,  based  in  Calgary  (Alberta),  explores  for, acquires, develops, and produces natural gas and natural gas liquids from reserves in Western Alberta and Northeastern British Columbia.  In addition,  the company's indirectly  wholly‐owned  U.S.  subsidiary,  Suncor  Energy  (Natural  Gas)  America, acquires land and explores for coal bed methane in the U.S..  Suncor  operates  natural  gas  processing  plants  at  South  Rosevear,  Pine  Creek, Progress  and Simonette with  a  total design  capacity of  approximately 265 million cubic feet per day (mmcf/d). Their capacity interest in these gas processing plants is approximately  115  mmcf/d.  Suncor  also  has  varying  undivided  percentage ownership  interests  in natural gas processing plants operated by other companies 

Page 91: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

90

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

and  processing  agreements  in  facilities  where  it  does  not  hold  an  ownership interest. Approximately 93% of its natural gas production is sold to Suncor Energy Marketing  and  then marketed  to  customers  in  Alberta,  British  Columbia,  Eastern Canada, and the U.S.  Suncor's refining and marketing (R&M) segment refines crude oil at its refineries in Sarnia,  Ontario,  and  Commerce  City  (Colorado)  into  a  range  of  petroleum, petrochemical,  and  biofuel  products.  These  products  are  marketed  to  industrial, wholesale, and commercial customers principally in Ontario, Quebec, and Colorado. In Ontario,  the company's  retail businesses are managed  through Sunoco‐branded and  joint  venture  operated  retail  networks.  In  Colorado,  the  company's  retail businesses  are  managed  through  Phillips  66‐branded  sites.  The  company  also transports crude oil on its pipelines in Wyoming and Colorado.  The  company's  refinery  in  Sarnia, Ontario,  has  a  crude  oil  capacity  of  85,000 bpd and  refines  petroleum  feedstock  from  oil  sands  and  other  sources  into  gasoline, distillates,  and  petrochemicals  with  the  majority  of  these  refined  products  being distributed in Ontario. This refinery produces transportation fuels (gasoline, diesel, propane, and  jet  fuel), heating  fuels,  liquefied petroleum gases (LPG), residual  fuel oil,  asphalt  feedstock,  benzene,  toluene,  mixed  xylenes,  and  orthoxylene.  In  the, Suncor's  refining  units  include  two  fluidized  catalytic  crackers,  distillate hydrotreater,  and  a  gas  oil  hydrotreater.  The  refined  gasoline  products  from  the Commerce City refinery primarily supply R&M's marketing operations in Colorado. The  Commerce  City  refining  operation  produces  a  range  of  products  including gasoline, jet fuels, diesel, and asphalt. The refinery utilizes a crude slate containing approximately one‐third heavy, high sulphur crude oil.  In  Canada,  R&M's  products  are  marketed  through  retail  networks,  including  the Sunoco‐branded  retail  network,  joint‐venture  owned  retail  stations,  and  cardlock operations.  These  products  are  sold  to  its  industrial,  commercial,  wholesale,  and refining  customers,  primarily  in  Ontario  and  Quebec.  R&M  Canadian  operations market toluene, mixed xylenes, orthoxylene, and other petrochemicals, primarily in Canada and  the U.S.  through Sun Petrochemicals Company (in which Suncor has a 50%  interest).  In  the  U.S.,  R&M's  products  are  marketed  through  Phillips  66‐branded retail outlets.  

Page 92: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

91

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Apart  from  operating  in  these  segments,  Suncor  also  has  an  ethanol  facility  in  St. Clair, Ontario. This  facility produces ethanol  from corn, which  is used for blending into  the  company's  fuels  and  is  also  sold  to  third  parties.  The  company  is  also investing  in  renewable  energy  opportunities  and  is  a  partner  in  four wind  power projects.  They  are  SunBridge  in  southwestern  Saskatchewan,  Magrath  and  Chin Chute in southern Alberta, and Ripley in Ontario.  In  addition  to  these  operating  segments,  the  company  reports  financial  data  for activities  not  directly  attributable  to  an  operating  business  under  the  results  of Suncor's 'corporate and eliminations' segment. This includes the activity of its self‐insurance entity, as well as investments in wind energy.  The company's key products and services include the following:  Products:  

• Light sweet and light sour crude oil • Natural gas • Natural gas liquids (NGLs) • Coal bed methane • Gasoline • Diesel • Propane • Jet fuel • Heating fuels • Liquefied petroleum gas (LPG) • Residual fuel oil • Asphalt feedstock • Benzene • Toluene • Mixed xylenes and orthoxylene • Petrochemical • Ethanol production 

 

Page 93: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

92

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Services:  

• Refining and marketing of crude oil • Wind power generation • Prospect Generation Services 

 Brands:  

• Sunoco • Phillips 66 

 Contact Details:  Suncor Energy 112 ‐ 4 Avenue S.W. Calgary Alberta T2P 2V5  Canada Tel: +1‐403‐269‐8100  Fax: +1‐403‐269‐6200  Website: http://www.suncor.com   

Page 94: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

93

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Syncrude Canada  Syncrude Canada Ltd. is the world's largest producer of synthetic crude oil from oil sands  and  the  largest  single  source  producer  in  Canada.  It  is  located  just  outside Fort McMurray in the Athabasca Oil Sands, and has a nameplate capacity of 350,000 barrels  per  day  (56,000  m3/d)  of  oil,  equivalent  to  about  13%  of  Canada's consumption.  It  has  approximately  5.1  billion  barrels  of  proven  and  probable reserves  (11.9  billion  when  including  contingent  and  prospective  resources) situated on 8  leases over 3 contiguous sites. By 2020, Syncrude expects  to extract the  equivalent  to  525,000 barrels  per  day  (83,500 m3/d).  Including  fully  realized prospective reserves, said production level could be sustained for well over the next 60 years.  The company is a joint venture between seven partners. As a result, Syncrude is not traded  directly,  but  rather  through  the  individual  owners.  As  of  August  2010,  the partners (by percentage): Canadian Oil Sands Limited (36.74%), Imperial Oil (25%), Suncor Energy (12%), Sinopec (9.03%), Nexen (7.23%), Mocal Energy (a subsidiary of Nippon Oil Exploration) (5%), and Murphy Oil (5%).  The  ownership  board  must  approve  all  annual  operating  budgets  and  proposed capital spending projects, and are required to provide the funding for said activities based on their ownership share.  The company's key product and activities include the following:  Product:  

• Crude oil  Activities:  

• Crude oil production • Operation  of  oil  sand  mine,  utilities  plant,  bitumen  extraction  plant  and 

upgrading facility  

Page 95: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

94

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Brand:  

• Syncrude Crude Oil  Contact Details:  Syncrude Canada Ltd. Fort McMurray Alberta T9H 3H5  Canada Tel: +1‐780‐790‐5911  Website: http://www.syncrude.ca/   

Page 96: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

95

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Teck Resources  Teck Resources (formerly known as Teck Cominco) is engaged in mining and related activities including exploration, development, processing, smelting and refining. Its major products are zinc, copper and metallurgical coal. The company also produce precious  metals,  lead,  molybdenum,  electrical  power,  fertilizers  and  various specialty metals. Teck Cominco also owns an interest in certain oil sands leases and have a partnership interest in an oil sands development project.  The company operates through four divisions: copper, zinc, coal and energy.  The copper division includes interests in the Highland Valley Copper mine located in south  central  British  Columbia,  the  Antamina  mine  in  north  central  Peru,  the Quebrada Blanca and Carmen de Andacollo mines  located  in Chile,  the Duck Pond copper‐zinc  mine  located  in  central  Newfoundland,  and  the  Galore  Creek  mine located in northwestern British Columbia.  The  zinc  division  includes  Trail  refining  and  smelting  complex  located  in  south central British Columbia; the Red Dog mine located in the northwest Alaska; and the Pend  Oreille  mine  in  Washington  State.  The  major  products  produced  at  these operations are zinc and lead concentrates at mines and refined zinc and lead at Trail metallurgical  complex.  Trail  also  produces  various  precious  and  specialty metals, fertilizers and chemicals.  It also produces electricity  for the metallurgical  facilities, selling any that is surplus to the company's internal needs to various customers in Canada and the U.S..  The  coal  division  includes  six  metallurgical  coal  mines  in  British  Columbia  and Alberta and is the world's second largest exporter of seaborne hard coking coal. The Coal Mountain, Elkview, Fording River, Greenhills, and Line Creek mines are located in  southeastern  British  Columbia,  approximately  1,100  kilometers  from  the  ports near Vancouver, British Columbia. Cardinal River is located in west‐central Alberta, near  the  town of Hinton. All  these coal mines produce primarily hard coking coal, which is used in the production of steel, and small amounts of thermal coal.  The energy division consists of  investments  in oils sands projects.  It  includes 20% interest  in the Fort Hills Energy Limited Partnership, which  is developing the Fort Hills oil  sands project  located  in northern Alberta; and 50% interest  in various oil 

Page 97: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

96

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

sands leases that the company jointly owns with UTS Energy Corporation (UTS). The company also have a 50%  interest  in  various other oil  sands  leases,  including  the Lease  421  Area,  which  are  in  the  exploration  phase.  All  of  these  properties  are located in the Athabasca region of northeastern Alberta, Canada.  The company's key products and services include the following:  Products:   

• Concentrates  • Metals and base metals  • Specialty metals  • Precious metals  • Advanced materials  • Industrial chemicals  

 Services:  

• Recycling  • Galvanizing technology sales  • Battery technology  • Geochemical analysis services • Technical and marketing services 

 Contact Details:  Teck Resources Limited Suite 3300 Bentall 5 550 Burrard Street Vancouver British Columbia V6C 0B3  Canada Tel: +1‐604‐699‐4000  Fax: +1‐604‐699‐4750  Website: http://www.teck.com   

Page 98: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

97

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Total SA  TOTAL  is  engaged  in  the  exploration  and  production  of  oil  and  gas,  as  well  as transportation,  refining, petroleum product marketing,  and  international  crude oil and product trading. The company operates in more than 130 countries.  TOTAL  operates  through  three  business  segments:  upstream,  downstream,  and chemicals.  The  upstream  segment  includes  the  company's  exploration,  development,  and production  activities,  as  well  as  its  gas  and  power  operations.  TOTAL  has exploration and production activities in over 40 countries and produces oil or gas in 30 countries. TOTAL's gas and power division conducts activities downstream from production  related  to  natural  gas,  liquefied  natural  gas  (LNG),  and  liquefied petroleum gas (LPG), as well as power generation and trading, and other activities.  The company's consolidated exploration and production subsidiaries' development expenditures amounted to E7 billion (approximately $10.3 billion)  in FY2008. The investments  were  made  primarily  in  Angola,  Nigeria,  Norway,  Kazakhstan, Indonesia,  the  Republic  of  Congo,  the  UK,  Gabon,  Canada,  the  U.S.,  and  Qatar..  In FY2008, TOTAL's combined proved reserves of crude oil and natural gas was 10,458 million  barrels  of  oil  equivalent  (Mboe),  50%  of  which  were  proved  developed reserves. Liquids represented approximately 54% of these reserves and natural gas the  remaining  46%.  These  reserves  were  located  for  the  most  part  in  Europe (Norway, the UK, the Netherlands, Italy, and France), and Africa (Nigeria, Angola, the Republic  of  Congo,  Gabon,  Libya,  Algeria,  and  Cameroon).  The  reserves were  also located in Asia/Far East (Indonesia, Myanmar, Thailand, and Brunei), North America (Canada  and  the  U.S.),  and  the Middle  East  (Qatar,  United  Arab  Emirates,  Yemen, Oman,  Iran,  and  Syria).  These  reserves  were  also  located  in  South  America (Venezuela,  Argentina,  Bolivia,  Trinidad  &  Tobago,  and  Colombia)  and  the Commonwealth of Independent States or CIS (Kazakhstan, Azerbaijan, and Russia).  The  upstream  business  segment  also  includes  the  gas  and  power  division  which encompasses  the  marketing,  trading,  and  transport  of  natural  gas  and  liquefied natural  gas  (LNG),  LNG  re‐gasification  and  natural  gas  storage,  and  LPG  shipping and trading. It also includes power generation from gas‐fired combined‐cycle plants and  renewable  energies;  the  trading  and  marketing  of  electricity;  and  the 

Page 99: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

98

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

production,  marketing,  and  trading  of  coal  and  solar  power  systems  (through  its subsidiaries  Tenesol  and  Photovoltech).  In  FY2008,  TOTAL  traded  and  sold  5.2 million metric ton (Mt) of LPG (butane and propane) worldwide.  As  a  refiner  and  petrochemicals  producer,  TOTAL  has  interests  in  several cogeneration  facilities.  TOTAL  also  participates  in  another  type  of  cogeneration, which combines power generation with water desalination and gas‐fired electricity generation. One such example is the Taweelah A1 cogeneration plant in Abu Dhabi, in  which  TOTAL  has  a  20%  interest.  TOTAL  has  also  entered  into  a  partnership agreement  in  FY2008 with GDF  Suez  and Areva  to  propose  the  development  of  a nuclear power plant project, based on third generation EPR technology, to the local authorities in Abu Dhabi at the appropriate time.  In  Thailand,  TOTAL  owns  28%  of  Eastern  Power  and  Electric  Company  (EPEC), which operates the combined cycle gas power plant of Bang Bo, with a capacity of 350 megawatt  (MW).  In Nigeria, TOTAL and  its partner,  the state‐owned Nigerian National Petroleum Corporation, are participating in two projects to construct gas‐fired power generation units.  TOTAL  is  also  engaged  in  renewable  energies,  with  a  particular  focus  on  solar‐photovoltaic  power.  In  solar‐photovoltaic  power  (silicon‐crystal  technology), TOTAL  is  involved  in  upstream  activities,  with  the manufacturing  of  photovoltaic cells,  and,  in  downstream  activities,  with  the  marketing  of  solar  panels.  In partnership  with  GDF  Suez  and  IMEC  (Interuniversity  MicroElectronics  Centre), TOTAL  owns  47.8%  of  Photovoltech,  a  company  specializing  in  manufacturing photovoltaic  cells.  In  addition,  TOTAL  holds  a  50%  interest  in  Tenesol,  in partnership  with  Electricite  de  France  (EDF).  Tenesol  designs,  manufactures, markets and operates solar‐photovoltaic power systems.  TOTAL also operates a wind farm in Mardyck (near its Flanders refinery, located in Dunkirk,  France). Mardyck  has  a  capacity  of  12 MW and produced  approximately 29.5 gigawatt‐hours (GWh) of electricity in FY2008. TOTAL has decided to dispose of certain of its wind farm projects.  In marine energy, TOTAL acquired a 10% interest in a pilot project located offshore Santona, on  the northern coast of Spain,  in 2005. The construction of a  first buoy, 

Page 100: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

99

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

with a capacity of 40 kilowatt (kW), was completed and the buoy was put into the water in September 2008.  TOTAL also exports steam coal from its mines located in South Africa, primarily to Europe  and  Asia.  TOTAL  owns  and  operates  three mines.  A  fourth mine  is  under construction and several mining development projects are being reviewed. TOTAL also  trades  and  markets  steam  coal  through  its  subsidiaries  Total  Gas  &  Power, Total  Energy  Resources  (Pacific  Basin),  and  CDF  Energie  (France).  TOTAL  sold approximately  8.4  Mt  of  coal  worldwide  in  FY2008,  of  which  4.0  Mt  was  South African  steam coal. Approximately 50% of TOTAL's  South African  coal production was sold to European utility companies and approximately 40% was sold in Asia.  The downstream segment  is engaged  in  refining, marketing,  trading,  and  shipping activities. TOTAL is the largest refiner/marketer in Western Europe, and the largest marketer in Africa, with a market share of 11%.  TOTAL's refining business has interests in 25 refineries and it directly operates 12 of these refineries. These refineries are located in Europe, the U.S., the French West Indies,  Africa,  and  China.  The  company's  refineries  produce  a  broad  range  of specialty  products,  such  as  lubricants,  LPG,  jet  fuel,  special  fluids,  bitumen,  and petrochemical  feedstock.  As  of  December  31,  2008,  TOTAL's  worldwide  refining capacity was 2,604 thousand barrels per day (kb/d) and its refined products sales worldwide stood at 3,658,kb/d (including trading activities).  The company markets a wide range of specialty products, produced from refined oil at  its  refineries and other  facilities. TOTAL  is among  the  leading companies  in  the specialty products market, in particular for the bitumen, jet fuel, LPG, and lubricants markets.  Through  its  specialty  products,  TOTAL  is  present  in  approximately  150 countries.  As  of  December  31,  2008,  TOTAL's  worldwide  marketing  network comprised 16,425 retail stations, with more than 50% owned by the company.  TOTAL is also active in the biodiesel and biogasoline biofuel sectors. In 2008, TOTAL consolidated its position as a leading oil and gas company in the European biofuels market  by  producing  and  incorporating  790  kilotons  (kt)  of  ethyl‐tertio‐buthyl‐ether  (ETBE) at  ten  refineries and  incorporating 1,470 kt of VOME  (vegetable‐oil‐methyl‐ester) at  fourteen European refineries and several storage sites. TOTAL,  in partnership  with  the  companies  in  this  area,  is  developing  second  generation 

Page 101: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

100

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

biofuels  derived  from  biomass.  The  company  is  also  participating  in  French, European, and international bioenergy development programs.  The  trading and shipping activities of  the downstream segment of TOTAL sell and market the company's crude oil production; and provides a supply of crude oil  for the  company's  refineries.  It  also  imports  and  exports  the  appropriate  petroleum products for TOTAL, charters appropriate ships for these activities, and undertakes trading on various derivatives markets.  In  FY2008,  the  shipping  division  of  the  company  chartered  3,182  voyages  to transport  approximately  128  million  metric  ton  (Mt)  of  oil.  As  of  December  31, 2008, TOTAL employed a fleet of 62 vessels chartered under long‐term or medium‐term  agreements  (including  six  LPG  carriers).  The  fleet,  consisting  entirely  of double‐hulled vessels, has an average age of approximately five years.  The  chemicals  segment  is  organized  into  the  base  chemicals  (petrochemicals  and fertilizers)  and  the  specialties  chemicals  (including  rubber  processing,  resins, adhesives,  and  electroplating  activities).  TOTAL  is  one  of  the  world's  largest integrated chemical producers.  TOTAL's  petrochemicals  activities  include  base  petrochemicals  (olefins  and aromatics)  and  their  derivatives  (polyethylene,  polypropylene,  and  styrenics). TOTAL's  main  petrochemicals  sites  are  located  in  Belgium,  France,  the  U.S., Singapore, and China. TOTAL holds a 50% interest in an integrated petrochemicals site located in Daesan, South Korea in partnership with Samsung. The company also holds a 20% interest  in a site with a steam cracker and  two polyethylene units  in Mesaieed,  Qatar.  Through  its  subsidiary  GPN,  TOTAL  manufactures  and  markets nitrogen fertilizers made from natural gas.  TOTAL's  specialties  chemicals  division  includes  its  business  in  rubber  processing, resins, adhesives, and electroplating.  Hutchinson manufactures and markets products derived from rubber processing for the  automotive,  aerospace,  and defense  industries  and  consumer markets.  TOTAL produces  and  markets  resins  for  adhesives,  inks,  paints,  coatings  and  structural materials through three subsidiaries: Cray Valley, Sartomer, and Cook Composites & Polymers.  TOTAL,  through  its  subsidiary  Bostik,  is  engaged  in  manufacturing 

Page 102: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

101

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

adhesives  for  the  industrial, hygiene, construction, and consumer and professional distribution markets. Atotech, which encompasses TOTAL's electroplating activities, is the second largest company in this sector, based on worldwide sales. It is engaged in both the electronics and general metal finishing markets.  The company's key products and services include the following:  Products:  

• Aviation gas and fuel • Bitumen  • Crude Oil • Fuel oils and heating oils • Kerosene and diesel fuel • Liquefied petroleum gas (LPG) • Lubricants • Motor gasoline  • Natural gas • Solvents • Biofuels 

 Chemicals:  

• Olefins • Aromatics • Polyethylene • Polypropylene • Styrenics • Commodity polymers • Vinyl products • Industrial chemicals • Fertilizers • Resins • Adhesives • Electroplating 

 

Page 103: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

102

Company Profiles-Athabasca Oil Sands

Services:  

• Power generation • Gas transportation and transmission • Gas and power distribution 

 Brands:  

• TOTAL • Elf • Elan • Orgasol • Pebax • Kynar • Evatane • Lotryl • Lotader • Orevac • TOTAL EXCELLIUM • AS24 

 Contact Details:  TOTAL S.A. 2 place Jean Millier La Defense 6 92400 Courbevoie  France Tel: +33‐147‐444546  Fax: +33‐147‐444944  Website: http://www.total.com  

Page 104: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

103

Analysis of the Utah Oil Sands

Analysis of the Utah Oil Sands    Introduction  In  the  United  States  a  large  supply  of  oil  sands  are  found  in  Eastern  Utah.  These deposits of bitumen or heavy crude oil have the ability to generate about 12 to 19 billion barrels from a number of prominent sites.  History of the Utah Oil Sands  Since the early 1900's the oil sand deposits have been extracted mainly for the use of road pavement. Later, in the 1970's, oil companies began to experiment with the deposits in the hope of using it for their benefit. These experiments ended in the late 1980's  when  the  technologies  being  used  were  concluded  inefficient  and  too expensive. Recently, oil companies have again become interested in Utah's oil sands. Now  that  conventional  oil  is  becoming  harder  to  find,  oil  sands  have  become  an alternative fuel source.  Production Sites  Utah's oil sands are made up of several different deposits all consisting of different amounts of heavy or crude oil. These sites are mostly  found on public  lands. They are  mainly  close  together  and  many  are  found  within  the  Uintah  Basin  of  Utah, which  is  a  section  of  the  Colorado  Plateaus  province.  Some  of  these  sites  include Sunnyside,  P.R.  Spring,  Asphalt  Ridge,  Hill  Creek,  Circle  Ridge,  Circle  Cliffs, White Rocks, and the Tar Sand Triangle, the highest deposit.   Utah Oil Sands Joint Venture   The  Utah  Oil  Sands  Joint  Venture  is  a  joint  venture  between  Nevtah  Capital Management,  Inc.,  and Black Sands Energy Corp.  to develop oil  sands resources at the Uintah Basin in Utah.  Oil‐sands extraction in Utah started in the 1960's when two extraction plants were constructed. Western  Industries  opened  a  strip‐mine  and  built  a  pilot  plant  along the east side of  the Whiterocks River and Major Oil Company opened a strip‐mine 

Page 105: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

104

Analysis of the Utah Oil Sands

and built  a pilot plant on  the west  side off  the Whiterocks River.  In 2005, Nevtah Capital  Management  and  Cassandra  Energy  (now:  Black  Sands  Energy)  formed  a joint  venture  to  develop  Utah's  oil  sands  and  opened  a  pilot  plant  at  the  Asphalt Ridge lease location. The pilot plant became in operation in November 2005.  The  joint venture uses closed‐loop solvent extraction process originally proven by X‐TRAC Energy in Wyoming in 1998, with a full scale production plant. Black Sands Energy has exclusive rights to a technology.  The  above‐ground  extraction  process  dissolute  crushed,  1"  minus  oil  sands materials through contact with a benign non‐toxic solvent in an enclosed extractor vessel at temperatures up to 300 °F (149 °C) at near‐atmospheric pressures. As the material  dissolves,  it  is  passed  to  a  wash  chamber  where  any  remaining  oil  is removed.  The  oil‐free  sand  is  then  desolventized  with  heat,  which  converts  the liquid solvent to a gas,  leaving dry solids suitable  for mine backfill. The solvent‐oil mixture  is pumped  into  a  critical  unit  for  the  removal  of  asphalt  and oil  from  the solvent through heating and cooling. The recovered solvent is compressed back to a liquid,  cooled  and  re‐circulated  to  the  extractor  vessel  in  an  endless  loop.  The system  consists  of  only  few moving  parts  and  it  operates  on  a  gravity  principle. Since  the  process  does  not  use water  to  recover  the  oil,  energy  requirements  are minimal.  The partnership holds the rights to 13 oil sands leases in Utah consisting of 11,535 acres (46.68 km2) containing over 650,000,000 bbl of recoverable oil.  The joint venture owns a 200 bbl per day mobile pilot plant and preparing a 2,000 bbl  per  day  commercial  production  unit.  The  production  capacity  is  expected  to increase up 50,000 bbl per day by the end of 2009. The system has been improved to  maintain  processing  levels  at  cold  temperatures.  A  steam  jacket  has  been installed  which  creates  drier  sand  and  keeps  the  pumps,  plumbing  and  the extraction chamber warmer during standby time, minimizing warm‐up time. System performance  has  improved  with  the  installation  of  more  powerful  pumps  and additional  sensors  for  better  indications  of  mass  flow,  temperature  and  material levels. The upgraded process control provides more precise data required in order to measure the system's performance.  

Page 106: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

105

Analysis of the Utah Oil Sands

The  partnership  is  between  Nevtah  Capital  Management,  Inc.,  and  Black  Sands Energy Corp. The extraction technology is provided by development by Black Sands Energy and the financing is provided by Nevtah Capital Management. On 12 January 2007,  Nevtah  Capital  Management  and  Black  Sands  Energy  announced  a  joint venture  agreement with  Korea  Technology  Industry.  According  to  the  agreement, Korea  Technology  Industry  provides  $19  million  for  the  development  of  the Whiterocks Deposit, in exchange of 50% of net profit. The joint venture agreement is limited to 100 million barrels of oil.  

Page 107: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

106

Case Study: Mackay River in-Situ Oil Sands Projects

Case Study: Mackay River in­Situ Oil Sands Projects    Petro‐Canada has been a leader in in‐situ oil sands research and development since its inception over a quarter century ago. Today this investment is paying off with the commercial  development  of  the  Mackay  River  Oil  Sands  lease,  northwest  of  Ft. McMurray,  Alberta.  This  project will  build  on  Petro‐Canada’s  investment  in  SAGD technology,  developed  through  membership  in  the  former  UTF  consortium  (now known as the Dover Project), along with various other SAGD projects. The fact that the Dover project area sits immediately adjacent to the MacKay River site is viewed as a distinct  advantage  in understanding  the eventual performance of  the MacKay River  reservoir,  since  Dover  has  the  longest  history  of  application  of  SAGD technology of any oil sands or heavy oil project anywhere in the world.   Currently, MacKay River is one of several SAGD projects within the general area of the  Athabasca  Oil  Sands  which  have  either  been  announced  as  being  under consideration  for  development  or  have  actually  been  granted  approval  for development.  The resource base at MacKay River was discovered nearly 40 years ago by one of Petro‐Canada’s  predecessor  companies,  Arco  Canada.  It  was  not  until  1997, however, that full‐scale evaluation of the property was undertaken. Since that time, over 200 delineation core holes have been drilled and evaluated, and over 150km of seismic coverage has been shot. Two main pools have been identified, which Petro‐Canada  refers  to  as Mackay River North  and Mackay River  South. Both  reservoirs have been  extensively  drilled, with  up  to  16 delineation wells  per  section. At  this time Petro‐Canada  is  only  choosing  to  develop  the MacKay River North  reservoir, which will alone support a 30,000 bbl/d development for the next 25 years.  Reservoir characteristics of the McMurray Formation at MacKay River are excellent, with  up  to  34 m net  pay,  porosities  averaging  33%,  permeabilities  of  as much  as 10D,  and oil  saturations  in  excess of  80%. The  reservoir  at MacKay River  is  quite shallow, with depths  to  the  top of  the McMurray Formation  averaging only 115m TVD. Because of this last fact, horizontal SAGD wells are being spudded at a angle of 45 degrees in order to build angle fast enough to achieve horizontal trajectories at these shallow depths.  

Page 108: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

107 Case Study: Mackay River in-Situ Oil Sands

Projects

Prior to proceeding with commercial development of this project, extensive studies were  undertaken  in  order  to  determine  expected  reservoir  characteristics  and performance  once  production  was  initiated.  A  3‐D  geostatistical  model  was developed  for  the MacKay River North  reservoir based on  log  and  core data  from over 150 wells. This model was used to develop both  thermal models of reservoir performance  (steam  chamber  growth  and  reservoir  depletion,  production  rates, steam‐oil ratios), as well as aiding in the planning of horizontal wellbores.  Initial development plans call for the drilling of 25 horizontal pairs in order to meet the planned production volumes. These wells are being drilled from pads, and have been planned  in  such a way as  to minimize surface  land use. Over 200 SAGD well pairs  will  have  to  be  drilled  over  the  25‐year  life  of  the  project  in  order  to  fully exploit the reservoir.   

Page 109: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

108

Case Study: Kearl Oil Sands Project

Case Study: Kearl Oil Sands Project    Mobil Oil Canada, Ltd. (Mobil), a wholly owned subsidiary of Mobil Oil Corporation, has  substantial  holdings  of  heavy  oil  and  oil  sands  in  Alberta,  Canada.  One  such holding, 70 kilometers north of Fort McMurray, contains approximately 1.5 billion barrels  of 8 API  gravity  recoverable bitumen and  is  shallow enough  to be  surface mineable.  In  early  1997,  Mobil  announced  plans  to  develop  the  Kearl  Oil  Sands project  (Kearl)  and  construct  associated  extraction  and  upgrading  facilities which could produce 130,000 barrels per day of synthetic crude oil (SCO) from this lease in 2003.  The latest in truck and shovel technology and extraction processes will be utilized to optimize economics and mitigate environmental effects. The building of processing facilities in Alberta to upgrade the bitumen to higher value marketable SCO provides an opportunity to produce a product optimized for marketability and costs.   The  potential  development  of  Kearl,  at  an  estimated  capital  cost  of  C$2.5  billion, supports Mobil’s vision to become the  largest, most profitable and most respected energy  company  in  Canada.  A  commitment  of  this  magnitude  could  follow completion of Mobil’s current major developments offshore Canada’s East Coast.  These include:  a. The recent start up of a 33.1% working interest in the C$6 billion Hibernia light oil project which could, with some debottlenecking, possibly reach a production rate of 180,000 barrels per day;  b.  A  50.8% working  interest  in  the C$2 billion  Sable Offshore Energy  gas  and  gas liquids project with an estimated 103,000 barrels of oil equivalent production per day starting in November 1999;  c.  A  22%  working  interest  in  the  C$2  billion  Terra  Nova  light  oil  project  with  a production rate of an estimated 115,000 barrels per day starting in early 2001.  Mobil  thus  has  the  basis  for  undertaking  the  development  of  Kearl,  and  based  on work  to  date,  this  opportunity  is  competitive  with  Mobil’s  other  global 

Page 110: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

109

Case Study: Kearl Oil Sands Project

opportunities.  Some  of  Mobil’s  key  drivers  for  participation  in  oil  sands development follow.  1.  The  Alberta  oil  sands  is  one  of  the  largest  resource  bases  in  the world,  highly concentrated  in a relatively small area, and capable of sustaining production rates for  a  very  long  time.  Additionally,  there  are  essentially  no  exploration  and associated finding costs or risks normally associated with the conventional oil and gas business.  2.  Improved  generic  fiscal  terms  from  the  federal  and  provincial  governments provide more fiscal certainty and a level playing field for all investors. An attractive feature  of  the  new  terms  provides  for  a  low  1%  gross  royalty  until  payout  of invested capital and a return allowance. These terms remove much of the investor’s front  end  risk  associated  with  capital  intensive  projects  while  providing  a substantial share of project profits to the Crown over the lifetime of the project.  3.  Major  technological  advances  have  resulted  in  dramatically  lower  capital  and operating  costs  and  higher  bitumen  recoveries.  These  advances  include  the introduction of large, reliable trucks and shovels to substantially lower mining costs, more energy efficient  lower temperature extraction processes, new pipeline slurry transportation  systems  from  the  mine  pits,  improved  tailings  management  and emissions control systems and upgrading catalyst improvements.  4. The relative proximity of a large and efficient pipeline transportation network to a  large  market  in  the  U.S.  Midwest,  the  continued  decline  of  conventional  North American  light  oil  production  that  serves  this  market,  and  some  supply displacement  capability  in  the  U.S.  Midwest  provides  some  basis  for  reasonable market placement.  5. The pioneering efforts of the existing operators, Syncrude Canada Ltd. and Suncor Energy  Inc.,  have  resulted  in  the  development  and  availability  of  substantial technical and industrial expertise  in Alberta to engineer, procure and construct oil sands mining projects.  

Page 111: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

110

Case Study: Kearl Oil Sands Project

            

Page 112: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

111

        

Section 2: Analysis of Gas Shales   

Page 113: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

112

Introduction to Gas Shales

Introduction to Gas Shales    Overview  Shale gas is natural gas produced from shale. Shale gas has become an increasingly important  source  of  natural  gas  in  the  United  States  over  the  past  decade,  and interest  has  spread  to  potential  gas  shales  in  Canada,  Europe,  Asia,  and Australia. One analyst expects shale gas to supply as much as half the natural gas production in North America by 2020.  Some analysts expect that shale gas will greatly expand worldwide energy supply. A study  by  the  Baker  Institute  of  Public  Policy  at  Rice  University  concluded  that increased shale gas production in the U.S. and Canada could help prevent Russia and Persian  Gulf  countries  from  dictating  higher  prices  for  the  gas  it  exports  to European  countries.  The  Obama  administration  believes  that  increased  shale  gas development will help reduce greenhouse gas emissions.  Because  shales  ordinarily  have  insufficient  permeability  to  allow  significant  fluid flow to a well bore, most shales are not commercial sources of natural gas. Shale gas is one of a number of “unconventional” sources of natural gas; other unconventional sources  of  natural  gas  include  coalbed  methane,  tight  sandstones,  and  methane hydrates.  Shale  gas  areas  are  often  known  as  resource  plays  (as  opposed  to exploration plays). The geological risk of not finding gas is low in resource plays, but the potential profits per successful well are usually also lower.  Shale  has  low  matrix  permeability,  so  gas  production  in  commercial  quantities requires  fractures  to provide permeability.  Shale gas has been produced  for years from shales with natural fractures; the shale gas boom in recent years has been due to modern technology in hydraulic fracturing to create extensive artificial fractures around well bores.  Horizontal  drilling  is  often  used  with  shale  gas  wells,  with  lateral  lengths  up  to 10,000 feet (3,000 m) within the shale, to create maximum borehole surface area in contact with the shale.  

Page 114: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

113

Introduction to Gas Shales

Shales  that host economic quantities of gas have a number of common properties. They are rich in organic material (0.5% to 25%), and are usually mature petroleum source  rocks  in  the  thermogenic  gas window, where high heat  and pressure  have converted petroleum to natural gas. They are sufficiently brittle and rigid enough to maintain  open  fractures.  In  some  areas,  shale  intervals  with  high  natural  gamma radiation are the most productive, as high gamma radiation is often correlated with high organic carbon content.  Some of the gas produced is held in natural fractures, some in pore spaces, and some is  adsorbed  onto  the  organic  material.  The  gas  in  the  fractures  is  produced immediately;  the  gas  adsorbed onto  organic material  is  released  as  the  formation pressure is drawn down by the well.  

Figure 6: Geology of Natural Gas Resources 

 Source: EIA 

 Role of Fracturing   Natural or  induced  fracturing of  the  reservoir  is  required  in order  to allow gas  to migrate through the low permeability matrix to the well. 

Page 115: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

114

Introduction to Gas Shales

 Induced  fracturing  is  achieved  via  a  hydraulic  process  commonly  referred  to  as “fracing”, which involves pumping a liquid into the borehole under high pressure to fracture the rock.  So that the fractures remain open after the injection stops a solid “proppant” such as sand or ceramic beads  is added  to  the  fluid. As  the name suggests, when  in place, these prop open the induced fractures to produce a high permeability conduit to the well.  In “shale” some of the gas is typically held in natural fractures and pore spaces (free gas),  while  some  is  adsorbed  onto  the  surface  of  the  organic  material  (adsorbed gas).  The free gas  is produced immediately, while the deadsorbed gas is released as the formation pressure is drawn down by the well. A well‐fractured shale that contains an abundance of mature organic matter and  is under high pressure will  generally yield a high initial flow rate.  Flow Rates  However,  the  initial  flow rates decline rapidly, usually by about 50% to 60% after the  first  year.  Thereafter  gas  flow  is  dominated  by  the  rate  of  diffusion  from  the matrix to the induced fractures.  Hence  matrix  permeability  and  the  extent  of  induced  fracturing  are  both  key parameters in determining the economics of a development.  The  former  determines  the  sustainability  of  gas  production,  while  the  latter determines  the  effective  drainage  area  of  a  well  and  hence  the  density  of  wells required to produce a play. The drainage area of low‐matrix‐permeability reservoirs is presently thought to be restricted to a relatively small area beyond the extent of the individual fracture.  Innovation  in  drilling  and  completion  techniques  has  improved  the  economics  of shale  development  considerably  in  recent  years.  Horizontal  drilling  increases  the drainage  area  of  shale  gas  wells,  while  new  completion  techniques,  including 

Page 116: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

115

Introduction to Gas Shales

“staged  fracs”  and  simultaneous  “fracs”  have  further  improved  economics  and added substantial reserves to otherwise uneconomic areas.  Nonetheless shale gas reservoirs still generally recover less gas (from <5% to 20%) than  conventional  reservoirs  (~50%  to  90%),  although more  recently  there  have been suggestions that the Haynesville shale in Louisiana may have a recovery factor as high as 50% to 60%. In summary, finding an organic‐rich gas prone shale in the U.S. is generally not difficult.  Rather,  the  challenge  is  finding  the  combination  of  permeable  “sweet  spots”,  the most  brittle  and  easily  fractured  strata  and  the  most  gas‐saturated  sediment  to make  production  economic.  As  the  broad  range  of  reservoir  lithologies  listed previously  suggests,  each  reservoir may  have  distinct  geochemical  and  geological characteristics  that  may  require  equally  unique  methods  of  drilling,  completion, production and resource and reserve evaluation.  Once the sweet spots are identified and the best ways to drill and complete the play have  been  identified  (usually  through  a  process  of  trial  and  error)  operational efficiency becomes key. Particularly as the operations are relatively capital intensive with full‐scale development requiring drilling several thousand wells with multiple fractures.  Process of Unlocking  Indeed  the  process  becomes  more  akin  to  “gas  manufacturing”  than  traditional exploration and production, leading some to speculate that we will see the return of vertical integration in the sector in order to guarantee the control over the process necessary  to  generate  scale  and  scheduling  efficiencies,  as  well  as  protect  the “intellectual” property of knowing how to best  “unlock” a play. Potential  shale gas plays are relatively abundant  in North America. Around 20 shale  formations were shown in American Association of Petroleum Geologists (AAPG) documentation and listed as current plays in 2006. This had increased to more than 40 by 2008.  The Barnett  Shale  in North Texas, which has  been producing  since  1999, was  the proving ground for many of  the techniques responsible  for  the growing success of shale gas. With Barnett Shale production reaching almost 5 billion cubic feet per day in 2009 (from 11,000 wells) focus has now shifted to other shale plays such as the 

Page 117: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

116

Introduction to Gas Shales

Haynesville,  Fayetteville,  Woodford,  Marcellus,  Horn  River  and  Montney  among others.  Shale Gas Economics   Although shale gas has been produced for more than 100 years in the Appalachian Basin  and  the  Illinois  Basin  of  the  United  States,  the wells were  often marginally economical.  Higher  natural  gas  prices  in  recent  years  and  advances  in  hydraulic fracturing and horizontal  completions have made  shale  gas wells more profitable. Shale gas tends to cost more to produce than gas from conventional wells, because of the expense of massive hydraulic fracturing treatments required to produce shale gas, and of horizontal drilling. However, this is often offset by the low risk of shale gas wells.  To date, all successful shale gas wells have been in rocks of Paleozoic and Mesozoic age.  North America has been the leader in developing and producing shale gas. The great economic  success of  the Barnett  Shale play  in Texas  in particular has  spurred  the search for other sources of shale gas across the United States and Canada.  Environmental Considerations   The development of shale gas resources has been dependent on several concomitant improvements n technology. These improvements directly affect the environmental considerations  associated  with  shale  gas  development.  Hydraulic  fracturing techniques have grown to be carefully engineered processes employed to generate a more  extensive  network  of  fractures  and  thereby  produce  a  larger  portion  of  the in‐place  natural  gas.  This  innovation  has  transformed  shale  gas  into  a  bona  fide economic resource play and has led to the drilling of many more shale gas wells and to increased attention on potential environmental effects.  

Page 118: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

117

Introduction to Gas Shales

Figure 7: Output of Hydraulic Fracture Simulation Model 

 Source: Chesapeake Energy 

 At  the  same  time,  horizontal  drilling  has  become  more  economical,  faster,  more accurate, and more wide‐spread. With horizontal drilling, operators can access and drain  larger volumes of  the shale reservoir  from a single well. The combination of opening  up  larger  volumes  of  the  reservoir  and  being  able  to  reach  out  long distances means that only a fraction of the wells are needed to drain the gas from a given  field  area.  Fewer wells  translate  into  fewer  impacts  from  land  disturbance, noise,  water  use,  traffic,  and  air  emissions.  Fluid  handling  techniques  have  also evolved  to make  routine  drilling  and  stimulation work  less  impactful  on  the  local environment and especially less prone to accidental releases to land, water, and air.  Processes in Extracting Gas Shales   Hydraulic Fracturing  Fracturing  is  a  formation  stimulation  technique  used  to  create  additional permeability in a producing reservoir, thus allowing gas to flow more readily to the wellbore.  Fracturing  has  become  the  industry  standard.  Recent  developments  in 

Page 119: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

118

Introduction to Gas Shales

hydraulic  fracturing  include  pumping  large  volumes  of  low‐viscosity;  nearly  pure water/sand  slurry  into  the  shale  to  induce  new  fractures  and  augment  existing fractures in the shale. Modern refinements in hydraulic fracturing technology make it  an  extremely  sophisticated  engineering  process  designed  to  emplace  fracture networks into specific reservoir units. Hydraulic fracturing treatments are carefully tailored  to  the  specific  parameters  of  the  target  shale  including  thickness,  local stress  conditions,  compressibility,  and  rigidity.  Local  conditions  are  used  in computer  models  to  design  site‐specific  hydraulic  fracturing  treatments  and optimize the new fractures as shown in Exhibit 9. Both shale gas reservoirs and the intervals to be fractured are typically thick, so it is often more effective to separate the  hydraulic  fracturing  process  into  several  stages,  each  focused  on  a  consistent portion of the reservoir. Each stage of the job will be isolated within the borehole so that  the  full  capacity  of  the  fracturing  equipment  can  be  applied  to  the  single reservoir unit. This can be done in vertical or horizontal wells to great effect.  Before operators or service companies perform a hydraulic fracture treatment of a well (either vertical or horizontal), they conduct a series of tests to ensure that the well, well‐head equipment, and  fracturing equipment are  in proper working order and will safely withstand the fracture treatment pressures and pump rates. It should be noted that minimum construction requirements are typically mandated by state oil and gas regulatory agencies to make sure that the well construction and fracture treatment  design  are  protective  of  environmental  resources  and  are  safe  for operation.  After  testing  surface  equipment,  the  hydraulic  fracturing  process  begins with  the pumping  of  a  “rock‐acid”—often  hydrochloric  acid  (HCl)—treatment  to  clean  the near‐wellbore area which may have become plugged with drilling mud and cement. The  next  step  is  a  slug  of  “slickwater”  which  combines  water  with  a friction‐reducing chemical additive allowing the water to be pumped faster into the formation. Slickwater hydraulic fractures treatments work best in low‐permeability reservoirs,  and  have  been  the  primary  instrument  in  opening  up  unconventional plays  like  the  Texas  Barnett  Shale.  In  addition  to  the  cost  advantage,  slickwater hydraulic  fractures  treatments  require  less  cleanup,  provide  longer  fractures,  and carry proppant farther into the fracture network.  After the first water slug, the operator begins the fracturing process by pumping a large volume of slickwater with fine sand at a low volume. Subsequent steps include 

Page 120: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

119

Introduction to Gas Shales

the  application  of  slickwater  volumes  with  coarser  sand  proppant  that  keep fractures closer to the well‐bore open. The  last step  is a  flush to remove proppant from the equipment and well‐bore. After the flush, the next treatment stage is begun on  a  new  portion  of  the  bore‐hole  that  contains  its  own  specific  reservoir parameters including thickness, local stress conditions, compressibility, and rigidity.  The staged fracturing treatments are closely monitored by technicians from service and  operating  companies.  By  fracturing  discrete  intervals  of  the  wellbore  (either horizontal or vertical), the operator is able to make modifications to accommodate local  changes  in  the  shale  reservoir  including  lithology,  natural  splitting,  rigidity, and changes in the stress regime.  

Figure 8: Micro Seismic Mapping of Fractures in a Treatment 

 Source: Oilfield Service Company 

 

Page 121: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

120

Introduction to Gas Shales

Fracturing stages are determined with  the help of numerical simulators  to predict fracture  performance  in  the  shale  reservoir.  Engineers  and  geologists  can manipulate  the  simulator  and  evaluate  the  effect  on  fissure  height,  length,  and orientation. Predictions from the simulator can be used to monitor and evaluate the results of  the  fracture  job. Monitoring can also be done  in real‐time at  the well by way  of micro‐seismic mapping.  This  technology  can  locate  the  fracture  tips  in  an east‐west  and north‐south direction  from  the bore‐hole  and  track  their growth as the  job  proceeds  and  more  steps  are  completed.  Of  particular  importance  is  the growth of fractures in the vertical direction. Operators take particular care to ensure that  they  do  not  migrate  out  of  the  shale  reservoir  and  extend  into  adjacent water‐bearing units. Such fissures can ruin the economics of a shale gas well.  During the fracturing treatment, a number of chemicals are added to the water‐sand mix.  Each  chemical  compound  serves  a  specifically  engineered  purpose  such  as reducing  viscosity  or  bacterial  growth  or  bio‐fouling  reservoir  surfaces.  The make‐up  of  fracturing  fluid  will  vary  from  one  basin  to  another  and  from  one contractor  to  another.  The  figure  below  graphically  demonstrates  the  relative amounts  of  the  components  in  a  fracture  fluid  used  recently  on  the  Fayetteville Shale; this fluid is 99.5% water with less than 0.5% other compounds. Any toxicity of the components, such as acid, is greatly reduced by dilution in the pumped fluid and by the reaction of the acid with the rock in the subsurface that converts the acid into salts.  

Page 122: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

121

Introduction to Gas Shales

Figure 9: Volumetric Composition of a Shale Gas Fracture Fluid 

 Source: Data Collected at Fayetteville Shale Fracture Stimulation by ALL Consulting, 

2008  Horizontal Drilling  Modern  drilling  technology  has  progressed  to  the  point  of  allowing  the  driller  to turn corners by making the drill bit progress on a horizontal track while accurately staying  within  a  narrow  directional  and  vertical  window.  Because  the  horizontal portion  is  easily  controlled,  the  well  is  able  to  drain  shale  gas  resources  from  a geographical area  that  is much  larger  than a single vertical well  in  the same shale formation. Using the Marcellus Shale play in Pennsylvania as an example, a vertical well may only drain a cylinder of shale 1,320 feet in diameter and as little as 50 feet high  .  By  comparison,  a  horizontal  well  may  extend  from  2,000  to  6,000  feet  in length and drain a volume up to 6,000 feet by 1,320 feet by 50 feet in thickness, an area about 4,000 times greater than that drained by a vertical well. The increase in drainage  creates  a  number  of  important  advantages  for  horizontal  over  vertical wells, particularly in terms of environmental concerns.  Using the similar Fayetteville Shale as an example, analysis performed for the U. S. Department  of  the  Interior60  estimated  that  a  shallow  vertical  shale  gas  well  in Arkansas would have a 2.0 acre well pad and 0.10 miles of road and 0.55 miles of 

Page 123: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

122

Introduction to Gas Shales

utility  corridor  resulting  in  a  total  of  4.8  acres  of  disturbance  per well.  The  same study  identified  a  horizontal  shale  gas  well  that  occupies  a  well‐pad  of approximately 3.5 acres plus roads and utilities resulting in a total of 6.9 acres. The horizontal well has the ability  to drain at  least  four times the acreage of a vertical well, meaning  that  horizontal  shale  gas  development  results  in  roughly  one‐third (19.2 acres versus 6.9 acres) the disturbed acres. This means less landscaping and vegetation destroyed, wildlife habitat disturbed, soil erosion and compaction done, and  general  construction  needed.  Co‐locating  several  horizontal wells  on  a  single pad will further shrink the number of disturbed acres.   Reducing the number of producing wells in a field will also reduce the need for field personnel and routine truck traffic within the field. Fewer wells will require fewer maintenance  crews  traveling  county  roads.  Produced  water  will  still  need  to  be transported  to central management  facilities but  if  there are  fewer well  sites with more production, it may become economical to transport the water to the facility by pipeline  rather  than  by  truck.  Pipelines  require  ground  disturbance  but  the  total amount is small and the time of disturbance is short until the trenches can be filled and re‐vegetated. Furthermore, pipelines can be built with an assortment of safety features  such  as  automatic  cutoff  valves  along  the  pipeline  to  isolate  the  line  if pressures  drop  (indicating  a  leak)  and  trip‐wires  laid  on  top  of  the pipelines  that will break if the pipeline is severed by earth‐moving equipment.  Like traffic, noise can be reduced by use of  these  fewer horizontal wells.  If a shale gas field only has one‐quarter the number of wells, noise and dust from drilling and equipment will be much less. These impacts can be further reduced as required by mitigation  strategies  such  as  sound  walls  and  praying  gravel  roads  with dust‐suppressant during dry periods. Then again, dust and noise are not  issues  in most  rural  locations,  and  mitigation  may  not  be  needed.  Other  potential environment impacts from drilling can also be alleviated. Wastes such as used mud and produced water are managed by routine, on‐site containment of these fluids as described in the next section.   Refuse  volume  and  other  possible  impacts  can  be  further  cut  by  reducing  the number of wells and locating the wells on the same pad or nearby pads. Co‐locating multiple wells  on  the  same  pad will  encourage  the  use  of  closed mud  systems  to maintain mud quality from well to well and cut down on waste by re‐using mud. The use of steel  tanks  for mud management allows the operator  to segregate specialty 

Page 124: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

123

Introduction to Gas Shales

muds that might only be used over short intervals and then the tank can be moved to another well. Because the shale contains few water zones and is prone to damage during  mud‐drilling,  some  Marcellus  wells  are  drilled  with  air;  in  addition,  air drilling  is  considerably  faster.  Air  drilling  is  not  appropriate  in  all  locations,  but when it is, it generates a low volume of dry drilling wastes that can be more easily managed than wet refuse.  Fluid Management  A  variety  of waste  fluids  are  generated  on  site  at  shale  gas wells.  During  drilling, used mud and saturated cuttings are produced and must be managed. The volume of mud roughly correlates with  the size of  the well drilled,  so a horizontal Marcellus well may generate twice as much drilling waste as a single vertical well; however, as discussed  above,  it  will  replace  four  such  holes.  Drilling  wastes  can  be  managed onsite  either  in  pits  or  in  steel  tanks.  Each  pit  is  designed  to  keep  liquids  from infiltrating vulnerable water resources. On‐site pits are a standard in the oil and gas industry but are not appropriate everywhere; they can be large and they disturb the land  for  an  extended period of  time.  Steel  tanks may be  required  to  store drilling mud  in  some  environments  to minimize  the  size  of  the well  site  “footprint”  or  to provide extra protection for a sensitive environment. Steel tanks are not, of course, appropriate  in  every  setting  either.  In  rural  areas where  space  is  available  at  the well site for pits or ponds, steel tanks are usually not needed.  Horizontal drilling development has  the power  to reduce  the number of well  sites and to group them so that management facilities such as storage ponds can be used for  several wells.  Make‐up water  is  used  throughout  the  development  process  to drill the well and to form the basis of the hydraulic fracturing fluid. Large volumes of water  may  be  needed  and  are  often  stored  at  the  well  site  in  pits  or  tanks.  For example, surface water can be piped  into  the pit during high‐water runoff periods and used during the year for drilling and fracture treatments in nearby wells.   After a hydraulic fracture treatment, when the pumping pressure has been relieved from the well, the water‐based fracturing fluids begin to flow back through the well casing to the wellhead. This water is referred to as flowback water and consists of spent fracturing fluids and, in some cases, dissolved constituents from the formation itself  (minerals present  in  the  shales  as well  as brine waters  that may be present within  any  natural  pore  space  contained  in  the  shale).  The  majority  of  flowback water  is  produced  in  a  range  of  time  from  several  hours  to  a  couple  of weeks.  In 

Page 125: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

124

Introduction to Gas Shales

various basins and shale gas plays, the extent of this volume of flowback water may account for less than 30% to more than 70% of the original fracture fluid volume. In some cases, production of flowback water can continue for several months after gas production has begun.  Natural  formation  waters  that  flow  to  the  well  are  known  as  produced  water. Regardless of  the source of water,  flowback or  formation water,  these waters  that are produced back through the wellhead with the gas represent a production stream that must be managed and are collectively referred to as produced water.  Gas  shale  operators  manage  produced  water  through  a  variety  of  mechanisms including:  underground  injection,  treatment  and  discharge,  and  recycling. Underground injection is not possible in every play area as suitable injection zones may not be available. Similar to a producing reservoir, there must be a porous and permeable formation capable of receiving injected fluids near the play area. If such is not locally available, it may be possible to transport the produced water to a more distant injection site. Treatment of produced waters may be feasible through either self‐contained  systems  at  well  sites  or  fields  or  through  municipal  waste  water treatment plants or commercial treatment facilities. The availability of municipal or commercial treatment plants may be limited to larger urban areas where treatment facilities with sufficient available capacity already exist; as in underground injection, transportation to treatment facilities may or may not be practical.  

Page 126: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

125

Shale Gas in the United States

Shale Gas in the United States    Overview  Shale gas in the United States is rapidly increasing as a source of natural gas. Led by new  applications  of  hydraulic  fracturing  technology  and  horizontal  drilling, development  of  new  sources  of  shale  gas  has  offset  declines  in  production  from conventional  gas  reservoirs,  and  has  led  to  major  increases  in  reserves  of  U.S. natural gas. Largely due to shale gas discoveries, estimated reserves of natural gas in the United States in 2008 were 35% higher than in 2006.  In 2008, shale gas fields included the #2 (Barnett/Newark East) and #13 (Antrim) sources of natural gas in the United States in terms of gas volumes produced.  The economic success of shale gas in the United States since 2000 has led to rapid development  of  shale  gas  in  Canada,  and,  more  recently,  has  spurred  interest  in shale gas possibilities in Europe, Asia, and Australia.  

Page 127: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

126

Shale Gas in the United States

Figure 10: U.S. Shale Gas Plays 

 Source: U.S. DOE 

 

Page 128: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

127

Shale Gas in the United States

History of the Industry  The first commercial gas well drilled in the U.S., in 1821 in Fredonia, New York, was a shale gas well producing from the Devonian Fredonia Shale. Soon many shale gas wells  were  drilled  in  the  area,  and  the  gas  used  for  domestic  use  and  for  street lamps.  After  the  Drake  Oil  Well  in  1859,  however,  shale  gas  production  was overshadowed by much larger volumes produced from conventional gas reservoirs.  In 1996, shale gas wells in the United States produced 0.3 TCF (trillion cubic feet), 1.6% of U.S. gas production; by 2006, production had more than tripled to 1.1 TCF per year, 5.9% of U.S. gas production. By 2005 there were 14,990 shale gas wells in the U.S.. A record 4,185 shale gas wells were completed in the U.S. in 2007.  Shale Gas Production & Reserves  U.S.  shale  gas  production  has  grown  rapidly  in  recent  years  as  the  natural  gas industry has improved drilling and extraction methods while increasing exploration efforts. U.S.  shale production was 2.02  trillion  cubic  feet  (TCF)  in 2008,  a  jump of 71% over  the previous year.  In 2009, U.S.  shale gas production grew 54% to 3.11 Tcf, while remaining proved U.S. shale reserves at year‐end 2009 increased 76% to 60.6  TCF.  In  its  Annual  Energy  Outlook  for  2011,  the  U.S.  Energy  Information Administration  (EIA)  more  than  doubled  its  estimate  of  technically  recoverable shale  gas  reserves  in  the  U.S.,  to  827  Tcf  from  353  Tcf,  by  including  data  from drilling results in new shale fields such as the Marcellus, Haynesville and Eagle Ford shales.  Shale  production  is  projected  to  increase  from  14%  of  total  U.S.  gas production in 2009 to 45% by 2035.   The  top  shale‐gas  sources  of  production  in  2009 were  (in  descending  order)  the Barnett Shale (1,745 billion cubic feet (BCF)), the Fayetteville Shale (527 BCF), the Haynesville Shale (321 BCF), the Woodford Shale (249 BCF) and Antrim Shale (132 BCF). The availability of large shale gas reserves in the U.S. has led some to propose natural  gas‐fired  power  plants  as  lower‐carbon  emission  replacements  for  coal plants, and as backup power sources for wind energy.  

Page 129: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

128

Shale Gas in the United States

Major Shale Gas Production Regions  

Figure 11: Major Shale Basins in the Conterminous United States 

 Source: U.S. DOE 

 Antrim Shale, Michigan  The Antrim Shale of Upper Devonian age produces along a belt across the northern part of  the Michigan Basin. Although  the Antrim Shale has produced gas since  the 1940s,  the play was not  active until  the  late 1980s. During  the 1990s,  the Antrim became the most actively drilled shale gas play in the U.S., with thousands of wells drilled.  To  date,  the  shale  has  produced  more  than  2.5  TCF  from  more  than  9 thousand wells. Antrim Shale wells produced almost 140×10^9 cu ft (4.0×109 m3) in 2006. The shale appears to be most economic at depths of 1,000‐2,000 feet. Wells are developed on 80‐acre (320,000 m2) units. Horizontal drilling is not widely used. Unlike  other  shale  gas  plays  such  as  the  Barnett  Shale,  the  natural  gas  from  the Antrim  appears  to  be  biogenic  gas  generated  by  the  action  of  bacteria  on  the organic‐rich rock.  

Page 130: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

129

Shale Gas in the United States

In 2008,  the Antrim gas  field produced 136 billion cubic  feet of gas, making  it  the 13th largest source of natural gas in the United States.  

Page 131: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

130

Shale Gas in the United States

Barnett Shale, Texas  The Barnett Shale of  the Fort Worth Basin  is  the most active shale gas play  in  the United States. The  first Barnett Shale well was completed  in 1981 in Wise County. Drilling expanded greatly in the past several years due to higher natural gas prices and  use  of  horizontal wells  to  increase  production.  In  contrast  to  older  shale  gas plays,  such  as  the  Antrim  Shale,  the  New  Albany  Shale,  and  the  Ohio  Shale,  the Barnett Shale completions are much deeper (up to 8,000 feet). The thickness of the Barnett varies from 100 to 1,000 feet (300 m), but most economic wells are located where  the  shale  is  between  300  and  600  feet  (180  m)  thick.  The  success  of  the Barnett has spurred exploration of other deep shales.  In 2008, the Barnett shale (Newark East) gas field produced 1.11 trillion cubic feet of gas, making  it  the second‐largest source of natural gas  in the United States. The Barnett shale currently produces more than 6% of U.S. natural gas production.  Caney Shale, Oklahoma  The Caney Shale in the Arkoma Basin is the stratigraphic equivalent of the Barnett Shale  in  the  Ft. Worth Basin. The  formation has  become  a  gas  producer  since  the large success of the Barnett play.  Conesauga Shale, Alabama  Wells are currently being drilled to produce gas from the Cambrian Conasauga shale in northern Alabama. Activity is in St. Clair, Etowah, and Cullman counties.  

Page 132: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

131

Shale Gas in the United States

Devonian Shales, Appalachian Basin  

Figure 12: Devonian Shale Cross Section 

 Source: USGS 

 

Page 133: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

132

Shale Gas in the United States

Figure 13: Devonian Shale Undiscovered Resource Potential 

 Source: USGS 

 Chattanooga and Ohio Shales  The upper Devonian shales of the Appalachian Basin, which are known by different names in different areas have produced gas since the early 20th century. The main producing area straddles the state lines of Virginia, West Virginia, and Kentucky, but extends  through  central  Ohio  and  along  Lake  Erie  into  the  panhandle  of Pennsylvania.  More  than  20,000  wells  produce  gas  from  Devonian  shales  in  the basin. The wells are commonly 3,000 to 5,000 feet (1,500 m) deep. The shale most commonly produced  is  the Chattanooga Shale,  also  called  the Ohio Shale. The U.S. 

Page 134: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

133

Shale Gas in the United States

Geological Survey estimated a total resource of 12.2 trillion cubic feet (350 km3) of natural gas in Devonian black shales from Kentucky to New York.  Marcellus Shale  The Marcellus shale in West Virginia, Pennsylvania, and New York, once thought to be played out, is now estimated to hold 168‐516 TCF still available with horizontal drilling. It has been suggested that the Marcellus shale and other Devonian shales of the  Appalachian  Basin,  could  supply  the  northeast  U.S.  with  natural  gas.  In November 2008, Chesapeake Energy, which held 1.8 million net acres of oil and gas leases in the Marcellus trend, sold a 32.5% interest in its leases to Statoil of Norway, for $3.375 billion.  

Figure 14: Marcellus Shale Formation Thickness 

 Source: USGS 

 

Page 135: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

134

Shale Gas in the United States

Fayetteville Shale, Arkansas  The  Mississippian  Fayetteville  Shale  produces  gas  in  the  Arkansas  part  of  the Arkoma Basin. The productive section varies in thickness from 50 to 550 feet (170 m),  and  in depth  from 1500  to 6,500  feet  (2,000 m). The  shale  gas was originally produced through vertical wells, but operators are increasingly going to horizontal wells  in  the  Fayetteville.  Producers  include  SEECO  a  subsidiary  of  Southwestern Energy Co. who discovered the play, Chesapeake Energy, Noble Energy Corp., XTO Energy Inc., Contango Oil & Gas Co., Edge Petroleum Corp., Triangle Petroleum Corp., and Kerogen Resources Inc.  Floyd Shale, Alabama  The Floyd Shale of Mississippian age is a current gas exploration target in the Black Warrior Basin of northern Alabama and Mississippi.  Gothic Shale, Colorado  Bill Barrett  Corporation has drilled  and  completed  several  gas wells  in  the Gothic Shale.  The wells  are  in Montezuma County,  Colorado,  in  the  southeast  part  of  the Paradox basin. A horizontal well in the Gothic flowed 5,700 MCF per day.  Haynesville Shale, Louisiana  Although  the  Jurassic  Haynesville  Shale  of  northwest  Louisiana  has  produced  gas since  1905,  it  has  been  the  focus  of  modern  shale  gas  activity  only  since  a  gas discovery drilled by Cubic Energy  in November 2007. The Cubic Energy discovery was  followed  by  a March  2008  announcement  by  Chesapeake  Energy  that  it  had completed  a  Haynesville  Shale  gas  well.  Haynesville  shale  wells  have  also  been drilled in northeast Texas, where it is also known as the Bossier Shale.  New Albany Shale, Illinois Basin  The Devonian‐Mississippian New Albany Shale produces gas in the southeast Illinois Basin in Illinois, Indiana, and Kentucky. The New Albany has been a gas producer in this area for more than 100 years, but recent higher gas prices and improved well completion technology have increased drilling activity. Wells are 250 to 2,000 feet 

Page 136: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

135

Shale Gas in the United States

(610 m)  deep.  The  gas  is  described  as  having  a mixed  biogenic  and  thermogenic origin.  Pearsall Shale, Texas  Operators  have  completed  approximately  50  wells  in  the  Pearsall  Shale  in  the Maverick Basin of south Texas. The most active company in the play has been TXCO Resources, although EnCana and Anadarko Petroleum have also acquired large land positions  in  the  basin.  The  gas wells  had  all  been  vertical  until  2008, when TXCO drilled and completed a number of horizontal wells.  Utica Shale, New York  In October 2009, the Canadian company Gastem, which has been drilling gas wells into the Ordivician Utica Shale in Quebec, drilled the first of its three state‐permitted Utica Shale wells in New York. The first well drilled was in Otsego County.  Woodford Shale, Oklahoma  The  Devonian Woodford  Shale  in  Oklahoma  is  from  50  to  300  feet  (91 m)  thick. Although  the  first  gas production was  recorded  in 1939, by  late 2004,  there were only  24  Woodford  Shale  gas  wells.  By  early  2008,  there  were  more  than  750 Woodford gas wells. Like many shale gas plays, the Woodford started with vertical wells, then became dominantly a play of horizontal wells. The play is mostly in the Arkoma Basin of southeast Oklahoma, but some drilling has extended the play west into the Anadarko Basin and south into the Ardmore Basin. The largest gas producer from the Woodford is Newfield Exploration; other operators include Devon Energy, Chesapeake  Energy,  Cimarex  Energy,  Antero  Resources,  St.  Mary  Land  and Exploration, XTO Energy, Pablo Energy, Petroquest Energy, Continental Resources, and Range Resources.  DOE/NETL Research Program   DOE’s  National  Energy  Technology  Laboratory  (NETL)  administers  an Environmental  Program  that  aims  to  find  solutions  to  environmental  concerns  by focusing on the following program elements:  

Page 137: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

136

Shale Gas in the United States

1.  Produced  water  and  fracture  flowback  water  management,  particularly  in  gas shale development areas;  2. Water resource management in oil and gas basins;  3. Air quality  issues associated with oil and gas exploration and production (E&P) activities;  4. Surface impact issues associated with E&P activities;  5. Water resource management in Arctic oil and gas development areas;  6.  Decision  making  tools  that  help  operators  balance  resource  development  and environmental protection; and  7.  Online  information  and  data  exchange  systems  that  support  regulatory streamlining.  There are  currently 27 extramural projects  in  the Environmental Program, with  a total  value  of  roughly  $32  million  (not  including  participant  cost‐share). Approximately $10 million of this total is directed toward projects led by industry, $9 million to projects led by universities, $11 million to state agencies and national non‐profit  organizations,  and  $2  million  to  national  laboratories  for  technical support  to  other  project  partners.  The  project  portfolio  is  balanced  between projects  focused  on  technology  development,  data  gathering,  and  development  of data management software and decision support tools.  

Page 138: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

137

Shale Gas in the United States

Role of Shale Gas in Unconventional Gas in the U.S.   A key factor in this increase in production from unconventional resources has been the development of shale gas. The lower forty‐eight states have a wide distribution of  highly  organic  shales  capable  of  containing  vast  resources  of  natural  gas.  This potential  for  production  in  the  twenty‐one  known  onshore  shale  basins,  coupled with other unconventional  gas plays,  is  expected  to  contribute  significantly  to  the U.S. domestic energy outlook.  

Figure 15: U.S. Unconventional Gas Outlook 

 Source: ALL Consulting 

 Three  factors  have  come  together  in  recent  years  to  make  shale  gas  production economically  viable:  technological  advances  in  1)  horizontal  drilling  and  2) hydraulic  fracturing,  plus  3)  rapid  increases  in  natural  gas  prices  as  a  result  of 

Page 139: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

138

Shale Gas in the United States

significant  supply  and  demand  pressures.  Horizontal  drilling  and  hydraulic fracturing  have  not  only  dramatically  improved  daily  production  rates,  but  have increased the total ultimate recovery potential of individual wells to as high as 54% in  one  experimental  case  in  Texas.  Without  these  advances  in  the  pre‐existing technology,  many  unconventional  natural  gas  plays  would  not  be  economical.  As recently  as  the  late  1990s,  only  40  drilling  rigs  (6%)  in  the  U.S.  were  capable  of onshore horizontal drilling; that number grew to 519 rigs (28%) by May of 2008.  Since  1998,  annual  production  has  consistently  exceeded  EIA’s  forecasts  of unconventional gas production. A great deal of this increase is attributable to shale gas production, particularly  from the Barnett Shale  in Texas. Already,  the fledgling Barnett  Shale play  in Texas produces 6% of all natural gas produced  in  the  lower forty‐eight states.24 The potential  for most other shale gas plays  in  the U.S.  is  just emerging.  Taking  this  into  consideration,  Navigant  (2008)  has  projected  that  the U.S. total natural gas resources (proven plus unproven technically recoverable) are 1,680 Tcf to 2,247 Tcf, or 88 to 118 years of production at 2008 production levels. Of that, shale gas is expected to provide 28%, or more of the estimated production.  Analysts  have  estimated  that  by  2011 most  new  reserves  growth  (50  to  60%  or approximately 3 Bcf/d) will  come  from unconventional  shale gas  reservoirs. Total annual  production  volumes  of  3  to  4  Tcf  may  be  sustainable  for  decades.  An additional benefit of shale gas plays is that many exist in areas previously developed for  natural  gas  production  and,  therefore,  much  of  the  necessary  pipeline infrastructure  is  already  in  place.  Many  of  these  areas  are  also  near  the  nation’s population centers thus facilitating transportation to consumers.  Regulatory Framework   Development  of  the  Marcellus  Shale  will  be  subject  to  regulation  under  several federal and state laws. In particular, the large volumes of water needed to drill and hydraulically fracture the shale, and the disposal of this water and other wastewater associated  with  gas  extraction  may  pose  significant  water  quality  and  quantity challenges that trigger regulatory attention. As the U.S. Geological Survey noted in a recent publication, “Concerns about the availability of water supplies needed for gas production,  and  questions  about wastewater  disposal  have  been  raised  by water‐resource  agencies  and  citizens  through  the  Marcellus  Shale  gas  development region.” The following sections review key provisions of two relevant federal laws, 

Page 140: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

139

Shale Gas in the United States

the Safe Drinking Water Act  (SDWA) and  the Clean Water Act  (CWA),  and  related state requirements.  Quality of Surface Water   As  previously  described,  hydraulic  fracturing  involves  injecting  water,  sand,  and chemicals  into  the  shale  layer  at  extremely high pressures  in  order  to  release  the trapped natural gas. It is a water‐intensive practice. Typical projects use 1‐3 million gallons of water  for each well and 0.5 million pounds of  sand. Large projects may require up to 5 million gallons of water.  The  Texas  Railroad  Commission  estimates  that  fracturing  a  vertical  well  in  the Barnett  Shale  in  Texas  can  use  more  than  1.2  million  gallons  of  water,  while fracturing  a  horizontal well  can  use more  than  3.5 million  gallons. Moreover,  the wells may be re‐fractured several times, thus requiring additional water. Fracturing operations  use  an  estimated  5  or  more  million  gallons  of  water  each  day  in  the Barnett  Shale,  a  smaller  natural  gas  field  in  Texas.  Regarding  the Marcellus  Shale region, the USGS observed “many regional and local water management agencies are concerned about where such large volumes of water will be obtained, and what the possible consequences might be for local water supplies.”  Some  of  the  injected  fluids  remain  trapped  underground,  but  the majority  of  the injected water— 60% to 80%—returns  to  the  surface as  “flowback” after  the  frac treatment.  It  typically  contains  proppant  (sand),  chemical  residue,  and  trace amounts of radioactive elements that naturally occur in many geologic formations. USGS notes that because the quantity of fluid used is so large, the additives in a three million gallon  frac  job would yield about 15,000 gallons of chemicals  in  the waste. The well service company may temporarily retain the flowback and brine in open‐air, lined retention ponds before reusing it (if possible), or disposing it.   The drilling operator must reclaim the temporary storage pits when the drilling and fracturing operations end.  In addition,  the well  operator must  separate,  treat,  and dispose the natural brine co‐produced with gas. As noted below, where feasible, the produced water may  be  disposed  through  underground  injection.  The  oil  and  gas industry uses this disposal method in some western states and in Ohio. The industry has  not  yet  begun  using  it  as  a  disposal  alternative  for  gas  production  in  eastern Marcellus Shale.  

Page 141: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

140

Shale Gas in the United States

In the event that underground injection is not feasible in the area of the Marcellus Shale, the well service company may discharge the flowback to surface waters if the discharge  does  not  violate  a  stream  or  lake’s  water  quality  standards.  Standards established  by  states  under  Section  303  of  the  Clean  Water  Act  (CWA)  protect designated  beneficial  uses  of  surface  waters,  such  as  recreation  or  public  water supply.  If contaminants present in the flowback prevent discharge to surface water without further  treatment,  it  is  likely  that  the  service  company  will  have  to  transfer  the wastewater  off‐site  to  an  industrial  treatment  facility  or  a  municipal  sewage treatment plant  that  is capable of handling and processing  the wastewater.  In  this case,  the  operator  of  the  publicly  owned  treatment  works  (POTW)  or  industrial treatment  facility  would  assume  responsibility  for  treating  the  waste  before discharging  it  into  nearby  receiving  water  in  compliance  with  effluent  limits contained in the facility’s discharge permit. The chemical frac additives returned in flowback and the produced brine could cause problems for POTWs. Contaminants in industrial process wastewaters can kill off the biota essential to a POTW’s operation. If contaminants pass through the POTW without adequate treatment, the discharge could  violate  the  facility’s  discharge  permit  and  could  cause  a  violation  of  water quality standards. A standard POTW’s effective treatment of  flowback and brine  is uncertain.  It  could  require  upgrading,  but  the  cost  of  such  an  upgrade  is  also uncertain.  In  the  fall  of  2008,  water  samples  from  the  mid‐Monongahela  River  valley  of Pennsylvania  showed  high  levels  of  total  dissolved  solids  (TDS),  which  indicate salinity. Although the TDS was determined to pose  little  threat  to health or safety, preliminary analysis suggested that the principal source was large truck deliveries of  wastewater  from  gas  well  drilling  sites  in  the  Marcellus  Shale  to  POTWs discharging,  directly  or  indirectly,  into  the  Monongahela  River.  In  October  2008, state officials ordered nine sewage treatment plants to reduce their volumes of gas well drilling water, which contains high concentrations of TDS. Subsequent analysis concluded that discharge from abandoned mines was more responsible for the high TDS  than  drilling  wastewater  discharges  from  municipal  wastewater  treatment plants.   

Page 142: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

141

Shale Gas in the United States

However, state officials remain concerned about the projected need for treatment of wastewater (both initial flowback water from fracturing and longer term production brines) from gas well development—projected to be as much as 20 million gallons per  day  in  2011—and  the  capacity  of  the  state’s  surface  waters  to  assimilate associated  wastewaters.  In  April  2009,  the  Pennsylvania  Department  of Environmental  Protection  issued  a  permitting  strategy  document  for  gas development wastewaters, requiring that any discharges will be subject to the most stringent treatment or water quality standards needed to protect aquatic life in the state’s streams. Their goal is prohibiting new sources of high‐TDS wastewaters from discharging into Pennsylvania’s waters by January 1, 2011.  Brine  storage  and  transport  are  major  issues  in  developing  the  Barnett  Shale  in Texas, and are likely to be key issues in development of the Marcellus Shale, as well. Currently,  permitted  treatment  facilities  capable  of  treating  such  wastes  are  not adequate.  In  Pennsylvania,  there  are  five  facilities  designed  to  treat  the  type  of industrial wastewater that is involved in producing shale gas. Most of the well sites are  located  in  northeast  Pennsylvania,  while  the  closest  treatment  facilities  are nearly 250 miles away.  West  Virginia,  too,  recognizes  that  wastewater  disposal  is  “perhaps  the  greatest challenge regarding these operations.” State officials say that underground injection control  may  be  the  best  option  for  wastewater  disposal,  but  the  state  has  only permitted two commercial underground injection control (UIC) wells. The state has no  centralized  commercial  treatment  facilities  available,  and  state  officials  are cautious about the capability of POTWs to handle the flow and quality of waste that they might receive. The West Virginia Department of Environmental Protection has proposed  both  changes  to  the  state’s  oil  and  gas  drilling  rules  (which  the  state legislature must approve) and an industry guidance document to assist operators in planning  for  the  water  issues  associated  with  drilling  and  operating  these  wells. However,  local  groups  have  criticized  the  proposed  rules  and  draft  non‐binding guidance for failing to address disposal of wastewater, disclosure of chemicals used in  hydraulic  fracturing,  and where  the  additional  quantities  of water  required  for drilling will come from.  One potential solution to off‐site disposal may be on‐site treatment and reuse; that is, treating and reusing flowback and produced water on‐site. Some companies are reportedly  considering  on‐site  treatment  options  such  as  advanced  oxidation  and 

Page 143: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

142

Shale Gas in the United States

membrane  filtration  processes.  On‐site  treatment  technologies may  be  capable  of recovering 70%‐80% of  the  initial water  to potable water  standards,  thus making the water immediately available for reuse. The remaining 20%‐30% is very brackish and considered brine water. A portion may be further recoverable as process water, but not to achieve potable water standards. In other cases, companies send the brine water  off‐site  for  treatment  and  disposal.  The  economics  of  any  such  options  are critical, and site factors such as available power and final water quality are often the determinant in treatment selection.  Surface Water Quality Issues  Another potential source of water pollution from oil and gas drilling sites is runoff that  occurs  after  a  rainstorm.  The  storm water  runoff  can  transport  sediment  to nearby surface water bodies. Provisions of the CWA generally regulate storm water discharges  from  industrial and municipal  facilities by requiring  implementation of pollution prevention plans and,  in some cases, remediation or  treatment of runoff. Industries  that  manufacture,  process,  or  store  raw  materials  and  that  collect  or convey  storm  water  associated  with  those  activities  are  subject  to  the  act’s requirements. Furthermore,  fracturing  fluid chemicals and wastewater can  leak or spill  from  injection  wells,  flow  lines,  trucks,  tanks  or  holding  pits  and  thus  may contaminate soil, air, and water resources.  However,  the  act  specifically  exempts  the  oil  and  gas  industry  from  these  storm water management  regulatory  provisions.  CWA  Section  402(l)(2)  exempts mining operations  or  oil  and  gas  exploration,  production,  processing,  or  treatment operations  or  transmission  facilities  from  federal  storm  water  regulations,  and Section  502(24)  extends  the  exemption  to  construction  activities,  as  well.  Thus, federal  law  contains  no  requirements  to  minimize  uncontaminated  sediment pollution from the construction or operation of oil and gas operations. However, the federal exemption does not hinder states from requiring erosion and sedimentation controls at well sites, under authority of non‐federal law. Pennsylvania, for example, requires well drill operators to obtain a permit  for  implementation of erosion and sedimentation controls,  including storm water management,  if the site disturbance area  is  more  than  five  acres  in  size.  If  the  site  is  less  than  five  acres,  a  plan  for erosion and sediment control is required. Storm water requirements are part of this permit. New York has similar requirements for erosion and sedimentation controls at well sites, regardless of site area. The Delaware River Basin Commission, which 

Page 144: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

143

Shale Gas in the United States

has  jurisdiction  over  water  quality  in  a  portion  of  the  area  underlain  by  the Marcellus Shale also has similar requirements regardless of site area.   Protecting the Groundwater   Because development of  the Marcellus Shale  is dependent on  the use of hydraulic fracturing,  some  fear  it  could  potentially  contaminate  underground  aquifers  that provide water supplies to private wells and public water systems. The Safe Drinking Water  Act  in  2005  broadly  excluded  the  underground  injection  of  fluids  used  in hydraulic  fracturing  for  oil  and  gas  development.  However,  the  SDWA  does  not preempt states from imposing their own laws and regulations, and the states have long  been  responsible  for  protecting  groundwater  resources  during  oil  and  gas production activities. For example,  in New York, the Department of Environmental Conservation  (DEC)  has  authority  over  oil  and  gas  development  in  the  state, including  oversight  of  hydraulic  fracturing  activities  to  ensure  protection  of groundwater  resources.  Although  federal  laws  do  not  regulate  the  injection  of hydraulic  fracturing  fluids,  states  such  as  Pennsylvania  and New  York  do  require submission of information on hydraulic fracturing fluid composition prior to issuing a well  permit. Moreover,  other  injection wells  related  to  oil  and  gas  development may be subject to federal requirements.  Safe Drinking Water Act Authority  The  underground  injection  control  provisions  of  the  SDWA  require  the Environmental  Protection  Agency  (EPA)  to  regulate  the  underground  injection  of fluids  (including  solids,  liquids,  and  gases)  to  protect  underground  sources  of drinking  water.  UIC  program  regulations  specify  sitting,  construction,  operation, closure,  financial responsibility, and other requirements  for owners and operators of injection wells.  West Virginia, Ohio, and Texas are among the states that have assumed primacy and have lead implementation and enforcement authority for the UIC program, including primacy  for  injection  wells  associated  with  oil  and  gas  development.  EPA implements  the programs directly  for New York and Pennsylvania.77 Most  states, including  Ohio  and West  Virginia,  have  received  primacy  for  Class  II  oil  and  gas wells under Section 1425.  

Page 145: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

144

Shale Gas in the United States

The  Safe  Drinking Water  Act  specifies  that  the  UIC  regulations may  not  interfere with  the  underground  injection  of  brine  or  other  fluids  brought  to  the  surface  in connection  with  oil  and  gas  production  or  any  underground  injection  for  the secondary or tertiary recovery of oil or natural gas.  Additionally,  the  Energy  Policy  Act  of  2005  amended  SDWA  UIC  provisions  to specify further that the definition of “underground injection” excludes the injection of  fluids  or  propping  agents  (other  than  diesel  fuels)  used  in  hydraulic  fracturing operations related to oil, gas, or geothermal production activities.  The key statutory provisions are:  

• SDWA  Section  1421  directs  EPA  to  promulgate  regulations  for  state underground  injection  control  (UIC)  programs,  and  mandates  that  the regulations  contain  minimum  requirements  for  programs  to  prevent underground injection that endangers drinking water sources; 

 • Section  1422  authorizes  EPA  to  delegate  primary  enforcement  authority 

(primacy)  for  UIC  programs  to  the  states,  provided  that  state  programs prohibit any underground injection that is not authorized by a state permit; 

 • Section  1425  provides  separate  authority  for  states  to  attain  primacy 

specifically for oil and gas (i.e., Class II) wells. The provision allows states to demonstrate that their existing programs for oil and gas wells are effective in preventing  endangerment  of  underground  sources  of  drinking  water, providing  an  alternative  to  meeting  many  of  the  detailed  requirements promulgated to implement the UIC program under Section 1421; 

 • Section  1431  grants  the  EPA  Administrator  emergency  powers  to  issue 

orders  and  commence  civil  action  to  protect  public  water  systems  or underground sources of drinking water. The Administrator may take action when (1) a contaminant present in or likely to enter a public drinking water supply  system  or  underground  drinking  water  source  poses  a  substantial threat to public health, and (2) state or local officials have not taken adequate action. 

 

Page 146: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

145

Shale Gas in the United States

Underground Injection of Waste Fluids  As noted, nearly all of  the water  injected  for hydraulic  fracturing must  come back out of the well for gas to flow out of the shale. A key issue related to Marcellus Shale gas production is safely disposing large quantities of potentially contaminated fluids recovered from the gas wells.  EPA generally categorizes injection wells associated with oil and gas production as Class II wells under its UIC regulatory program. These are wells used to inject brines and  other  waste  fluids  associated  with  oil  and  natural  gas  production.  Given  the expense of treating and transporting large volumes of wastewater for disposal, it is possible  that  the  production  of  gas  from  the  Marcellus  Shale  will  increasingly involve  the  use  of  injection  wells  to  dispose  of  poor‐quality  formation  water, flowback  water  resulting  from  hydraulic  fracturing,  and  other  waste  fluids associated with gas production.  EPA reports that most of the fluid injected into Class II wells has been brine brought to the surface in producing oil and gas. This brine, a naturally occurring formation fluid,  is  often  very  saline  and  may  contain  toxic  metals  and  naturally  occurring radioactive  substances. According  to EPA,  the brine  “can be  very damaging  to  the environment  and  public  health  if  it  is  discharged  to  surface  water  or  the  land surface.” To prevent contamination of land and surface water, Class II wells provide a means for disposing brines by re‐injecting them back into their source formation or into similar formations. Injection wells also serve as disposal means for residual water  from  drilling  and  hydraulic  fracturing  operations.  As  states  have  adopted rules to prevent the disposal of saline water to surface water and soil, injection has become  the  preferred way  to  dispose  of  this waste  fluid, where  the  local  geology permits.   In New York and Pennsylvania, both EPA and the state environmental agency must issue  permits  if  the  disposal  method  for  fracturing  wastewater  is  deep  well injection.  Pennsylvania  law provides  that  “a well  operator who  affects  a public  or private water supply by pollution or diminution shall restore or replace the affected supply with  an alternate  source of water  adequate  in quantity  and quality  for  the purposes served by the supply.” Additionally,  it requires a permit application for a disposal well  or  enhanced  recovery well  to  include  an  erosion  and  sedimentation plan for the well site.  

Page 147: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

146

Shale Gas in the United States

As  of  now,  it  is  unknown  how  much  water  the  gas  wells  in  the  Marcellus  Shale formation will produce. The amount of water produced could vary across the region. Because  shale  gas  formations  generally  are  impermeable,  they  typically  produce much less water than traditional oil and gas fields or coalfields. The impermeability of  the  shale  also  indicates  that  reinjection  of wastewater  from  fracturing  into  the shale formation may not be feasible in many locations. Consequently, it is uncertain whether Class II disposal wells will find wide use in the Marcellus Shale formation. Currently, only four injection wells operate for this purpose in Pennsylvania.  Wastewater injection into the permeable Cambrian sandstones that lie beneath the Marcellus Shale appears feasible. The Cambrian Mt. Simon Sandstone, considered an ideal  geologic  unit  in Ohio  for  disposal  and  long‐term  storage  of  liquid wastes,  is relatively  deep,  and  underlain  and  overlain  by  impervious  confining  layers  that prevent migration of injected fluids.  Although underground injection of wastewater may not be practical or economic in all areas across the Marcellus region because of the lack of suitable injection zones, the  cost  and  environmental  concerns  associated  with  surface  disposal  may make Class  II  injection  wells  the  preferred  disposal  option  for  flowback  and  other wastewater from hydraulic fracturing operations where feasible. This appears to be the  trend  in  other  shale  areas.  In  the  Fayetteville  Shale  in  Arkansas,  trucks  have typically  collected  wastewater  and  hauled  it  to  disposal  wells  distant  from  the producing areas. However, with more  intense  shale development,  the high  cost of transporting, treating, and disposing water offsite, injection well use has increased. In the Barnett Shale in Texas, flowback water has been primarily disposed in Class II injection wells.  Both  Class  II  injection  and municipal  and  industrial water  treatment  facilities  are under consideration for the Marcellus Shale, and more than 60 permit applications for such wells are pending in New York for Marcellus Shale development. One firm active  in Marcellus  Shale  development  has  been  disposing  of  flowback water  and produced water using three UIC disposal wells and two commercial water treatment facilities,  but  reportedly  plans  to  use  only  disposal  wells  in  the  future.  Based  on leases already held, the firm plans to drill between 13,500 and 17,000 gas wells.  Technical and practical questions regarding the development of the Marcellus Shale remain unanswered. USGS researchers have noted that while drilling and hydraulic 

Page 148: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

147

Shale Gas in the United States

fracturing  technologies  have  improved  over  the  past  several  decades,  “the knowledge of how this extraction might affect water resources has not kept pace.” Consequently,  environmental  regulators  and  gas  developers  face  new  challenges and some uncertainties as the Marcellus Shale is developed.  State Water Quality Laws  State laws addressing the quality of surface water and groundwater also appear to apply to Marcellus Shale development. For example, in New York various aspects of such  development  would  require  a  permit  under  the  State  Pollutant  Discharge Elimination  System  (SPDES).94  SPDES  is  an  “approved,”  rather  than  delegated, version  of  the  federal  National  Pollutant  Discharge  Elimination  System  (NPDES) permit program because, while the federal NPDES covers only discharges to surface water,  SPDES  covers  discharges  to  groundwater  also.  The  SPDES  permit requirement could apply to hydraulic fracturing by meeting four conditions:  

• Most  importantly,  the  state must  determine  that  injection will  not  degrade groundwater; 

 • A wastewater  treatment  plant  would  likely  dispose  of  the  fluids  produced 

from the well, in which case the plant’s SPDES permit would apply;  

• SPDES  permits  would  also  cover  treatment  facilities  built  specially  for disposing of flowback water, if there would be discharges into a water body; and 

 • Applicable state water‐quality standards would control, in part, the permit’s 

discharge limits.  New  York  State’s  Environmental  Quality  Review  Act  (SEQRA)  is  also  relevant.  As with  its  federal counterpart,  the National Environmental Policy Act, a requirement of  an environmental  impact  statement preparation  lies at  the heart of  the  statute. New  York  has  been  evaluating  the  environmental  impact  of  the  drilling  and hydraulic  fracturing  activities  for  more  than  15  years  through  a  Generic Environmental  Impact Statement (GEIS)  that sets parameters that apply statewide for SEQRA review of gas well permitting. In February 2009, the state’s Bureau of Oil and Gas Regulation, in the Department of Environmental Conservation, released the final  scoping  document  under  SEQRA  for  a  Supplemental  Generic  Environmental 

Page 149: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

148

Shale Gas in the United States

Impact Statement (SGEIS) on developing the Marcellus and other gas shale regions in  the  state  using  high‐volume  hydraulic  fracturing.  On  September  30,  New  York DEC  released  for  comment  the draft  SGEIS which proposes  additional  parameters for  SEQRA  review  and  focuses  on  water  supply  protection  and  wastewater management as major  issues. Until New York  finalizes  the  supplemental GEIS,  the state will  only  accept,  but not process,  permit  applications  for  gas wells  involving horizontal drilling and high‐volume hydraulic fracturing.  As  another  example,  West  Virginia’s  NPDES  permit  program  would  apply  to wastewater  treatment  plants  to which  flowback  from Marcellus  Shale  production sites  was  taken  and  to  treatment  facilities  built  specially  for  the  frac  water  that discharge into a water body. Applicable state water‐quality standards would control the  permit’s  discharge  limits,  in  part.  However,  this  program  applies  to  surface water only, not groundwater, and the state’s Groundwater Protection Act exempts “groundwater  within  geologic  formations  which  are  site  specific  to  ...  [t]he production ... of ... natural gas.... ” The state’s underground injection control program would regulate frac water re‐injected at a second or subsequent production site.  In  addition  to  state  water‐quality  laws,  the  interstate  Delaware  River  Basin Commission (36% of whose jurisdictional land area in Pennsylvania and New York overlies  the  Marcellus  Shale  formation)  would  also  impose  water  quality requirements. The Commission’s water quality (and other) requirements are legally separate from those of the affected states—that is, obtaining state approval does not excuse an applicant from seeking Commission approval—though in some cases the two requirements may be substantively identical.  Another  interstate‐compact‐created  commission  within  the  Marcellus  region,  the Susquehanna  River  Basin  Commission,  regulates  only  water  quantity,  not  water quality.  State Water Supply Management  Gas  producers  must  arrange  to  procure  the  large  volumes  of  water  required  for hydraulic fracturing in advance of their drilling and development activity. Generally, water  rights  and  water  supply  regulation  differ  among  the  states.  Depending  on individual  state  resources  and  historic  development,  states  may  use  one  of  two water rights doctrines, riparian or prior appropriation, or a hybrid of the two. Under 

Page 150: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

149

Shale Gas in the United States

the riparian doctrine, a person who owns land that borders a watercourse has the right to make reasonable use of the water on that land.   Traditionally, the only limit to users under the riparian system is the requirement of reasonableness  in  comparison  to  other  users.  Under  the  prior  appropriation doctrine, a person who diverts water from a watercourse (regardless of his location relative thereto) and makes reasonable and beneficial use of the water may acquire a  right  to  use  of  the  water.  The  prior  appropriation  system  limits  users  to  the quantified amount of water the user secured under a state permitting process with a priority  based  on  the  date  the  state  conferred  the  water  right.  Because  of  this priority  system,  the phrase  “first  in  time,  first  in  right” has  sometimes substituted for  appropriative  rights.  Some  states  have  implemented  a  dual  system  of  water rights, assigning rights under both doctrines.  Generally,  states  east  of  the Mississippi  River  follow  a  riparian  doctrine  of  water rights, while western states follow the appropriation doctrine. The system of water rights  allocation  in  a  particular  state  with  shale  resources  may  affect  the development  process,  particularly  in  times when  shortages  in water  supply  affect the area of shale development. In areas where the Marcellus Shale is located, which are generally  riparian states, water rights may not be as big a concern as  in other areas  of  the  country with  shale  development,  such  as  the  Barnett  Shale  in  Texas. That is, even in times of shortage, shale development may be able to continue in the Marcellus  Shale  region  because  riparian  users  reduce water  usage  proportionally and may still receive enough for supply requirements of the development process. On the other hand, appropriative rights users in the Barnett Shale region may not be able to fill their water rights at all if other senior rights take all the water, and thus would have  to  postpone development.  In  addition,  interstate  compacts may  apply and affect water  supply  for  shale development processes.  In  the  case of Marcellus Shale development, several interstate compacts are relevant.  New York’s  SPDES permit  program  (discussed  above)  governs water quality only, not  water  quantity.  With  a  limited  exception  for  pumping  water  on  Long  Island, there  is  no  proactive  regulatory  scheme  in  New  York  for  extracting  water  from streams,  lakes,  groundwater,  etc.  In  the  case  of  drawing  water  from  a  public drinking  water  supplier,  however,  the  state  does  have  limited  authority  to  make sure  that  the  public  water  supplier  stays  within  its  permit  terms.  Otherwise, however,  the  state  can  only  respond  to  water  flow  problems—e.g.,  if  a  fish  kill 

Page 151: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

150

Shale Gas in the United States

occurs, it can prosecute the responsible entity for violating the flow standard that is a  component  of  the  state’s  water  quality  standards.  There  is  no  requirement  to notify the state in advance of a water extraction.  West Virginia passed the Water Resources Protection and Management Act in 2003. It requires users of water resources whose withdrawals exceed 750,000 gallons in any given month  for one  facility  to  register with  the Division of Water and Waste Management  in  the  Department  of  Environmental  Protection.  To  protect  both ground  and  surface  waters,  the  state  proposes  to  require  operators  to  provide information about the sources of withdrawals, anticipated volumes, and the time of year of withdrawals prior to start‐up.112 State officials believe it is likely that some oil  and  gas  industry  operations  in  the  Marcellus  Shale  region  will  exceed  this threshold  and  will  be  required  to  submit  withdrawal  information.  The  goal  is  to ensure  that  water  withdrawal  from  ground  or  surface  waters  does  not  exceed volumes beyond what the waters can sustain.  Texas  is  another  relevant  example,  because  of  similarities  between  the  Barnett Shale  there  and  the Marcellus  Shale.  Texas  has  codified  the  public  trust  doctrine regarding ownership of state water resources. That  is, water  in any of  the various water bodies ‐ including rivers, streams, lakes, etc.—within the state is the property of  the state of Texas.  Individuals or entities may divert the state’s waters  for their own  use  only  after  acquiring  a  permit  (water  right)  from  the  state  through  its Commission  on  Environmental  Quality.  Texas  does  provide  for  the  possibility  of temporary water permits  for  a period of  up  to  three years,  if  a  temporary permit would not adversely affect senior rights.  Other  states  apply  surface  and  groundwater  regulations  similarly,  and  gas producers using  fresh water  for drilling and development must  comply with  state and local administration of water rights.  As for interstate constraints in the Marcellus Shale region and vicinity, the Delaware River  Basin  Commission  and  the  Susquehanna  River  Basin  Commission  impose limits on the quantity of water extracted. In addition, the Great Lakes‐St. Lawrence River Basin Water Resources Compact prohibits inter‐basin transfers of water.  

Page 152: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

151

Shale Gas in Canada

Shale Gas in Canada    Overview  Recent discoveries of shale gas in Canada have caused a sharp increase in estimated recoverable  natural  gas  in  Canada.  There  are  a  number  of  prospective  shale  gas targets  in  various  stages  of  exploration  and  exploitation  across  the  country,  from British Columbia to Nova Scotia.  Major Shale Gas Production Regions  Frederick Brook Shale, New Brunswick  In  June  2010,  Apache  Canada  began  drilling  a  horizontal  well  to  tap  the  Lower Carboniferous Frederick Brook Shale, near Sussex, New Brunswick. Apache  is  in a joint  venture  with  Halifax‐based  Corridor  Resources  Inc.,  which  has  extensive leasehold  in  the  province.  Corridor  has  drilled  two  vertical  wells  that  tested  gas from the Frederick Brook.  Horton Bluff Shale, Nova Scotia  In  2009,  Triangle  Petroleum  Corporation  completed  two  gas  wells  in  the  Horton Bluff Shale, of the Windsor Basin, Nova Scotia.  Montney Shale, British Columbia  The Montney Shale play is in east‐central British Columbia.  Muskwa Shale, British Columbia  The Devonian Muskwa Shale of the Horn River Basin in northeast British Columbia is said to contain 6×10^12 cu ft (170 km3) of recoverable gas. Major leaseholders in the play are EOG Resources, EnCana Corp., and Apache Corp.  The  government  of  British  Columbia  announced  lease  proceeds  for  2008  to  be  in excess of CDN$2.2 billion,  a  record high  for  the province, with  the majority of  the proceeds  coming  from  shale  gas  prospects.  The British  Columbia  government  has 

Page 153: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

152

Shale Gas in Canada

granted royalty credits to companies for drilling and infrastructure development in the area.  Muskwa formation shale gas contains between 10% to 12% carbon dioxide, which must be removed before the gas is marketed.  Utica Shale, Quebec  The Ordovician Utica Shale in Quebec potentially holds 4×10^12 cu ft (110 km3) at production  rates  of  1  MMCF  per  day.  From  2006  through  2009  24  wells,  both vertical and horizontal, were drilled to test the Utica. Positive gas flow test results have been reported, although none of the wells had been put on production at the end  of  2009.  Gastem,  one  of  the  Utica  shale  producers,  has  announced  plans  to explore for Utica Shale gas across the border in New York state.  The Utica shale is a black calcareous shale, from 150 to 700 feet (210 m) thick, with from 3.5% to 5% by weight total organic carbon. The Utica Shale play focuses on an area south of the St. Lawrence River between Montreal and Quebec City. Interest has grown  in  the  region  since  Denver‐based  Forest  Oil  Corp.  announced  a  significant discovery there after testing two vertical wells. Forest Oil said its Quebec assets may hold as much as four trillion cubic feet of gas reserves, and that the Utica shale has similar  rock  properties  to  the  Barnett  shale  in  Texas.  Quebec  has  been  known  to have natural  gas  reserves,  but  advanced horizontal  drilling  techniques  and higher gas prices are only now making the play potentially economically viable, observers say.  Forest Oil, which has several junior partners in the region, has drilled both vertical and horizontal wells. Calgary‐based Talisman Energy has drilled  five vertical Utica wells,  and  began  drilling  two  horizontal  Utica wells  in  late  2009 with  its  partner Questerre Energy, which holds under lease more than 1 million gross acres of land in  the  region. Other companies  in  the play are Quebec‐based Gastem and Calgary‐based Canbriam Energy.   

Page 154: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

153

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

Impact of Gas Shales on the LNG Industry    Introduction  The  year 2008 marked  an  important  turning point  in  the U.S.  natural  gas market. Formerly obscure resources such as the Haynesville and Marcellus shales have come to  the  forefront  of  the  global  natural  gas  industry  and  look  set  to  become  a transformational resource for the market.  BG Group, from its position as a leading importer of LNG into the U.S. market over the period 2002 to the present, a leading global LNG player and as a recent entrant into  U.S.  unconventional  gas  production  is  uniquely  placed  to  comment  on  both sides of this emerging “competition”.  Comparing the LNG Market with Gas Shale Market   The LNG industry has in recent years been undergoing a structural evolution. Based on  recent  trade  figures  the  evolution  of  the  LNG  industry  has  clearly  continued apace over the past three years.   Based on recent industry data the industry has witnessed:  

• A continued  trend  towards globalization of LNG trade with cargoes moving over increasing distances.; 

 • We have seen spot and short‐term trades grow to just over 30 million tons in 

2008, representing 18% of total trade;  

• We have  seen  trade  between  the Atlantic  and  Pacific  Basins  reach  all  time highs in 2008 at just below 15 MTPA; 

 • We  have  seen  the  emergence  of  numerous  new  trades  and markets  in  the 

past  three  years  – most  notably  China,  but  also  in  South  America  and  the Middle East. Some of these markets have emerged more rapidly than we had previously envisioned via fast‐track regasification solutions; 

 

Page 155: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

154

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

• We have seen an increasing use of hub‐related pricing for LNG volumes, both in the U.S. and in Northern Europe; 

 • We have seen increasing flexibility of LNG volumes at the margin of the trade 

‐  both  in  respect  of  commercial  terms,  as Master  Sales  Agreements  (MSA) become widely established, and availability of infrastructure and shipping. 

 However  just  when  everything  seemed  to  be  progressing  as  forecast  by  industry analysts,  the  emergence  of  a  potential  “game‐changer”  for  the  LNG  industry  ‐ “unconventional gas” has come  forth  in North America, or more particularly shale gas, which  has  over  the  past  few  years  been  undergoing what  has  been  called  its own “quiet revolution” in the North American market‐place.  After  a  decade  of  steady  growth,  U.S.  natural  gas  production  started  a  period  of steady decline in 2002, decreasing by two percent per annum on average over the period to 2006.  It  was  generally  accepted  that  the  U.S.  upstream  industry  was  “running  faster  to stand  still”  as  new  production  wells  from  conventional  sources  showed  an increasing rate of decline.  By 2006 the annual decline rate of U.S. gas production was 20% to 30% (depending upon method of calculation).  This meant that the U.S. had to drill enough wells to replace almost one third of its gas production each and every year just to maintain supplies at a constant level.  The decline in production was brought to the attention of the nation as early as mid‐2003 when Alan Greenspan highlighted it in testimony to the Committee on Energy and Commerce at the U.S. House of Representatives In his speech he suggested that “improving technologies have also increased the depletion rate of newly discovered gas reservoirs, placing a strain on supply that has required increasingly larger gross additions from drilling to maintain any given level of dry gas production” and that “if North American natural gas markets are to function with the flexibility exhibited by oil, unlimited access to the vast world reserves of gas is required.”  

Page 156: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

155

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

Figure 16: U.S. Natural Gas Supply Outlook 

 Source: EIA 

 Investment Boom in LNG Facilities  This unleashed an investment boom in U.S. LNG import facilities in the subsequent years. The first indications of the “quiet revolution” underway in the U.S. gas market came  in  2006,  when  contrary  to  expectations  dry  natural  gas  production  figures started to show modest growth (2.5% year‐on‐year).  A 3.2% increase  in growth was seen  in 2007, but  the main  increment was seen  in 2008 with a 6.7% jump in annual production.  So quickly was the rate changing that the Energy Information Administration (EIA) had to revise its production figures upwards between its Annual Energy Outlook in June 2008 and its Short‐term Energy Outlook in October 2008.  Much of  the  increase  in production was noted  to have  come  from unconventional production, mainly  shale  gas, which  had  clearly  started  to more  than  balance  the reduction  from  conventional  sources  and  was  expected  to  increase  significantly over time.  

Page 157: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

156

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

LNG versus Shale Gas  Although there are still some aspects of shale gas production yet to be fully resolved, primarily the extent to which it  is environmentally regulated, there is now general consensus that its impact on the North American market will be significant.  CERA argued in a recent market commentary that the “shale gale” is a game changer for  the U.S.  fuel market which  “transforms  the debate over generating electricity”. They observe  that  “the U.S. electric power  industry  faces very big questions about fuel choice and what kind of new generating capacity to build” and that “some areas such  as  Pennsylvania  and  New  York,  traditionally  importers  of  the  bulk  of  their energy from elsewhere, will instead become energy producers.”  They also hypothesize that “it could also mean that more buses and truck fleets will be converted to natural gas” and that “energy‐intensive manufacturing companies, which have been moving overseas  in search of cheaper energy  in order  to remain globally competitive, may now stay home”.  In  addition  to  being  a  transformational  resource  for  the  U.S.  energy  market,  the emergence of shale gas will also be a game‐changer for global LNG.  

Page 158: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

157

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

Changing Industry Perception  It is probably fair to say that there has been a changing perception of the U.S. market by  LNG  suppliers  in  the  past  three  years.  A  number  of  shifting  elements  have,  in combination, moved  it  from being perceived as an “engine of growth”  to what has been termed a “market of last resort.”  In 2004 many new projects were being underpinned wholly, or in part, by the U.S. market. These included: Atlantic LNG Train 4, Equatorial Guinea LNG, Tangguh LNG in  Indonesia,  RasGas  (2  Trains),  Qatargas  (2  Trains),  Norway’s  Snohvit  LNG, Sakhalin  LNG  in  Russia,  Angola  LNG,  and  Nigeria’s  Brass  LNG  ‐  in  short  North America was  playing  an  important  role  in  pulling  through  almost  all  new  supply projects at  that  time. With  the start of  the rapid rise  in commodity prices  in 2006 there were two concurrent effects take place which impacted this status.  New  LNG  supply  projects  under  construction  started  to  delay  as  engineering, procurement  and  construction  contractor  tightness  and  a  changing  cost  base weighed heavily on delivery schedules.   Dealing with Market Shortage  This  tightened  the  market  as  LNG  buyers,  particularly  those  in  Asia,  sought replacement  volumes. At  the  same  time  rapidly  rising  crude  oil  prices  caused  oil‐linked LNG prices in Asia and Europe to rise to record levels in relation to U.S. Henry Hub prices, thus increasing the pull of these markets on U.S. volumes.  The  growing  market  tightness  was  exacerbated  by  the  shut‐down  of  the  Tokyo Electric Power Co.’s Kashiwazaki‐Kariwa nuclear  facility  in mid‐2007  following an earthquake  in  the region.  In  theory  the sudden  flow of LNG out of  the U.S. market (~2.0  Bcf/d  equivalent)  during  what  was  a  period  of  extreme  global  supply tightness should have moved the U.S. market price upwards.   However,  the Henry Hub  price  instead moved  downwards  in  relation  to  U.S.  Gulf Coast  (USCG) 1% Residual  Fuel Oil  (1% FO) which many  at  the  time  thought had become  a  representative  pricing  point  for  LNG  in  the  U.S.  market,  and  has subsequently traded at an on‐going discount to USGC 1%FO since that date.  

Page 159: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

158

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

In retrospect what we were probably seeing  in 2007 was  the  impact of  increasing shale production on the market, allowing the U.S. market to start to de‐link from the impacts of global pricing.  Despite  the  significant  volume  withdrawal  LNG  was  not  missed  by  the  market  ‐ which did not send the price signals necessary to attract LNG volumes back. These changing  fundamentals  led  to a period of  industry speculation as  to how LNG and shale would  impact each other, particularly once  the global economic recession of 2008  started  to  erode  industrial  gas  demand worldwide  and  it  became  apparent that LNG would once again  likely have to  find  its way back  into the U.S. market  in meaningful quantities.  The industry was rife with speculation that the “tsunami” of LNG that was about to hit the U.S. market would either cause shale gas producers to have to shut‐in, or LNG producers to have to mothball production.  The Zeitgeist of late 2008 was summed up one commentator who said that although “the U.S. no longer needed LNG, LNG needed the U.S..” Although the much heralded LNG wave was  in  fact  delayed  into 2010,  it  is  unlikely  that  even had  it  arrived  in 2009 the majority of either shale‐gas or LNG producers would have been forced to shut‐in.  Understanding the Cost Structure  This misconception comes from a lack of understanding of the cost structure of both supplies  ‐  leading many  to  believe  that  LNG  and  shale  gas  are mutually  exclusive solutions for the North American market.  Existing  LNG  producers, who  can  consider  the  capital  cost  of  their  facilities  sunk, will judge the market opportunity on the basis of whether their short‐run marginal revenue covers their short‐run marginal or variable cost.  CERA has calculated the variable cost for LNG delivered to either the U.S. or Europe ranges between around $0.50 to $2.00 per MMBtu, and observes that although this range is relatively wide, the volumes at the top end are small. LNG costs would have to fall to $1.00 per MMBtu before 3.0 Bcf per day might be shut in, in their view. Gas Matters  concurred  in  June  2009  indicating  that  “unless  gas  prices  in  the  U.S.  and 

Page 160: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

159

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

Europe  fall  well  below  $2.00/MMBtu  for  an  extended  period,  an  LNG  production shut‐in does not appear to be on the horizon.”  Recent speculation in the press has suggested that one of the more distant suppliers, Qatar,  would  even  continue  to  operate  at  zero  netback  rather  than  forego  the revenue from its associated liquids sales. For shale gas the new and rapidly evolving cost base, plus  limited  track record, has  led many  to become confused by  the cost figures.  However,  just  as  in  the  case  of  conventional  production  there  is  no  single meaningful  figure  for  the  cost  of  shale  production.  Some  shales  are  advantaged versus others, both in terms of geographical relationship to market, but also terms of reservoir characteristics, thickness and organic content.  Hence a single basin can be expected to show a range of production costs, from the low cost “sweet spots” to higher cost “tier 2” and “tier 3” locations.  Understanding the Cost Curve  As  a  result  one  should  expect  not  only  different  shale  basins  to  be  distributed throughout  the North American  supply  cost  curve,  but  also  different  areas within the basin to also be likewise distributed. The best protection a shale gas player can have against reducing prices  is  to ensure  that  they are at  the right end of  the cost curve,  making  capture  of  high  quality  assets  and  subsequent  efficient  execution critical components in ensuring long‐term success.  Based  on  the  knowledge  of  the  North  American  market  place,  we  speculate  that some of the higher cost conventional sources are  in fact the marginal price setting gas  resources  in  the  present  market,  and  that  most  shales  and  all  existing  LNG supplies are intra‐marginal (i.e. not the price setter). It has been hard to definitively test  this  thesis  in  the  market  place  of  2009,  despite  relatively  low  prices ($3.81/MMBtu average year to date as of November 30 2009) as the market place has  been  in  contango  for  much  of  the  year,  allowing  gas  producers  to  hedge production forward and access higher prices.  In  addition  it  has  not  been  clear whether  increasing  shale  gas  production  can  be attributed to a continued  improvement  in productivity and hence a reducing cost‐

Page 161: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

160

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

base, or a back‐log of well completions that were only later hooked up and brought into production.   Finally, as already indicated, the expected wave of LNG volumes was deferred into 2010 and so has not pressured or stress‐tested the market.  

Page 162: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

161

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

Impact of Shale Gas on LNG Markets  

Figure 17: U.S. LNG Imports 

 Source: Wood Mackenzie 

 However,  despite  this  uncertainty,  the  resilience  of  shale  gas  production  in  the current demand downturn, coupled with well data and in some cases economic data reported by the producers, plus the magnitude of the resource, appears to be wholly consistent  with  the  view  that  U.S.  gas market  pricing  will  be  set  by  its  own  cost curve, and that it has effectively delinked from the impacts of global pricing.  So how will  the present evolution of  the U.S. market  impact  the LNG  industry? On the one hand there is clearly a reduced expectation that the market will ever reach the size (in terms of LNG imports) that many once speculated. This is illustrated by the evolution of Wood Mackenzie’s forecast for U.S. LNG imports shown in the figure above.  Conversely however, the industry will not return to its former “inflexible self.” The U.S. market  can  still be accessed via abundant  import  infrastructure  (a  total of 15 Bcf/d is presently operational as of October 2009, equivalent to 60% of total global trade  in  2009)  while  the  nature  of  the  U.S.  market  still  allows  for  LNG  trade 

Page 163: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

162

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

flexibility (albeit under somewhat changed circumstances ‐ as a supply‐push rather than market‐pull function).  That said there will still undoubtedly be times when the U.S. market does pull LNG volumes  due  to  price  spikes  driven  by  exogenous  factors.  Our  industry  is  well known for these, is very price reactive to them and it is unlikely that such instances will cease to occur in future.  Broad industry consensus presently appears to be that shale‐gas will result in a U.S. gas market priced between $6.00 and $8.00/MMBtu (real 2009 $) at the Henry Hub and that LNG will be a price‐taker in this market (i.e. will not set the price). There are already  indications  that  the short‐run marginal cost of existing LNG should be comfortably  within  an  intramarginal  position  in  the  North  American  cost  curve, however  this  is  far  from  certain  for  new  LNG  investments  for  which  project sponsors will have  to  judge whether  their  long‐run  full  cycle project  costs give an acceptable rate‐of‐return at forecast long‐range Henry Hub prices.  Impact on New LNG Projects  If new LNG projects are able to clear the Henry Hub price, then we will continue to see the U.S. market used to sanction new projects effectively  taking market timing issues off of project  sanction agendas. A  continued high spread of oil price versus Henry  Hub  would  clearly  incentivize  a  decanting  of  the  U.S.  volumes  into  higher value markets if and when they are able to accommodate the volumes.  Economic  theory  would  suggest  that  this  arbitrage  should  lead  to  closure  of  the spread between Henry Hub and oil prices ‐ with the competition to supply the oil‐indexed markets  pushing  the  oil  indexed  prices  downwards.  However,  this  is  far from certain as an outcome in the scenario for two key reasons: firstly geopolitical constraints  may  limit  the  number  and  timing  of  new  projects,  giving  buyers uncertainty over which projects will develop and when.  Secondly,  the  ownership  of  flexible  volumes,  though  increasing,  is  still  not widely spread, which may act as an inhibitor to competition between these volumes.  

Page 164: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

163

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

Cost of New Projects  A second alternate outcome is possible if the long‐run cost of new projects does not clear  the  long  term  HH  price  outlook.  In  this  case  projects  will  have  to  wait  for premium  markets  in  Asia  and  Europe  to  grow  demand  for  incremental  LNG. Although this scenario suggests that a buyers’ market will develop, again this is not a foregone conclusion for the same reasons as before.  In addition a lower limit to LNG prices will be set by the cost of new projects, which by definition in this scenario will be high (as they don’t clear the Henry Hub). In this scenario  the  decanting  of  existing  U.S.  back‐stopped  LNG  into  other  higher  value markets is likely to result in a reducing quantity of flexible volumes available to the industry  over  time  as  these  are  locked  into  non‐flexible  or  semi‐flexible markets. However,  the U.S. LNG  import  infrastructure will  still  be available  to  the  industry, and will continue to underpin flexible trading in the industry providing a put option with which Asian and European markets can handle volume uncertainty.  In  addition  analysts  believe  that  exogenous  factors  and  the  differing  market fundamentals  (now  including  a  U.S.  cost  curve  underpinned  by  shale  gas)  will continue  to  create  arbitrage  opportunities  for  the  flexible  trader.  The U.S. market may no longer need LNG, but it can still provide a meaningful balancing role to the industry – that genie is out of the bottle, to the extent of 15 Bcf/d of import capacity.  Conclusion  Based on this analysis and our market knowledge we observe that:  

• There  is  now wide  consensus  that  shale  gas  in  North  America  has  been  a transformative  resource  for  the  market,  effectively  restocking  the  North American reserves base. As a result the U.S. natural gas market will no longer need LNG  imports  to meet  long‐term demand and the  long‐run U.S. natural gas price will be set by the cost‐curve for domestic production; 

 • Although LNG will  influence U.S.  prices  over  the  short‐term as  it  is  pushed 

into or pulled  from the market,  it now seems unlikely  to achieve anywhere close  to  the market  share  required  for  LNG  to  become  the marginal  price‐setter over the long term. As a result LNG will remain a price‐taker in the U.S. 

Page 165: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

164

Impact of Gas Shales on the LNG Industry

natural  gas  market  and  will  not  (as  previously  expected)  be  the  conduit through which global prices are transmitted into the U.S. market place; 

 • Given  that LNG  is unlikely  to be able  to  significantly  influence  the  long‐run 

U.S.  gas  price  the  future  growth  of  LNG  in  the  Atlantic  Basin  will  be  very dependent upon the future evolution of LNG project costs in the region. The future LNG industry will  look different if projects are able to clear the long‐run Henry Hub outlook, than if they are not; 

 • LNG and shale gas are not in conceptual competition in the U.S. market place. 

Both  are  just  natural  gas  once  they  are  in  the market  place  and  both  have low‐cost and high‐cost examples. Over the long‐term both low‐cost LNG and low‐cost shale supplies will be advantaged in the U.S. market. LNG will have the flexibility to seek other markets as well; 

 • Analysts  remain optimistic about  the evolution of  the LNG  industry despite 

the  recent market developments  in North America;  global demand  for LNG remains strong; new projects will be developed in the Atlantic Basin and at least  some  (those  best  able  to  control  costs)  will  be  based  on  Henry  Hub pricing; U.S. LNG infrastructure will continue to underpin flexible trading in the  industry  providing  a  ‘put‐option’  with  which  Asian  and  European markets  can  handle  volume  uncertainty,  while  exogenous  factors  and  the differing market fundamentals (now including a U.S. cost curve underpinned by ‘shale gas’) will continue to create arbitrage opportunities for the flexible LNG supplier; 

 • It  is  too  early  to  assess  the  impact  of  shale  gas  in  other  global  locations, 

however  it  is  clear  that unconventional  gas  in  general  is  already having an impact  on  the LNG  industry  in  the  form of Coal Bed Methane  (CBM) based projects  in  Australia  and  it  is  clearly  possible  that  additional  resource developments will be seen elsewhere ‐ on both the market and supply sides of the LNG industry. 

 

Page 166: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

165 Impact of Shale Gas on the Global Energy

Industry

Impact of Shale Gas on the Global Energy Industry    Shale gas – natural gas  from rock  formations – has become an  important resource for energy industry. Earlier its extracting was considered too difficult and expensive but  recent  technological  advances  have made  the  exploitation  of  shale  gas  easier and more cost‐effective. The shale gas revolution has already been spreading in the United States and profoundly transforming the North American natural gas market. Now some are expecting shale gas boom to hit Europe as well.  The  exploitation  of  the  so  called unconventional  natural  gas  sources  –  gas  shales, coalbed methane  and  tight  gas  sands  –  began  in  North  America  approximately  a decade ago. The existence of natural  gas  trapped  in  shale  formations was nothing new  but  the  break‐through  in  technology  –  horizontal  drilling  and  hydraulic fracturing – made shale gas exploitation highly productive. The gas shale resources in North America are huge and the production from shale formations is expected to be the fastest‐growing source of unconventional natural gas production.  According  to  the  U.S.  Energy  Information  Administration  (EIA),  natural  gas production from shale  formations will  increase from 0.03 trillion cubic meters per year in 2006 to 0.12 trillion cubic meters – 18% of total U.S. production – in 2030. Some analysts estimate the production to grow even faster, up to 50% of total U.S. natural gas production in 2020. Resource estimates made by different organizations vary widely and are likely to change over time as new information and technology become  available.  According  to  the  International  Energy  Agency’s  (IEA)  recent estimate, Europe’s unconventional gas reserves could reach 35 trillion cubic meters, of which almost half  in  shale. Although amounting  far  less  than  in North America, the  IEA  estimates  that  these  reserves  would  be  enough  to  substitute  natural  gas imports for 40 years at current levels. It’s not a surprise that the idea of indigenous natural gas reserves sound particularly appealing to Europeans that aim to decrease their  dependence  on  imported  energy.  The  shale  gas  resource  base  is  global  and large  shale  gas  reserves  are  likely  to  exist  for  example  in  China  and Central  Asia, North  Africa,  Latin  America  and  Australia.  It  is  possible  that  unconventional  gas could  change  the  global  geopolitics  of  natural  gas  when  new  supplier  countries emerge and reliance on only a few suppliers decreases.  

Page 167: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

166

Impact of Shale Gas on the Global Energy Industry

However,  the unconventional gas exploration  in Europe  is  in embryonic stage and both  the  size  and  the  exploitability  of  the  European  unconventional  gas  reserves remain  highly  uncertain.  Some  experts  see  great  potential  in  European  shale  gas resources whereas others  regard  the early estimates as highly exaggerated. There are also several factors that can slow down or complicate the shale gas production in Europe. To begin with,  there are considerable geological differences with North America,  and  European  shale  formations  aren’t  expected  to  have  as  much  gas trapped  in  them.  Therefore  the  technology  developed  in  the  U.S.  can’t  just  be transferred to Europe as such. Second, the building up of the required infrastructure takes  some  time,  and  certainly  a  lot  of  money.  In  addition,  drilling  is  a  large operation which can cause problems in densely populated Europe where wide open space is hard to find.   Finally, the environmental impact of the shale gas exploitation has raised concerns in  the U.S. and  this will  likely be brought on  the agenda  in Europe as well. Hence, whatever the size and recoverability of European shale gas reserves, it will certainly take  a  long  time  before  any  significant  shale  gas  production  can  take  place  in Europe. It is expected to take at least a decade before shale gas can have a significant effect  on  European  natural  gas  supply  –  before  2020  only  minimal  production volumes are predicted.  Despite all the uncertainties concerning the potential of Europe’s shale gas reserves, several  oil  and  gas  companies  are  already  exploring  on  European  soil.  Countries, where  exploration  projects  are  taking  place,  include  at  least  Austria,  France, Germany, Hungary, Poland, Sweden and  the U.K.,  and  the  results are  still pending. However, for example the Alum Shale of Sweden, the Silurian Shales of Poland and the Mikulov Shale of Austria are already considered to have high shale gas potential –  according  to  some  estimates  the  recoverable  shale  gas  resources  of  the  three basins combined range up to 4 trillion cubic meters.   On the research front, the 6‐year Gas Shales in Europe (GASH) project was launched in 2009 by the German Research Centre for Geosciences. The aim of the oil industry funded project  is to predict shale gas formation and occurrence in time and space, focusing on the potential gas shales of Europe.  It  is  still worth mentioning  that  even  though  shale  gas  production  in  Europe will require years to start, Europe can benefit from shale gas before that in the form of 

Page 168: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

167 Impact of Shale Gas on the Global Energy

Industry

decreasing natural gas prices and growing  liquefied natural gas (LNG) supply. The North American shale gas boom has already led to oversupply of natural gas in the U.S., which has driven prices down and  forced companies  to  temporarily  cut back drilling. Before the new technological advances in the shale gas production, energy companies were  investing billions of dollars  in LNG  facilities  in  the U.S. Now LNG import terminals run at very low capacity and there has even been discussion about turning them into export terminals  instead. Due to the growing natural gas supply imported  LNG will  no  longer  be  needed  in  the U.S., which will  probably  free  LNG shipments to other destinations. This could cause a slump in natural gas prices even on a global scale and increase LNG affordability.  The IEA expects a large growth in LNG production during the next few years. On the flipside,  it  warns  that  plummeting  natural  gas  prices  and  weakening  demand together with  the current economic situation could  jeopardize  future  investments. This  could  lead  to  re‐tightening  natural  gas markets  after  a  few  years,  when  the demand  for  natural  gas  supplies  recovers.  On  the  other  hand,  if  the  shale  gas exploitation  becomes  more  common  and  spreads  outside  North  America,  the amount of natural gas in the global markets may well increase.  Natural gas fits in well with the targets to reduce carbon emissions because it causes lower carbon emissions than other fossil fuels. It can be seen as a bridge between oil and  coal,  and  renewable  fuels,  and  unconventional  gas  could  indeed  drive  a transformation  in  the  energy  sector.  Another  important  energy  issue,  focal  for Europeans, is security of supply. If European – and worldwide – shale gas reserves proved to be wide and their extraction cost‐effective, shale gas could really turn out to be a game changer.  

Page 169: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

168

Water Issues Facing Shale Gas Production

Water Issues Facing Shale Gas Production    Stormwater Runoff  In order to create an area for drilling a new well, the operator clears and grades an area that can accommodate one or more wellheads; several pits for holding water, drill  cuttings,  and  used  drilling  fluids;  and  space  for  the  many  trucks  used  to complete a  frac  job. Typically,  this space will be 3 to 5 acres  in size, plus any area disturbed  to  create  an  access  road  from  the  nearest  public  road  to  the well  pad. Most of the figures in this chapter are photos taken by the author at several different Marcellus Shale well sites in southwestern Pennsylvania on a rainy day in May 2009 (photos from other locations are identified).  

Figure 18: Well Pad Showing Drilling Rig 

 Source: U.S. DOE 

 

Page 170: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

169

Water Issues Facing Shale Gas Production

Figure 19: Well Pad Showing Equipment Used for Frac Job 

 Source: U.S. DOE 

 Figure 20: Well Pad Showing Completed Wellhead 

Source: U.S. DOE 

Page 171: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

170

Water Issues Facing Shale Gas Production

 Figure 21: Access Road at Recently Completed Well 

            

Source: U.S. DOE  These photos  give  an  idea  of  the  amount  of  disturbed  land  there  is  at  a well  site. Most  operators  employ  appropriate management  practices  to  control  stormwater runoff. The figures below show some of the stormwater management structures that are used to capture offsite stormwater and divert it around the disturbed well pad area. This reduces the amount of water that carries sediment. The water falling on disturbed areas of the site can be controlled through the application of gravel to the well pad and road surfaces or through onsite collection pits.   

Page 172: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

171

Water Issues Facing Shale Gas Production

Figure 22: Stormwater Diversion Ditch to Collect Offsite Water 

                   

Source: U.S. EPA  

Figure 23: Lower End of Stormwater Diversion Ditch 

             

Page 173: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

172

Water Issues Facing Shale Gas Production

Source: U.S. EPA  

Figure 24: Stormwater Control Structure 

               

Source: U.S. EPA  

Water Supply for Drilling and Other Processes  The  second  important  water  issue  involves  finding  an  adequate  and  dependable supply of water  to  support well  drilling  and  completion  activities. Water used  for drilling  and  making  up  frac  fluids  can  come  from  several  sources:  surface  water bodies, groundwater, municipal potable water supplies, or reused water from some other  water  source  (most  commonly  this  is  flowback  water  from  a  previously fractured well).  GWPC  and  ALL  (2009)  provide  estimates  of  water  requirements  for  four  of  the major shale gas plays. The water required for drilling a typical shale gas well ranges from 1,000,000 gallons in the Haynesville Shale to 60,000 gallons in the Fayetteville Shale, depending on  the  types of drilling  fluids used and  the depth and horizontal extent of the wells. The Marcellus Shale drilling volume falls near the lower end of this  range  at  80,000  gallons  per  well.  The  volume  needed  to  fracture  a  well  is considerably  larger.  According  to  GWPC  and  ALL  (2009),  the  frac  fluid  volume 

Page 174: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

173

Water Issues Facing Shale Gas Production

ranges from 3,800,000 gallons per well in the Marcellus Shale to 2,300,000 gallons per well in the Barnett Shale.  Another  source  of  information  on  the  amount  of  water  used  per  well  is  a presentation given by a representative of the Susquehanna River Basin Commission (SRBC) on volumes of water withdrawn for Marcellus Shale gas well development. A large  portion  of  the  Marcellus  Shale  underlies  the  Susquehanna  River  basin watershed.  Any  water  usage  within  the  watershed  is  subject  to  oversight  by  the SRBC. Hoffman  (2010)  notes,  that  as  of  January  2010,  the  SRBC had  data  for  131 wells. The total volume of water withdrawn through that date is 262 million gallons, with  45%  coming  from  public  water  supplies  and  the  other  55%  coming  from surface water sources. The average total volume of fluid used per well is 2.7 million gallons,  with  2.2  million  gallons  of  that  coming  from  freshwater  sources  and  0.5 million gallons coming from recycled flowback water. No information was provided by Hoffman (2010) concerning whether the wells in the SRBC data set were vertical or horizontal wells (a vertical well requires much less water for a frac job than does a horizontal well).  Water can be brought to the site by numerous tank trucks or, where another source of water is available within a mile or so, it can be piped to the site.   Water Flowing to the Surface   The  third  important  water  issue  involves  managing  the  water  that  comes  to  the surface from the gas well. During the frac job, the operator injects a large volume of water into the formation. Once the frac job is finished, the pressure is released, and a portion of the injected water flows back to the surface in the first few days to weeks. This water is referred to as flowback or flowback water. Over a much longer period of  time,  additional water  that  is  naturally  present  in  the  formation  (i.e.,  produced water) continues to flow from the well. While some authors consider flowback to be just  one  part  of  the  produced water,  this  report  distinguishes  flowback  from  the ongoing produced water. Both flowback and produced water typically contain very high  levels  of  total  dissolved  solids  (TDS)  and  many  other  constituents.  Over  an extended period of time, the volume of produced water from a given well decreases.  Not all of the injected frac fluid returns to the surface. GWPC and ALL (2009) report that  from  30%  to  70%  of  the  original  frac  fluid  volume  returns  as  flowback. However,  anecdotal  reports  from  Marcellus  operators  suggest  that  the  actual 

Page 175: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

174

Water Issues Facing Shale Gas Production

percentage is at or below the lower end of that range. The rest of the water remains in pores within the formation. The SRBC data set described in the previous section shows that about 13.5% of the injected frac fluid is recovered.  Operators  must  manage  the  flowback  and  produced  water  in  a  cost‐effective manner that complies with state regulatory requirements. The primary options are: Inject underground through a disposal well (onsite or offsite), Discharge to a nearby surface water body, Haul to a municipal wastewater treatment plant (often referred to as a publicly owned treatment works or POTW), Haul to a commercial industrial wastewater treatment facility, and Reuse for a future frac job either with or without treatment.  

• Inject underground through a disposal well (onsite or offsite); • Discharge to a nearby surface water body; • Haul  to  a  municipal  wastewater  treatment  plant  (often  referred  to  as  a 

publicly owned treatment works or POTW); • Haul to a commercial industrial wastewater treatment facility, and Reuse for 

a future frac job either with or without treatment.    

Page 176: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

175

Major Players in Gas Shales

Major Players in Gas Shales   Anadarko Petroleum  Anadarko  Petroleum  Corporation  (Anadarko)  is  an  independent  oil  and  gas exploration and production company, with 2.3 billion barrels of oil equivalent (BOE) of proved reserves as of December 2009. The company also markets natural gas, oil, and natural gas liquids (NGLs); and owns and operates gas gathering and processing systems. The company is also engaged in the hard minerals business. The company operates  in  the  U.S.,  Algeria,  Brazil,  China,  Cote  d'Ivoire,  Ghana,  Indonesia, Mozambique, and Sierra Leone.  Anadarko operates through three segments: oil and gas exploration and production; midstream; and marketing.  The  oil  and  gas  exploration  and  production  segment  explores  for  and  produces natural  gas,  crude  oil,  condensate,  and  NGLs.  The  company's  major  areas  of operation  are  located onshore  in  the U.S.,  the deepwater  of  the Gulf  of Mexico,  as well  as  in Algeria, Brazil, China, Cote d'Ivoire, Ghana,  Indonesia, Mozambique, and Sierra Leone, among other countries. Anadarko had proved reserves of 7,764 billion cubic  feet (Bcf) of natural gas and 1,010 millions of barrels (MMBbls) of crude oil, condensate and, NGLs,  as of December 31, 2009. Anadarko had proved developed reserves of 5,884 Bcf of natural gas and 499 million barrels (MMBbls) of crude oil, condensate, and NGLs, as of December 31, 2009.  The company's oil and gas exploration and production business in the U.S. includes the Lower 48 states, Alaska, and the deepwater Gulf of Mexico. Reserves in the U.S. comprised  89%  of  Anadarko's  total  proved  reserves  at  year‐end  2009.  The company's drilling efforts in the U.S. resulted in 979 natural gas wells, 40 oil wells, and 21 dry holes, during FY2009. At the end of FY2009, about 75% of the company's proved reserves were located onshore in the Lower 48 states. Anadarko's operation in Alaska is concentrated primarily on the North Slope. Anadarko owns an average 66% working interest in 575 blocks in the deepwater Gulf of Mexico and has access to  an  additional  six  blocks  through  participation  agreements.  The  company  holds interests in 26 producing fields and is in the process of developing seven additional fields in the area. 

Page 177: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

176

Major Players in Gas Shales

 The company is also engaged in oil and gas exploration and production in the Sahara desert of Algeria in Blocks 404 and 208. During FY2009, six development wells were drilled  in  Blocks  404  and  208;  and  during  FY2010  the  company  expects  to  drill approximately 10 development wells in the two blocks  The  company's  other  international  oil  and  gas  production  and/or  development operations are located primarily in China. The company has exploration acreage in China,  Brazil,  Ghana,  Indonesia,  and  other  areas.  Around  11%  of  the  company's proved  reserves  were  located  in  these  other  international  locations  in  FY2009. Anadarko drilled 44 wells in international areas in FY2009.  

Page 178: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

177

Major Players in Gas Shales

The midstream segment engages in gathering, processing, treating, and transporting Anadarko's and third party oil and gas production. The company owns and operates natural  gas  gathering,  treating  and  processing  systems  in  the  U.S..  The  company invests in midstream (gathering and processing) facilities to complement its oil and gas  operations  in  regions  where  the  company  has  natural  gas  production.  In addition,  Anadarko's  midstream  business  provides  gathering,  treating,  and processing  services  for  third‐party  customers,  including  major  and  independent producers. The  company also processes  a portion of  its  gas  at  various  third‐party plants.  Anadarko  has  28  systems  in  seven  states  (Wyoming,  Colorado,  Utah,  New Mexico, Kansas, Oklahoma, and Texas) located in major onshore producing basins.  The marketing segment sells most of Anadarko's production, as well as commodities purchased from third parties. The company markets natural gas, oil, and NGLs in the U.S.,  and  markets  oil  from  Algeria  and  China.  Under  this  segment,  the  company manages the sales of Anadarko's natural gas, crude oil, and NGLs. The company also purchases  natural  gas,  crude  oil,  condensate,  and  NGLs  for  resale  primarily  from partners  and  producers  near  Anadarko's  production.  It  sells  natural  gas  under various contracts. The company is also engaged in sales of greenhouse gas emission reduction credits (ERCs) derived from carbon dioxide (CO2) injection operations in Wyoming.  The company's key products and services include the following:  Oil and gas exploration and production:  

• Natural gas • Crude oil • Condensates • Natural gas liquids (NGLs) 

 Midstream:  

• Gathering, processing, treating, and transporting oil and gas production • Gas processing 

 Marketing:  

Page 179: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

178

Major Players in Gas Shales

• Selling natural gas, crude oil, and NGLs • Reselling natural gas, crude oil, condensate, and NGLs • Selling greenhouse gas emission reduction credits (ERCs) 

 Contact Details:  Anadarko Petroleum Corporation 1201 Lake Robbins Drive  The Woodlands, TX 77380  United States of America Tel: +1‐832‐636‐1000  Fax: +1‐832‐636‐8220  Website: http://www.anadarko.com  Apache Corporation  Apache Corporation (Apache) is an independent energy company that explores for, develops,  and  produces  natural  gas,  crude  oil,  and  natural  gas  liquids.  In  North America, the company's exploration and production interests are focused in the Gulf of Mexico, the Gulf Coast, East Texas, the Permian basin, the Anadarko basin, and the Western  Sedimentary  basin  of  Canada.  Outside  of  North  America,  Apache  has exploration  and  production  interests  onshore  Egypt,  offshore  Western  Australia, offshore UK in the North Sea (North Sea), and onshore Argentina. The company also has exploration interests on the Chilean side of the island of Tierra del Fuego.  Apache's reportable segments are managed based on their geographic locations. In the  U.S.,  Apache's  exploration  and  production  activities  are  spread  between  two regions: Gulf Coast and Central.  The Gulf  Coast  region  comprises  the  company's  interests  in  and along  the Gulf  of Mexico, in the areas on‐and offshore Louisiana and Texas. Apache is the largest held‐by‐production acreage holder  and  the  second  largest producer  in Gulf waters  less than 1,200  feet  deep. The  region  also holds  1.2 million  gross  acres  along  the Gulf Coast of Louisiana and Texas. As of year‐end 2009, the Gulf Coast region accounted for  approximately  20%  of  Apache's  worldwide  production,  about  21%  of  its revenues,  and  held  13%  of  its  estimated  proved  reserves.  In  FY2009,  the  region 

Page 180: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

179

Major Players in Gas Shales

drilled  or  participated  in  26  wells  and  performed  217  workovers  and recompletions.  The  Central  region  includes  assets  in  the  Permian  basin  of West  Texas  and  New Mexico  and  the  Anadarko  basin  of  western  Oklahoma  and  the  Texas  Panhandle. Over the past decade, the region has grown from approximately 3,000 wells to over 10,000;  and  for  the  year  end  2009,  represents  27%  of  Apache's  proved  reserves. During FYZ2009 Apache operated or participated  in drilling 135 wells; 99% were completed  as  producers.  The  region  also  performed  810  workovers  and recompletions.  Apache's  exploration  and  development  activity  in  the  Canadian  region  has  4.4 million  net  acres  across  the  provinces  of  British  Columbia,  Alberta,  and Saskatchewan.  The  region  comprises  22%  of  the  company's  estimated  proved reserves.  In  addition  Apache  and  EnCana,  as  50%  partners,  control  more  than 400,000 acres in the Horn River Basin shale‐gas play in northeast British Columbia. To  appraise  and  develop  oil  and  natural  gas  resources  in  the  province  of  New Brunswick,  Apache  entered  into  a  farm‐in  agreement with  Corridor  Resources,  in December 2009. In FY2009, Apache drilled or participated in 201 wells  in Canada, 41 of which were in the Horn River Basin.  In  Egypt,  the  company  holds  more  than  11  million  gross  acres  in  21  separate concessions  (18  producing  concessions)  in  the  Cretaceous  Upper  Bahariya formations and in deeper  intervals  from Lower Cretaceous to Jurassic.  In addition, the  company  also  produces  liquid  hydrocarbons  and  natural  gas  in  the  Western Desert.  In  FY2009,  the  company's  Egypt  region  contributed  30%  of  Apache's production  revenue,  26%  of  total  production,  and  13%  of  total  estimated  proved reserves.  In  FY2009, Apache had  an  active  drilling  program  in Egypt,  drilling 164 wells,  including  nine  new  field  discoveries,  and  conducted  792  workovers  and recompletions.  Apache's  exploration  activity  in  Australia  is  focused  in  the  offshore  Carnarvon, Gippsland, and Browse basins where it holds 4.3 million net acres in 31 exploration permits,  14  production  licenses,  and  3  retention  leases.  In  FY2009,  the  region increased  equivalent  production  40%  and  accounted  for  approximately  7%  of  its total production. During the year, the region participated in drilling 33 wells, which generated 28 productive wells. 

Page 181: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

180

Major Players in Gas Shales

 Apache's North Sea operations are concentrated at the Forties Field. In FY2009, the North  Sea  region  produced  22.4  million  barrel  of  oil  equivalent  (MMboe), approximately 11% of the company's total production.  In Argentina, Apache's oil and gas assets are located in the Neuquen, Rio Negro, and Tierra del  Fuego.  In  FY2009,  the  company had 16.6 MMboe of  production,  drilled 29.6 net wells  (32 gross),  and performed 57 additional  capital projects. Argentina holds approximately 5% of the company's total estimated proved reserves.  In Chile, Apache has the exploration rights on two blocks comprising one million net acres  in Tierra del Fuego. This acreage  is  adjacent  to  its 552,000 net acres on  the Argentinean side of Tierra del Fuego.  The company holds  interests  in many of  its U.S., Canadian, and other  international properties  through  subsidiaries,  including  Apache  Canada,  DEK  Energy  Company (DEKALB), Apache Energy (AEL), Apache North America, and Apache Overseas.  As of December 2009, Apache had total estimated proved reserves of 1,067 million barrels (MMbbls) of crude oil, condensate, and NGLs and 7.8 trillion cubic feet (Tcf) of  natural  gas.  Combined,  these  total  estimated proved  reserves  are  equivalent  to 2.4 billion barrels of oil equivalent or 14.2 Tcf of natural gas.  The company's key products include the following:  

• Liquefied natural gas (LNG) • Natural gas • Crude oil 

 Contact Details: Apache Corporation 2000 Post Oak Boulevard Suite 100  Houston, TX 77056 4400  United States of America Tel: +1‐713‐296‐6000  Website: http://www.apachecorp.com  

Page 182: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

181

Major Players in Gas Shales

Bill Barrett Corporation  Bill  Barrett  Corporation  (Bill  Barrett)  is  engaged  in  the  exploration,  development and production of natural gas and crude oil. The company primarily operates in the U.S..  The  company  has  exploration  and  development  projects  in  seven  basins  and  a regional  over  thrust  belt  in  the  Rocky  Mountains  region.  These  basins  are  the Piceance, the Wind River, the Uinta, the Powder River, Montana Overthrust Belt, the Paradox and the Big Horn.  Bill Barrett's Piceance basin is located in northwestern Colorado, and includes 106 million  cubic  feet  equivalent  per  day  (MMcfe/d)  net  production,  532 billion  cubic feet  (Bcfe) of  estimated net proved  reserves,  490 net producing wells  and 46,653 net undeveloped acres.  The company's Wind River Basin  is  located  in central Wyoming and operations  in the  basin  include  field  expansion  programs,  recompletions,  as well  as  exploration projects. It includes 9.6 Bcfe net production, 165 gross producing wells and 226,636 net undeveloped acres.  Bill  Barrett's  Uinta  Basin  is  located  in  northeastern  Utah  and  development operations  are  conducted  primarily  in  West  Tavaputs.  It  includes  198,800  net undeveloped acres, 24.8 MMcfe/d net production and 29.7 Bcfe proved reserves.  The  company's  Powder  River  Basin  is  located  in  northeastern  Wyoming.  Its operations  are  focused  on  the  development  drilling  of  coalbed  methane  wells, typically  to  a  depth  of  1,200  feet.  It  includes  62,025  net  undeveloped  acres,  39.3 MMcfe/d net production and 63.5 Bcfe proved reserves.  Bill Barrett's Montana Overthrust Belt  is a  linear structural  feature that runs  from southern Utah through the Canadian Rockies.  It  includes 165,667 net undeveloped acres.  The company's Paradox Basin is located in southwestern Colorado and southeastern Utah. The company  is  testing a shale gas concept and plan  to  test a structure play along the flanks of large salt diapirs. It includes 295,276 net undeveloped acres. 

Page 183: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

182

Major Players in Gas Shales

 Bill Barrett's Big Horn Basin is located in north central Wyoming. It includes 58,367 net undeveloped acres.  The company's subsidiaries include the following: Bill Barrett CBM Corporation, and Circle B Land Co.  The company's key products and activities include the following:  Products:  

• Oil • Natural gas 

 Activities:  

• Exploration and development of oil and natural gas  Contact Details:  Bill Barrett Corporation 1099 18th Street Suite 2300  Denver, CO 80202  United States of America Tel: +1‐303‐293‐9100  Fax: +1‐303‐291‐0420  Website: http://www.billbarrettcorp.com  

Page 184: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

183

Major Players in Gas Shales

Chesapeake Energy  Chesapeake  Energy  Corporation  (Chesapeake)  is  engaged  in  the  exploration  and production of natural gas and oil. It is the second largest producer of natural gas in the  U.S..  The  company  owns  interests  in  approximately  44,100  producing  natural gas and oil wells that produce approximately 2.4 billion cubic feet equivalent (bcfe) per day, 93% of which is natural gas.  Chesapeake  operates  through  three  business  segments:  natural  gas  and  oil; marketing, gathering, and compression (midstream); and service operations.  Under  its  natural  gas  and  oil  segment,  the  company  focuses  on  its  natural  gas exploration,  development,  and  acquisition  efforts  in  eight  operating  areas.  These operating areas are: Barnett Shale; Fayetteville Shale; Haynesville Shale (including the Bossier Shale); Marcellus Shale; Mid‐Continent; Permian and Delaware Basins; South  Texas/Gulf  Coast/Ark‐La‐Tex  (including  the  Eagle  Ford  Shale);  and Appalachian Basin (excluding the Marcellus Shale).  Chesapeake's  Barnett  Shale  proved  reserves  represented  3.434  trillion  cubic  feet equivalent (tcfe), or 24%, of the company's total proved reserves as of December 31, 2009. During FY2009,  the Barnett  Shale  assets produced 238 bcfe,  or 26%, of  the company's  total  production.  Chesapeake's  Fayetteville  Shale  proved  reserves represented  2.167  tcfe,  or  15%,  of  the  company's  total  proved  reserves  as  of December 31, 2009. During FY2009, the Fayetteville Shale assets produced 91 bcfe, or 10%, of the company's total production.  Chesapeake's Haynesville Shale proved reserves represented 1.834 tcfe, or 13%, of its total proved reserves as of December 31, 2009. During FY2009, the Haynesville Shale  assets  produced  85  bcfe,  or  10%,  of  the  company's  total  production. Chesapeake's Marcellus Shale proved reserves represented 259 bcfe, or 2%, of  the company's  total  proved  reserves  as  of  December  31,  2009.  During  FY2009,  the Marcellus Shale assets produced 15 bcfe, or 2%, of the company's total production.  Chesapeake's Mid‐Continent proved  reserves of 4.098  tcfe  represented 29% of  its total proved reserves as of December 31, 2009. During FY2009, this area produced 305  bcfe,  or  34%,  of  the  company's  total  production.  Chesapeake's  Permian  and Delaware  Basin  proved  reserves  represented  741  bcfe,  or  5%,  of  its  total  proved 

Page 185: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

184

Major Players in Gas Shales

reserves as of December 31, 2009. During FY2009, the Permian assets produced 75 bcfe, or 8%, of the company's total production.  The  proved  reserves  of  the  company's  South  Texas/Texas  Gulf  Coast/Ark‐La‐Tex regions represented 565 bcfe, or 4%, of its total proved reserves as of December 31, 2009. During FY2009, these assets produced 67 bcfe, or 7%, of the company's total production.  Chesapeake's  Appalachian  Basin  proved  reserves  represented  1.156 tcfe, or 8%, of its total proved reserves as of December 31, 2009. During FY2009, the Appalachian assets produced 30 bcfe, or 3%, of the company's total production.  In FY2009, the company had interests in approximately 44,100 productive wells, of which 36,950 were  classified  as primarily  natural  gas productive wells  and 7,150 were  classified  as  primarily  oil  productive  wells.  Chesapeake  operates approximately 25,150 of  its 44,100 productive wells. During FY2009, the company drilled  1,212  wells  and  participated  in  another  994  wells  operated  by  other companies.  The  company  operates  approximately  80%  of  its  current  daily production volumes. Further, in FY2009, the company had 13,510 billion cubic feet (bcf) of total proved natural gas reserves and 124 million barrels (mmbbl) of total proved oil reserves.  Under its midstream segment, the company is engaged in marketing, gathering, and compression  activities.  Chesapeake  Energy  Marketing,  Chesapeake's  marketing subsidiary, provides natural gas and oil marketing services. These services include commodity price structuring, contract administration, and nomination services  for Chesapeake, its partners, and other producers.  Through  its  gathering  operations,  Chesapeake  invests  in  gathering  systems  and processing  facilities  to  complement  its  natural  gas  operations  in  regions where  it has  significant  production  and  additional  infrastructure  is  required.  Under  its compression  business,  Chesapeake's  wholly‐owned  subsidiary,  MidCon Compression,  operates  wellhead  and  system  compressors  to  facilitate  the transportation of the company's natural gas production.  The service operations segment of Chesapeake  is engaged  in drilling activities and trucking  business.  Chesapeake  is  engaged  in  drilling  activities  through  its wholly‐owned drilling subsidiary, Nomac Drilling Corporation. The company  is  the  fourth 

Page 186: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

185

Major Players in Gas Shales

largest drilling  rig contractor  in  the U.S.. The company's drilling  rigs are currently operating in Oklahoma, Texas, Arkansas, Louisiana, and Appalachian regions.  Chesapeake's  trucking  business  is  utilized  primarily  to  transport  drilling  rigs  for both  Chesapeake  and  third  parties.  As  of  December  2009,  the  company's  fleet included 255 trucks and 19 cranes, which mainly service the Mid‐Continent, Barnett Shale, and Appalachian regions.  The company's key products and activities include the following:  Products:   

• Natural gas  • Oil  

 Activities:   

• Exploration and production of oil and natural gas  • Discovery, acquisition, and development of conventional and unconventional 

natural gas reserves  Contact Details:  Chesapeake Energy Corporation 6100 North Western Avenue  Oklahoma City, OK 73118  United States of America Tel: +1‐405‐848‐8000  Fax: +1‐405‐843‐0573  Website: http://www.chk.com   Devon Energy  Devon  Energy  is  an  independent  oil  and  gas  producer  in  the  U.S.  and  one  of  the largest independent processors of natural gas and natural gas liquids (NGL), such as propane, butane, and ethane, in North America. The company also owns natural gas 

Page 187: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

186

Major Players in Gas Shales

pipelines  and  processing  and  treatment  facilities  in  many  of  its  producing  areas, making it one of North America's larger processors of NGLs.  Devon  Energy's  revenue mix  is  about  52.5%  from  natural  gas,  35%  from  oil,  and 12.5% from NGLs. The company's major operations are concentrated in the U.S. and Canada. Devon Energy also has offshore operations that are situated principally  in the Gulf of Mexico and regions located offshore Azerbaijan, Brazil, and China. Devon Energy  is  in  process  of  divesting  its  offshore  assets.  The  decision  to  monetize offshore assets  is  to utilize  the capital and human resources  in a more productive manner. As a result, the focus is going to be more on the assets onshore in the U.S. and Canada.  The  company  identifies  its  segments  based  on  geographic  areas:  the  U.S.  and Canada.  The  company's  operations  in  the  U.S.  are  focused  in  Barnett  Shale,  Carthage, Washakie,  Groesbeck, Woodford  Shale,  and  the  Permian Basin.  The  company  also has  certain  midstream  assets  like  natural  gas  and  NGL  processing  plants  and pipeline  systems. These assets  include approximately 3,100 miles of pipeline,  two natural  gas  processing  plants with  750 million  cubic  feet  (mmcf)  per  day  of  total capacity, and 15 thousand barrels (MBbls) per day NGL fractionators. These assets serve  the  Barnett  Shale  region  in  north  Texas.  To  support  its  production  in  the Woodford  Shale,  located  in  southeastern Oklahoma,  the  company  has  constructed the Northridge natural gas processing plant that has a capacity of 200 mmcf per day.  Its midstream assets also include its 50% ownership interest in the Access Pipeline transportation  system  in  Canada.  This  is  a  220‐mile  dual  pipeline  system  which extends from the company's Jackfish operations in northern Alberta to a 350 MBbls storage  terminal  in  Edmonton.  The  dual  pipeline  system  allows  the  company  to blend  the  Jackfish  heavy  oil  production  with  condensate  and  transport  the combined product to the Edmonton crude oil market.  Devon  Energy's  Canadian  deep  basin  operations  include  portions  of  west  central Alberta,  east  central  British  Columbia,  and  Peace  River  Arch  operations.  In Northeast  British  Columbia,  the  company's  assets  are  located  primarily  in  British Columbia and to a lesser extent in northwestern Alberta, which produce principally 

Page 188: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

187

Major Players in Gas Shales

natural gas  from conventional reservoirs. These centers primarily produce natural gas and NGLs from conventional reservoirs.  Devon Energy has also assembled an asset base offshore Brazil, including the Polvo oil field and two oil discoveries in the Campos Basin that await development.  The company's key products and services include the following:  

• Exploration, production, processing, and marketing of oil • Exploration, production, processing, and marketing of natural gas • Exploration,  production,  processing,  and  marketing  of  natural  gas  liquids 

(NGLs)  Contact Details:  Devon Energy Corporation 20 North Broadway  Oklahoma City, OK 73102 8260  United States of America Tel: +1‐405‐235‐3611  Fax: +1‐405‐552‐4550  Website: http://www.devonenergy.com  

Page 189: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

188

Major Players in Gas Shales

EnCana  EnCana  Corporation  (EnCana)  is  one  of  North  America's  leading  natural  gas producers.  It  is  among  the  largest  holders  of  natural  gas  and  oil  resource  lands onshore North America and is a technical and cost leader in the in‐situ recovery of oil  sands  bitumen.  In  November  2009,  EnCana  completed  a  corporate reorganization  to  split  into  two  independent  publicly  traded  energy  companies: EnCana  Corporation,  a  natural  gas  company,  and  Cenovus  Energy  (Cenovus),  an integrated  oil  company.  EnCana  holds  a  diversified  portfolio  of  prolific  shale  and other gas resource plays in key basins stretching from northeast British Columbia to Louisiana. Its operations are primarily located in Canada and the U.S..  EnCana through the following segments: Canada, the U.S., market optimization, and corporate and others.  The Canada segment is engaged in the exploration, development, and production of natural  gas,  crude  oil,  and  natural  gas  liquids  (NGLs)  and  other  related  activities within  the  Canadian  cost  centre.  The  segment  comprises  the  Canadian  plains division  and  the  Canadian  foothills  division.  In  conjunction  with  the  split transaction,  the  upstream  assets  formerly  included  in  EnCana's  Canadian  Plains division and integrated oil division has been transferred to Cenovus.  The Canadian plains division encompasses the majority of EnCana's  legacy natural gas  production  activities  in  southern  Alberta  and  Saskatchewan  as  well  as  the corporation's  crude  oil  (excluding  in‐situ  bitumen)  development  and  production activities in Alberta and Saskatchewan. Three key resource plays are located in the Canadian Plains Division: Shallow Gas, Pelican Lake, and Weyburn. The Shallow Gas key  resource  play  is  contained  within  the  Suffield,  Brooks  North,  and  Langevin areas.  The Canadian (formerly the Canadian foothills division) division includes EnCana's key natural  gas  growth  assets  in British Columbia  and Alberta.  Four  key  resource plays are located in the Canadian division: Greater Sierra, Cutbank Ridge, Bighorn in west central Alberta, and CBM. The CBM key resource play (Horseshoe Canyon CBM, and  commingled  shallow  gas)  is  located  within  the  Clearwater  business  unit.  In addition, EnCana has established a land position in the Horn River Devonian shale, located adjacent to the Greater Sierra key resource play. 

Page 190: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

189

Major Players in Gas Shales

 The  company's  U.S.  segment  includes  the  development  and  production  of  natural gas  within  the  U.S.  cost  centre.  The  U.S.  downstream  refining  assets  were transferred  to  Cenovus  which  were  formerly  included  in  the  company's  U.S. segment. EnCana's operations in the U.S. segment are focused on exploiting long‐life unconventional natural gas formations in the Jonah field in southwest Wyoming, the Piceance Basin in northwest Colorado, and the East Texas and Fort Worth basins in Texas. The segment is also focused on the development of the Haynesville shale play located in Louisiana and Texas and the recent entrance into the Marcellus shale play located in Pennsylvania. The U.S. segment also has interests in natural gas gathering and processing assets, primarily in Colorado, Wyoming, Texas, and Utah.  The company sells its production through the market optimization segment. Market optimization  activities  are managed  by  EnCana's  business  development,  Canadian gas marketing, and power corporate group and by divisional marketing groups. The market  optimization  segment  is  focused  on  enhancing  the  netback  price  of  the company's  proprietary  production.  Market  optimization  activities  include  third party  purchases  and  sales  of  product  to  provide  operational  flexibility  for transportation  commitments,  product  type,  delivery  points,  and  customer diversification.  The  corporate  and  others  segment  mainly  includes  unrealized  gains  or  losses recorded on derivative financial instruments.  The company's key operation includes the following:  

• Natural gas exploration, production, and processing  Contact Details:  EnCana Corporation 1800 855 2nd Street South West Calgary Alberta T2P 2S5  Canada Tel: +1‐403‐645‐2000  

Page 191: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

190

Major Players in Gas Shales

Fax: +1‐403‐645‐3400  Website: http://www.encana.com   EOG Resources  EOG  Resources  (EOG),  once  part  of  the  energy  company  Enron,  became  an independent  entity  in  1999  and  changed  its  name  from  Enron  Oil  &  Gas  to  EOG Resources.  EOG,  together  with  its  subsidiaries,  explores,  develops,  produces,  and markets natural gas and crude oil primarily  in major producing basins  in  the U.S., Canada,  offshore Trinidad,  the UK,  and China.  It  is  one of  the  largest  independent (non‐integrated) oil and natural gas companies  in the U.S. with proved reserves  in the U.S., Canada, Trinidad, the UK, and China.  All  of  EOG's  operations  are  related  to  natural  gas  and  crude  oil  exploration  and production  and  its  operations  are  grouped  into  two  reportable  segments: exploration and production operations in the U.S. and Canada; and exploration and production operations outside the U.S. and Canada.  As on December 31, 2009, EOG's total estimated net proved reserves were 10,776 billion  cubic  feet  equivalent  (Bcfe),  of  which  8,898  billion  cubic  feet  (Bcf)  were natural gas reserves and 220 million barrels (MMBbl), or 1,317 Bcfe, were crude oil and  condensate  reserves  and  93  MMBbl,  or  561  Bcfe,  were  natural  gas  liquids reserves  Approximately  75%  of  EOG's  reserves  on  a  natural  gas  equivalent  basis were located in the U.S., 16% in Canada, and 9% in Trinidad.  The  U.S.  operations  are  grouped  into  independent  business  units  with  each  unit focusing  on  certain  basins  in  a  particular  geographic  region.  The  independent business  units  are  Midland  (Texas),  Denver  (Colorado),  Oklahoma  City/Mid‐Continent,  Tyler  (Texas),  Corpus  Christi  (Texas),  Pittsburgh  (Pennsylvania),  and Houston Texas/Offshore,  in the U.S.; and Calgary in Canada. Other producing areas in  the U.S. are  in Wyoming, Utah, South and East Texas,  the Mississippi Salt Basin, the  offshore  Gulf  of Mexico,  New Mexico,  Val  Verde,  and Midland  Basins  of West Texas. The company's other U.S. natural gas and crude oil producing properties are located primarily in other areas of Texas, Utah, Oklahoma, California, and Kansas. As of FY2009, approximately 81% of  the company's proved U.S. and Canada reserves are of natural gas while  the remaining 19% are crude oil,  condensate, and natural 

Page 192: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

191

Major Players in Gas Shales

gas  liquids.  As  of  December  2009,  EOG  held  approximately  4,185,000  net undeveloped acres in the U.S..  EOG's  Canadian  operations  are  carried  out  through  its  subsidiary  EOG  Resources Canada (EOGRC). The company's offices are located in Calgary and Alberta. During FY2009,  EOGRC  drilled  or  participated  in  98  net  wells  and  net  crude  oil  and condensate  and natural  gas  liquids production  increased by 41%  to 5,200 barrels per day (MBbld) and natural gas production increased 1% to 224 million cubic feet per day (MMcfd). As of December 2009, EOGRC held approximately 1.66 million net undeveloped acres in Canada.  Apart from North America, the company also has operations in offshore Trinidad, in the  UK  North  Sea,  East  Irish  Sea,  and  the  China  Sichuan  Basin;  and  is  evaluating additional  exploration,  development,  and  exploitation  opportunities.  In  FY2009, EOG's average net production from Trinidad was 273 MMcfd of natural gas and 3.1 MBbld of crude oil and condensate. As of December 2009, EOG held approximately 156,000 net undeveloped acres  in Trinidad. In FY2009, EOG delivered net average production  of  seven  MMcfd  of  natural  gas  in  the  UK;  and  held  approximately 277,000 net undeveloped acres in the UK.  EOG  also  has  exploration  rights  in  the  Chuanzhong  Block  exploration  area  in  the Sichuan  Basin,  Sichuan  Province,  China,  which  it  acquired  from  ConocoPhillips  in July  2008.  The  acquisition  includes  net  production  of  approximately  eight million cubic  feet  equivalent  per  day  (MMcfed)  of  natural  gas,  on  approximately  130,000 acres.  In  addition,  EOG  continues  to  evaluate  other  select  natural  gas  and  crude  oil opportunities  outside  the  U.S.  and  Canada  primarily  by  pursuing  exploitation opportunities in countries where indigenous natural gas and crude oil reserves have been identified.  The company's key products and services include:  Products:  

• Natural gas • Natural gas liquids 

Page 193: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

192

Major Players in Gas Shales

• Crude oil  Services:  

• Exploration and production of crude oil, natural gas, and natural gas liquids  Contact Details:  EOG Resources, Inc. 1111 Bagby Sky Lobby 2  Houston, TX 77002  United States of America Tel: +1‐713‐651‐7000  Fax: +1‐713‐651‐6995  Website: http://www.eogresources.com   

Page 194: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

193

Major Players in Gas Shales

Newfield Exploration  Newfield Exploration Company (Newfield Exploration), an independent oil and gas company, is engaged in the exploration, development, and acquisition of natural gas and crude oil properties.  The company has operations in the following resource plays: Mid‐Continent, Rocky Mountains,  Appalachia  basin,  onshore  Texas,  the  Gulf  of  Mexico,  and  offshore Malaysia and China.  Newfield  Exploration  is  engaged  in  the  production  activities  in  Anadarko  and Arkoma  Basins  of  the  Mid‐Continent  region.  At  the  end  of  December  2009,  the company  had  a  working  interest  in  approximately  725,000  gross  acres (approximately 400,000 net acres) and approximately 2,300 gross producing wells. Newfield Exploration owns approximately 166,500 net acres in the Woodford Shale, located  in  the Arkoma Basin of  southeast Oklahoma. The company has an average working interest of approximately 60% in Woodford Shale. As of February 15, 2010, the company's operated production in the Woodford Shale was approximately 190 million cubic feet equivalent (MMcfe/d) net.  Newfield  Exploration  also  owns more  than  44,000  net  acres  in  the  Granite Wash play  located  in  the Anadarko Basin of northern Texas and western Oklahoma. The company  has  an  average  75%  working  interest  in  Stiles/Britt  Ranch,  the  largest producing  field  in  the  Granite  Wash.  As  of  February  15,  2010,  the  company's operated production in the Granite Wash was approximately 130 MMcfe/d net.  The company has an interest in approximately 1.4 million gross acres (1 million net acres) and more than 2,400 gross producing wells in the Rocky Mountains. Its assets in the Rocky Mountains are more than 70% oil and have long‐lived production.  Newfield Exploration's working interest in the Monument Butte oil field, its largest asset in the Rocky Mountains, averages about 80%. The Monument Butte oil field is located  in  the  Uinta  Basin  of  Utah.  The  company  operates  the  field,  which  is substantially  held‐by‐production.  Newfield  Exploration  has  approximately  1,300 productive oil wells  in Monument Butte  and  its  acreage  is  approximately 180,000 net acres. The gross production from the Monument Butte field area totaled 17,000 barrels of oil per day (BOPD) gross as of February 15, 2010. 

Page 195: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

194

Major Players in Gas Shales

 The company also owns acreage in the Williston Basin/Southern Alberta Basin and Green River Basin in the Rocky Mountains. Newfield Exploration has approximately 150,000 net acres in the Williston Basin, excluding approximately 54,000 net acres in the mature Elm Coulee field. The production from the Williston Basin at the end of FY2009 was approximately 2,500 barrels of oil equivalent per day (BOEPD) net. The  company  owns  interests  in  4,000  net  acres  in  the  Pinedale  Field,  located  in Sublette County, Wyoming and operate activities in Pinedale. Additionally, Newfield Exploration has an interest in the Jonah field, located in Sublette County, Wyoming, where  it  has  identified  about  35  development  locations  on  10  and  5‐acre  well spacing.  In the Appalachia basin, Newfield Exploration signed a joint exploration agreement with Hess  Corporation  covering  up  to  140,000  gross  acres  in  the Marcellus  Shale play, primarily  in Wayne County, Pennsylvania. The agreement was signed in mid‐2009.  Newfield  Exploration  is  the  operator  of  this  venture  with  a  50%  working interest. At the end of FY2009, the company had leased about 35,000 net acres.  At  the  end  of  December  2009,  the  company  owned  an  interest  in  approximately 375,000  gross  acres  (224,000  net)  and  about  750  gross  producing wells  onshore Texas. It produced 170 MMcfe/d net from its onshore Texas assets, as of December 31, 2009.  The  company's operations  in  the Gulf of Mexico are  focused on  the deepwater. At the  end  of  FY2009,  the  company's  daily  production  from  the  Gulf  of  Mexico  was approximately  90  MMcfe/d  net.  As  of  December  31,  2009,  Newfield  Exploration owned interests in 86 deepwater leases and approximately 370,000 net acres.  Newfield  Exploration's  international  production  at  the  end  of  FY2009  was approximately  17,000  BOPD  net.  The  company  has  an  interest  in  approximately three million acres gross (1.1 million net) offshore Malaysia and approximately 1.7 million acres gross (1.6 million net) offshore China.  At the end of FY2009, the company's proved reserves totaled 3.6 trillion cubic feet equivalent  (Tcfe)  and  consisted  of  1,505  thousand  cubic  feet  equivalent  (Bcfe) proved developed producing, 403 Bcfe proved developed non‐producing, and 1,708 Bcfe proved undeveloped reserves. 

Page 196: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

195

Major Players in Gas Shales

 The company's key products include the following:  

• Crude oil • Natural gas 

 Contact Details:  Newfield Exploration Company 363 North Sam Houston Parkway East  Texas  United States of America Tel: +1‐281‐847‐6000  Fax: 1 281 405 4242  Website: http://www.newfield.com   

Page 197: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

196

Major Players in Gas Shales

Range Resources  Range  Resources  Corporation  (Range  Resources)  is  engaged  in  the  exploration, development and acquisition of oil and gas properties primarily in the Southwestern and Appalachian regions of the U.S..  The  company  operates  in  two  regions:  the  Southwestern  (which  includes  the Barnett Shale of North Central Texas, the Permian Basin of West Texas and eastern New Mexico, the East Texas Basin, the Texas Panhandle and the Anadarko Basin of Western  Oklahoma)  and  Appalachian  (which  includes  tight‐gas,  shale,  coal  bed methane  and  conventional  oil  and  gas  production  in  Pennsylvania,  Virginia,  Ohio, New York and West Virginia).  Range  Resources  has  over  11,500  identified  drilling  locations  in  inventory,  both proven and unproven.  The  Southwestern  region  includes  drilling,  production  and  field  operations  in  the Barnett Shale of North Central Texas, the Permian Basin of West Texas and eastern New Mexico, and the East Texas Basin, as well as in the Texas Panhandle, Anadarko Basin  of  western  Oklahoma  and  Louisiana  and  Mississippi.  In  the  Southwestern region, the company owns 1,854 net producing wells.  The  company's  properties  in  Appalachian  region  are  located  in  the  Appalachian Basin in the northeastern U.S., principally in Pennsylvania, Ohio, West Virginia and Virginia.  The  reserves  principally  produce  from  the  Pennsylvanian  (coalbed formation),  Upper  Devonian,  Medina,  Clinton,  Big  Lime  and  Marcellus  Shale formations at depths ranging from 2,500 to 9,000 feet. The company owns 8,052 net producing  wells  and  approximately  4,000  miles  of  gas  gathering  lines.  It  has approximately 2.3 million gross  (1.9 million net)  acres under  lease, which  include 289,000 acres where the company also owns a royalty interest.  The  company's  subsidiaries  include  Energy  Assets  Operating  Company,  Range Resources  Appalachia, Mountain  Front  Partners,  Range  Resources  Pine Mountain, Range  Energy  I,  Range  Energy  Services  Company,  Range  Gathering  &  Processing Company,  Range  Holdco,  Range  Operating  New  Mexico,  Range  Operating  Texas, Range  Production  Company,  Range  Resources  Midcontinent,  Range  Texas 

Page 198: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

197

Major Players in Gas Shales

Production,  WCR/Range  GP,  Oil  and  Gas  Title  Abstracting,  American  Energy Systems.  The company's key products and activities include the following:  Products:  

• Oil  • Natural gas  

 Activities:  

• Exploration and development of oil and gas resource properties  Contact Details:  Range Resources Corporation 100 Throckmorton Street Suite 1200  Fort Worth, TX 76102  United States of America Tel: +1‐817‐870‐2601  Fax: +1‐817‐869‐9100  Website: http://www.rangeresources.com   

Page 199: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

198

Major Players in Gas Shales

Talisman Energy  Talisman Energy (Talisman) is one of the largest independent oil and gas producers in  Canada.  Its  main  business  activities  include  exploration,  development, production,  transportation,  and  marketing  of  crude  oil,  natural  gas,  and  NGLs. Talisman  has  ongoing  production,  development,  and  exploration  operations  in North America, the North Sea, Southeast Asia Australia, and North Africa.  Talisman's operations are conducted principally in five geographic segments: North America,  the  UK,  Scandinavia,  Southeast  Asia,  and  other.  Talisman's  aggregate production for FY2009 was approximately 425,000 barrels of oil equivalent per day (boe/d).  Talisman's  aggregate  production  for  the  year  ended  December  31,  2009 was  425,000  boe/d  (including  discontinued  operations),  comprised  of  168,000 boe/d  from  North  America,  89,000  boe/d  from  the  UK,  44,000  boe/d  from Scandinavia,  108,000  boe/d  from  Southeast  Asia,  and  16,000  boe/d  from  other areas.  The North America  segment  includes operations  in Canada  and  the U.S.. Talisman has organized its North American operations into two distinct businesses: shale and conventional. As a result, certain lands prospective for shale gas in British Columbia, Alberta,  and  Quebec  have  been  transferred  from  Talisman  Energy  Canada  to Talisman Energy Inc. The new organizational structure has been designed to allow Talisman effectively operate its new shale gas business model. Talisman intends to focus  its  spending  in North America  on  shale  gas  plays where  Talisman  has  built significant landholdings.  Talisman's Marcellus shale play is located in New York and Pennsylvania, The main area of focus will be in Pennsylvania. The company holds 218,000 Tier 1 net acres with  approximately 1,800 net drilling  locations.  In Montney  shale, Talisman holds 168,000 Tier 1 net acres with approximately 3,000 net drilling locations. Talisman's Lorraine/Utica  lands  are  located  in  the  Quebec  lowlands  along  the  St.  Lawrence River, where it holds a total of 756,000 net acres.  Talisman's conventional assets in North America are focused in the following areas: tight gas in the Outer Foothills and the Edson/Bigstone/Wild River/WestWhitecourt areas;  deep  gas  in  the  Foothills  of  Monkman  in  British  Columbia  and  Alberta Foothills;  and  oil  operations  in  Alberta/Saskatchewan  in  the  Chauvin  and 

Page 200: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

199

Major Players in Gas Shales

Shaunavon  fields. The net  sales production  for FY2009 was 976 million cubic  feet equivalent  per  day  (mmcfe/d),  or  163  million  barrels  oil  equivalent  per  day (mboe/d).  Talisman's  remaining  operations  in  North  America  include  approximately  700 kilometers  (kms)  of  gathering  systems  in  Western  Canada  including  Central Foothills, Erith, Lynx; and Palliser, plus  three operated gas plants  (Edson, Berland West, and Boundary Lake). The company's midstream assets support many areas in the  company's  conventional  division,  including  Alberta  Foothills,  Bigstone/Wild River, and greater Edson.  The  company's  UK  assets  are  principally  held  by  Talisman  Energy    (UK)  and Talisman North Sea, which include producing fields and exploration acreage in the UK and the Netherlands sectors of the North Sea. Talisman has two core operating areas  in  the UK:  the Northern Business Area (NBA) and the Central Business Area (CBA).  Talisman's principal operating areas in the NBA include Claymore, Piper (including Tweedsmuir), Tartan, and Quad 16. These four principal operating areas encompass a total of 23 fields. Talisman currently holds interests ranging from 5% to 100% in the  NBA  fields,  as  well  as  in  a  number  of  production  facilities  and  pipelines, including an 80% interest  in the Flotta Terminal. Of  the 23 fields, 16 are operated (with  interests  ranging  from  37%  to  100%)  and  seven  are  non‐operated  (with interests ranging from 5% to 15%). In FY2009, production from the NBA averaged 49,000 barrels oil equivalent per day (boe/d), which accounted for 55% of the total UK production of the company.  Talisman's  principal  operating  areas  in  the  CBA  include  Montrose/Arbroath, Fulmar,  Auk,  Clyde,  Ross/Blake,  and  Buchan.  These  principal  operating  areas encompass a total of 23 fields. Talisman currently holds interests ranging from 7% to  100%  in  the  CBA  fields,  as  well  as  in  a  number  of  production  facilities  and pipelines.  Of  the  23  fields,  18  are  operated  (with  interests  ranging  from  25%  to 100%)  and  five  are  non‐operated  (with  interests  ranging  from  7%  to  54%).  In FY2009, production from the CBA averaged 40,000 boe/d.  Talisman's  Scandinavian  assets  are  held  by  Talisman  Energy  Norge,  including producing fields and exploration acreage in the Norwegian sector of the North Sea. 

Page 201: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

200

Major Players in Gas Shales

Talisman's principal operating areas in Scandinavia are the Southern North Sea Area and  the  Mid  North  Sea  Area,  which  encompass  a  total  of  10  fields.  In  FY2009, Scandinavian production averaged 44,000 boe/d.  In the Southern North Sea Area, Talisman holds interests of 18%, 61%, and 60% in the Blane, Gyda, and Yme operated fields, respectively, as well as a 10% interest in the non‐operated Tambar East field.  In the Mid North Sea Area, Talisman holds interests of 65% and 70% in the operated Varg  and  Rev  Fields,  respectively,  and  interests  in  four  non‐operated  fields  (with interest ranging between 1% and 35%) as well as a number of production facilities and  pipelines  in  other  areas  of  the  Norwegian  Continental  Shelf.  In  FY2009, production from this area averaged 36,000 boe/d, which accounted for 82% of total Scandinavian production of the company.  Talisman's interests in Southeast Asia include operations and exploration acreage in Indonesia,  Malaysia,  Vietnam,  Papua  New  Guinea,  and  Australia.  In  FY2009, Southeast Asia production averaged 108,000 boe/d.  Talisman's  Indonesian  assets  include  onshore  interests  at  Corridor  and  Ogan Komering  as  well  as  offshore  interests  in  Southeast  Sumatra,  offshore  Northwest Java, Tangguh, and extensive exploration acreage at Pasangkayu and Sageri.  It also has  an  indirect  6%  interest  in  the  Grissik  to  Duri  pipeline  and  in  the  Grissik  to Singapore pipeline.  In  Malaysia,  Talisman  holds  a  41%  operated  interest  in  Block  PM‐3  commercial arrangement area (CAA) between Malaysia and Vietnam and associated production facilities. In addition, Talisman holds interests in Block 46‐Cai Nuoc adjacent to PM‐3 CAA, Block PM‐305, and Block PM‐314.  In Vietnam, Talisman holds a 30% interest in Block 46/02 and in the joint operating company which operates that block. Block 46/02 lies adjacent to PM‐3 CAA/46‐Cai Nuoc.  Talisman  also  holds  a  60%  interest  in  Block  15‐2/01  and  in  the  joint operating company which operates  that block. Block 15‐2/01  lies  in  the Cuu Long Basin, the predominant oil producing basin in Vietnam.  

Page 202: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

201

Major Players in Gas Shales

Offshore  Papua  New  Guinea,  Talisman  has  interests  in  12  blocks  in  Papua  New Guinea with an area extent covering in excess of 8 million net acres.  In Australia, Talisman holds non‐operated interests  in the Laminaria and Corallina fields  and  the  Joint  Petroleum  Development  Area  06‐105  (JPDA  06‐105)  in Australia/East Timor. In FY2009, production in Australia averaged 5,000 barrels per day  (bbls/d),  which  accounted  for  5%  of  total  Southeast  Asia  production  of  the company.  The other segment includes operations in Algeria and Tunisia.  In Algeria, Talisman holds a 35% non‐operated interest in Block 405a under a PSC with  Algeria's  national  oil  company.  Through  its  participation  in  Block  405a, Talisman currently holds a 35% interest in the Greater Menzel Lejmat North fields and the Menzel Lejmat Southeast field, a 2% interest in the unitized Ourhoud field, and a 9% interest in the EMK field.  In  Tunisia,  Talisman  holds  a  5%  non‐operated  interest  in  the  Adam  concession portion  of  the  Borj  El  Khadra  permit  and  a  10%  interest  in  the  remainder  of  the permit.  Talisman  is also engaged  in exploration activities  in Colombia, Peru,  the Kurdistan region of northern Iraq, Poland, and Alaska.  The company's products and services include:  Products:  

• Crude oil • Natural gas • Natural gas liquids 

 Services:  

• Exploration • Development • Production 

Page 203: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

202

Major Players in Gas Shales

• Transportation   Contact Details:  Talisman Energy Suite 2000 888 3rd Street South West Calgary Alberta T2P 5C5  Canada Tel: +1‐403‐237‐1234  Fax: +1‐403‐237‐1902  Website: http://www.talisman‐energy.com  XTO Energy  XTO  Energy  is  an  American  Fortune  500  energy  producing  company.  Its  primary products are oil and natural gas. It is based in Downtown Fort Worth, Texas.  In 2007, it paid Dominion Resources US$2.5 billion for 1 trillion cubic feet (28×10^9 m3) of oil and gas reserves in the Rocky Mountains, Texas and southern Louisiana,  In 2008 XTO acquired Hunt Petroleum Corporation for $4.2 billion. At the end of the second quarter of 2009 XTO Energy became the  largest producer of natural gas  in the United States.  In  2009,  XTO  entered  into  an  agreement with  ExxonMobil  to  be  acquired  for  $31 billion in stock. The deal was approved by XTO's shareholders on June 25, 2010. As a subsidiary of ExxonMobil, the company will be named XTO Energy Incorporated and it will focus on global development and production of unconventional resources.  Contact Details:  XTO Energy Inc. 810 Houston St. Fort Worth, Texas 76102‐6298 

Page 204: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

203

Major Players in Gas Shales

United States of America Tel: +1‐817‐870‐2800  Fax: +1‐817‐870‐1671 Website: www.xtoenergy.com  

Page 205: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

204

Major Players in Gas Shales

               

Page 206: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

205

           

Section 3: Analysis of Oil Shales  

Page 207: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

206

Introduction to Oil Shales

Introduction to Oil Shales    Overview  Oil  shale,  an  organic‐rich  fine‐grained  sedimentary  rock,  contains  significant amounts of kerogen  (a  solid mixture of organic  chemical  compounds)  from which liquid hydrocarbons can be extracted. Kerogen requires more processing to use than crude oil, which  increases  its  cost  as  a  crude‐oil  substitute both  financially  and  in terms  of  its  environmental  impact.  Deposits  of  oil  shale  occur  around  the  world, including  major  deposits  in  the  United  States  of  America.  Estimates  of  global deposits range from 2.8 trillion to 3.3 trillion barrels (450×109 to 520×109 m3) of recoverable oil.  The chemical process of pyrolysis can convert the kerogen in oil shale into synthetic crude oil. Heating oil shale to a sufficiently high temperature will drive off a vapor which processing  can distill  (retort)  to yield a petroleum‐like  shale oil—a  form of unconventional oil—and combustible oil‐shale gas (the term shale gas can also refer to gas occurring naturally  in  shales).  Industry can also burn oil  shale directly as a low‐grade fuel  for power generation and heating purposes and can use  it as a raw material in chemical and construction‐materials processing.  Oil  shale  has  gained  attention  as  an  energy  resource  as  the  price  of  conventional sources of petroleum has risen and as a way for some areas to secure independence from external suppliers of energy. At the same time, oil‐shale mining and processing raise a number of environmental concerns, such as land use, waste disposal, water use, waste‐water management, greenhouse‐gas emissions and air pollution. Estonia and China have well‐established oil shale industries, and Brazil, Germany, Israel and Russia also utilize oil shale.  History of the Industry  Humans have used oil shale as a fuel since prehistoric times, since it generally burns without any processing. Britons of the Iron Age also used to polish it and form it into ornaments. Modern  industrial mining of oil  shale began  in 1837  in Autun, France, followed  by  exploitation  in  Scotland,  Germany,  and  several  other  countries. Operations during the 19th century focused on the production of kerosene, lamp oil, 

Page 208: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

207

Introduction to Oil Shales

and  paraffin;  these  products  helped  supply  the  growing  demand  for  lighting  that arose  during  the  Industrial  Revolution.  Fuel  oil,  lubricating  oil  and  grease,  and ammonium sulfate were also produced. The European oil‐shale industry expanded immediately  before World War  I  due  to  limited  access  to  conventional  petroleum resources  and  to  the  mass  production  of  automobiles  and  trucks,  which accompanied an increase in gasoline consumption.  Although  the  Estonian  and  Chinese  oil‐shale  industries  continued  to  grow  after World War II, most other countries abandoned their projects due to high processing costs and the availability of cheaper petroleum. Following the 1973 oil crisis, world production of oil  shale reached a peak of 46 million  tons  in 1980 before  falling  to about  16  million  tons  in  2000,  due  to  competition  from  cheap  conventional petroleum in the 1980s. On 2 May 1982, known in some circles as "Black Sunday", Exxon  canceled  its US$5 billion Colony Shale Oil Project near Parachute, Colorado because  of  low  oil‐prices  and  increased  expenses,  laying  off  more  than  2,000 workers and leaving a trail of home‐foreclosures and small‐business bankruptcies. In 1986, President Ronald Reagan signed into law the Consolidated Omnibus Budget Reconciliation Act of 1985 which among other  things abolished  the United States' Synthetic Liquid Fuels Program.  The global oil‐shale industry began to revive at the beginning of the 21st century. In 2003, an oil‐shale development program restarted in the United States. Authorities introduced a commercial leasing program permitting the extraction of oil shale and oil sands on federal lands in 2005, in accordance with the Energy Policy Act of 2005.  Oil Shale Geology  Oil shale, an organic‐rich sedimentary rock, belongs to the group of sapropel fuels. It does not have a definite geological definition nor a specific chemical formula, and its seams do not always have discrete boundaries. Oil shales vary considerably in their mineral  content,  chemical  composition,  age,  type  of  kerogen,  and  depositional history and not all oil  shales would necessarily be classified as  shales  in  the strict sense. Oil  shale differs  from bitumen‐impregnated rocks  (oil  sands and petroleum reservoir  rocks),  humic  coals  and  carbonaceous  shale.  While  oil  sands  originate from  the  biodegradation  of  oil,  heat  and  pressure  have  not  (yet)  transformed  the kerogen in oil shale into petroleum.  

Page 209: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

208

Introduction to Oil Shales

Oil  shale  contains  a  lower  percentage  of  organic matter  than  coal.  In  commercial grades of oil shale the ratio of organic matter to mineral matter lies approximately between 0.75:5 and 1.5:5. At  the same time,  the organic matter  in oil shale has an atomic ratio of hydrogen to carbon (H/C) approximately 1.2 to 1.8 times lower than for crude oil and about 1.5 to 3 times higher than for coals. The organic components of oil shale derive from a variety of organisms, such as the remains of algae, spores, pollen,  plant  cuticles  and  corky  fragments  of  herbaceous  and  woody  plants,  and cellular debris from other aquatic and land plants. Some deposits contain significant fossils;  Germany's Messel  Pit  has  the  status  of  a  Unesco World Heritage  Site.  The mineral matter in oil shale includes various fine‐grained silicates and carbonates.  Geologists can classify oil shales on the basis of their composition as carbonate‐rich shales,  siliceous  shales,  or  cannel  shales.  Another  classification,  known  as  the  van Krevelen diagram, assigns kerogen types, depending on the hydrogen, carbon, and oxygen  content  of  oil  shales'  original  organic  matter.  The  most  commonly  used classification of oil shales, developed between 1987 and 1991 by Adrian C. Hutton of the  University  of  Wollongong,  adapts  petrographic  terms  from  coal  terminology. This  classification  designates  oil  shales  as  terrestrial,  lacustrine  (lake‐bottom‐deposited), or marine (ocean bottom‐deposited), based on  the environment of  the initial  biomass  deposit.  Hutton's  classification  scheme  has  proven  useful  in estimating the yield and composition of the extracted oil.  

Page 210: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

209

Introduction to Oil Shales

Shale Oil Extraction  Most exploitation of oil shale involves mining followed by shipping elsewhere, after which one can burn the shale directly  to generate electricity, or undertake  further processing. The most common methods of surface mining  involve open pit mining and strip mining. These procedures remove most of the overlying material to expose the  deposits  of  oil  shale,  and  become  practical  when  the  deposits  occur  near  the surface.  Underground  mining  of  oil  shale,  which  removes  less  of  the  overlying material, employs the room‐and‐pillar method.  The  extraction  of  the  useful  components  of  oil  shale  usually  takes  place  above ground  (ex‐situ  processing),  although  several  newer  technologies  perform  this underground (on‐site or in‐situ processing). In either case, the chemical process of pyrolysis converts the kerogen in the oil shale to shale oil (synthetic crude oil) and oil shale gas. Most conversion technologies  involve heating shale in the absence of oxygen  to  a  temperature  at  which  kerogen  decomposes  (pyrolyses)  into  gas, condensable oil, and a solid residue. This usually takes place between 450 °C (842 °F)  and  500  °C  (932  °F).  The  process  of  decomposition  begins  at  relatively  low temperatures (300 °C/570 °F), but proceeds more rapidly and more completely at higher temperatures.  In‐situ processing involves heating the oil shale underground. Such technologies can potentially extract more oil  from a given area of  land than ex‐situ processes, since they can access the material at greater depths than surface mines can.  Several  companies  have patented methods  for  in‐situ  retorting. However, most  of these methods  remain  in  the  experimental phase. One  can distinguish  true  in‐situ processes (TIS) and modified in‐situ processes (MIS). True in‐situ processes do not involve mining the oil shale. Modified in‐situ processes involve removing part of the oil  shale  and  bringing  it  to  the  surface  for  modified  in‐situ  retorting  in  order  to create  permeability  for  gas  flow  in  a  rubble  chimney.  Explosives  rubblize  the  oil‐shale deposit.  Hundreds of patents for oil shale retorting technologies exist; however, only a  few dozen  have  undergone  testing.  As  of  2006,  only  four  technologies  remained  in commercial use: Kiviter, Galoter, Fushun, and Petrosix.  

Page 211: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

210

Introduction to Oil Shales

Applications of Shale Oil  Industry can use oil shale as a fuel for thermal power‐plants, burning it (like coal) to drive  steam  turbines;  some  of  these  plants  employ  the  resulting  heat  for  district heating  of  homes  and  businesses.  Sizable  oil‐shale‐fired  power  plants  occur  in Estonia, which has an installed capacity of 2,967 megawatts (MW), Israel (12.5 MW), China (12 MW), and Germany (9.9 MW).  In addition to its use as a fuel, oil shale may also serve in the production of specialty carbon  fibers,  adsorbent  carbons,  carbon  black,  phenols,  resins,  glues,  tanning agents,  mastic,  road  bitumen,  cement,  bricks,  construction  and  decorative  blocks, soil‐additives,  fertilizers,  rock‐wool  insulation, glass, and pharmaceutical products. However,  oil  shale  use  for  production  of  these  items  remains  small  or  only  in  its experimental  stages.  Some  oil  shales  yield  sulfur,  ammonia,  alumina,  soda  ash, uranium, and nahcolite as shale‐oil extraction byproducts. Between 1946 and 1952, a  marine  type  of  Dictyonema  shale  served  for  uranium  production  in  Sillamäe, Estonia,  and  between  1950  and  1989  Sweden  used  alum  shale  for  the  same purposes.  Oil  shale  gas  has  served  as  a  substitute  for  natural  gas,  but  as  of  2009, producing oil shale gas as a natural‐gas substitute remained economically infeasible.  The shale oil derived from oil shale does not directly substitute for crude oil  in all applications.  It may contain higher concentrations of olefins, oxygen, and nitrogen than  conventional  crude  oil.  Some  shale  oils  may  have  higher  sulfur  or  arsenic content. By comparison with West Texas Intermediate, the benchmark standard for crude  oil  in  the  futures‐contract market,  the  Green  River  shale  oil  sulfur  content ranges from near 0% to 4.9% (in average 0.76%), where West Texas Intermediate's sulfur  content  has  a  maximum  of  0.42%.  The  sulfur  content  in  shale  oil  from Jordan's  oil  shales  may  rise  even  up  to  9.5%.  The  arsenic  content,  for  example, becomes an issue for Green River formation oil shale. The higher concentrations of these  materials  means  that  the  oil  must  undergo  considerable  upgrading (hydrotreating)  before  serving  as  oil‐refinery  feedstock.  Above‐ground  retorting processes  tended  to  yield  a  lower API  gravity  shale  oil  than  the  in  situ processes. Shale oil serves best for producing middle‐distillates such as kerosene, jet fuel, and diesel  fuel. Worldwide  demand  for  these middle  distillates,  particularly  for  diesel fuels,  increased  rapidly  in  the  1990s  and  2000s.  However,  appropriate  refining processes equivalent  to hydrocracking can  transform shale oil  into a  lighter‐range hydrocarbon (gasoline). 

Page 212: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

211

Global Oil Shale Reserves

Global Oil Shale Reserves    Overview  Oil  shale  reserves  refers  to  oil  shale  resources  that  are  recoverable  under  given economic restraints and technological abilities. Oil shale deposits range from small presently  non‐economic  occurrences  to  large  presently  commercially  exploitable reserves.  Defining  oil  shale  reserves  is  difficult,  as  the  chemical  composition  of different  oil  shales,  as  well  as  their  kerogen  content  and  extraction  technologies, vary  significantly.  The  economic  feasibility  of  shale  oil  extraction  is  highly dependent on the price of conventional oil; if the price of crude oil per barrel is less than the production price per barrel of shale oil, it is uneconomic.  There  are  around  600  known  oil  shale  deposits.  Many  deposits  need  more exploration  to  determine  their  potential  as  reserves.  However,  worldwide technically  recoverable  reserves  have  recently  been  estimated  at  about  2.8–3.3 trillion barrels (450×10^9–520×10^9 m3) of shale oil, with the largest reserves in the  United  States,  which  is  thought  to  have  1.5–2.6  trillion  barrels  (240×10^9–410×10^9  m3).  Well‐explored  deposits,  which  could  be  classified  as  reserves, include the Green River deposits in the western United States, the Tertiary deposits in Queensland, Australia,  deposits  in  Sweden and Estonia,  the El‐Lajjun deposit  in Jordan,  and  deposits  in  France,  Germany,  Brazil,  China,  and  Russia.  It  is  expected that these deposits would yield at least 40 liters (0.25 bbl) of shale oil per metric ton of shale, using the Fischer Assay.  Estimating Shale Oil Reserves  Estimating shale oil reserves is complicated by several factors. Firstly, the amount of kerogen contained in oil shale deposits varies considerably. Secondly, some nations report  as  reserves  the  total  amount  of  kerogen  in  place,  including  all  kerogen regardless of technical or economic constraints; these estimates do not consider the amount of kerogen that may be extracted from identified and assayed oil shale rock using  available  technology  and  under  given  economic  conditions.  By  most definitions,  "reserves"  refers  only  to  the  amount  of  resource  which  is  technically exploitable and economically feasible under current economic conditions. The term "resources", on the other hand, may refer to all deposits containing kerogen. Thirdly, 

Page 213: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

212

Global Oil Shale Reserves

shale oil extraction technologies are still developing, so the amount of recoverable kerogen can only be estimated.  There are a wide variety of extraction methods, which yield  significantly different quantities of useful oil. As a result, the estimated amounts of resources and reserves display wide  variance.  The  kerogen  content  of  oil  shale  formations differs widely, and  the  economic  feasibility  of  its  extraction  is  highly dependent on  international and  local  costs  of  oil.  Several  methods  are  used  to  determine  the  quantity  and quality of the products extracted from shale oil. At their best, these methods give an approximate  value  to  its  energy  potential.  One  standard  method  is  the  Fischer Assay,  which  yields  a  heating  value,  that  is,  a  measure  of  caloric  output.  This  is generally  considered a  good overall measure of usefulness. The Fischer Assay has been modified,  standardized,  and  adapted by  the American Petroleum  Institute.  It does not, however, indicate how much oil could be extracted from the sample. Some processing methods yield considerably more useful product than the Fischer Assay would  indicate.  The  Tosco  II  method  yields  over  100% more  oil,  and  the  Hytort process yields between 300% to 400% more oil.  Regional Analysis  Global Overview  There  is  no  comprehensive  overview  of  oil  shales  geographical  allocation  around the world.  Around  600  known  oil  shale  deposits  are  diversely  spread  throughout the  earth,  and  are  found  on  every  continent  with  the  possible  exception  of Antarctica, which has not yet been explored for oil shale. Oil shale resources can be concentrated in a large confined deposit such as the Green River formations, which were formed by a large inland lake. These can be many meters thick but limited by the size of  the original  lake. They may also resemble  the deposits  found along  the eastern American seaboard, which were  the product of a shallow sea,  in  that  they may be quite thin but laterally expansive, covering thousands of square kilometers.  Africa  Major oil shale deposits are  located in the Democratic Republic of Congo (equal to 14.31 billion metric tons of shale oil) and Morocco (12.3 billion metric tons or 8.16 billion metric tons of shale oil). Deposits in Congo are not properly explored yet. In Morocco,  oil  shale  deposits  have  been  identified  at  ten  localities  with  the  largest 

Page 214: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

213

Global Oil Shale Reserves

deposits  in  Tarfaya  and Timahdit.  Although  reserves  in  Tarfaya  and Timahdit  are well  explored,  the  commercial  exploitation  has  not  started  yet  and  only  a  limited program of laboratory and pilot‐plant research has been undertaken. There are also oil shale reserves in Egypt, South Africa, Madagascar, and Nigeria. The main deposits of Egypt are located in Safaga‐Al‐Qusair and Abu Tartour areas.  Asia  Major  oil  shale  deposits  are  located  in  China,  which  has  an  estimated  total  of  32 billion metric  tons, of which 4.4 billion metric  tons are  technically exploitable and economically  feasible;  Thailand  (18.7  billion  metric  tons),  Kazakhstan  (several deposits; major deposit at Kenderlyk Field with 4 billion metric  tons), and Turkey (2.2 billion metric tons). Smaller oil shale reserves have also been found in Assam (India), Pakistan, Uzbekistan, Turkmenistan, Myanmar, Armenia, and Mongolia.  The principle Chinese oil shale deposits and production lie in Fushun and Liaoning; others  are  located  in  Maoming  in  Guangdong,  Huadian  in  Jilin,  Heilongjiang,  and Shandong.  In  2002,  China  produced  more  than  90,000  metric  tons  of  shale  oil. Thailand's  oil  shale  deposits  are  near Mae  Sot,  Tak  Province,  and  at  Li,  Lamphun Province. Deposits in Turkey are found mainly in middle and western Anatolia.  Professor Alan R. Carroll of University of Wisconsin–Madison estimates that Upper Permian  lacustrine  oil  shale  deposits  of  northwest  China,  absent  from  previous global oil shale assessments, are comparable to the Green River Formation.  Europe  The biggest oil shale reserves in Europe are located in Russia (equal to 35.47 billion metric  tons  of  shale  oil).  Major  deposits  are  located  in  the  Volga‐Petchyorsk province and in the Baltic Oil Shale Basin. Other major oil shale deposits in Europe are  located  in  Italy  (10.45  billion  metric  tons  of  shale  oil),  Estonia  (2.49  billion metric tons of shale oil), France (1 billion metric tons of shale oil), Belarus (1 billion metric tons of shale oil), Sweden (875 million metric tons of shale oil), Ukraine (600 million metric tons of shale oil) and the United Kingdom (500 million metric tons of shale  oil).  There  are  oil  shale  reserves  also  in  Germany,  Luxembourg,  Spain, Bulgaria, Hungary, Poland, Austria, Albania, and Romania.  

Page 215: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

214

Global Oil Shale Reserves

Middle East  Significant oil shale deposits are located in Jordan (5.242 billion metric tons of shale oil or 65 billion metric tons of oil shale) and Israel (550 million metric tons of shale oil  or  6.5  billion  metric  tons  of  oil  shale).  Jordanian  oil  shales  are  high  quality, comparable to western U.S. oil shale, although their sulfur content is high. The best‐explored  deposits  are  El  Lajjun,  Sultani,  and  the  Juref  ed  Darawishare  located  in west‐central  Jordan,  while  the  Yarmouk  deposit,  close  to  its  northern  border, extends into Syria. Most of Israel's deposits are located in the Rotem Basin region of the  northern Negev  desert  near  the Dead  Sea.  Israeli  oil  shale  is  relatively  low  in heating value and oil yield.  North America  At 380 billion metric tons, the oil shale deposits in the United States are easily the largest  in  the  world.  There  are  two  major  deposits:  the  eastern  U.S.  deposits,  in Devonian‐Mississippian  shales,  cover  250,000  square  miles  (650,000  km2);  the western U.S. deposits of the Green River Formation in Colorado, Wyoming, and Utah, are among  the  richest oil  shale deposits  in  the world.  In Canada 19 deposits have been identified. The best‐examined deposits are in Nova Scotia and New Brunswick.  Australia  Australia's oil  shale resource  is estimated at about 58 billion metric  tons or 4.531 billion  metric  tons  of  shale  oil,  of  which  about  24  billion  barrels  (3.8  km3)  is recoverable.  The deposits  are  located  in  the  eastern  and  southern  states with  the biggest potential in the eastern Queensland deposits.  South America  Brazil has the world's second‐largest known oil shale resources (the Irati shale and lacustrine deposits) and is currently the world's second largest shale oil producer, after Estonia. Oil shale resources occur in São Mateus do Sul, Paraná, and in Vale do Paraíba. Brazil has developed the world’s largest surface oil shale pyrolysis retort at Petrosix,  with  a  11‐meter  (36  ft)‐diameter  vertical  shaft.  Brazilian  production  in 1999 was about 200,000 metric  tons. Small resources are also found  in Argentina, Chile, Paraguay, Peru, Uruguay, and Venezuela.   

Page 216: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

215

Analysis of the Oil Shale Industry

Analysis of the Oil Shale Industry    Overview  Oil  shale  industry  is  an  industry  of  mining  and  processing  of  oil  shale—a  fine‐grained  sedimentary  rock,  containing  significant  amounts  of  kerogen  (a  solid mixture  of  organic  chemical  compounds),  from which  liquid  hydrocarbons  can be manufactured.  The  industry  has  developed  in  Brazil,  China,  Estonia  and  to  some extent  in  Germany,  Israel  and  Russia.  Several  other  countries  are  currently conducting research on their oil shale reserves and production methods to improve efficiency  and  recovery.  However,  Australia  has  halted  their  pilot  projects  due  to environmental  concerns.  Estonia  accounts  for  about  70%  of  the world's  oil  shale production.  Oil shale has been used for industrial purposes since the early 17th century, when it was mined for its minerals. Since the late 19th century, shale oil has also been used for  its oil  content and as a  low grade  fuel  for power generation. However, barring countries  having  significant  oil  shale  deposits,  its  use  for  power  generation  is  not particularly widespread. Similarly, oil  shale  is a source  for production of synthetic crude oil and it is seen as a solution towards increasing domestic production of oil in countries that are reliant on imports.  Power Generation with Shale Oil  Oil  shale can be used as a  fuel  in  thermal power plants, wherein oil  shale  is burnt like  coal  to  drive  the  steam  turbines.  As  of  2008,  there  are  oil  shale‐fired  power plants in Estonia with a generating capacity of 2,967 megawatts (MW), Israel (12.5 MW), China (12 MW), and Germany (9.9 MW). Also Romania and Russia have run oil shale‐fired power plants, but have shut  them down or switched to other  fuels  like natural  gas.  Jordan  and  Egypt  have  announced  their  plans  to  construct  oil  shale‐fired  power  plants, while  Canada  and Turkey  plan  to  burn  oil  shale  at  the  power plants along with coal.  Thermal  power  plants  which  use  oil  shale  as  a  fuel  mostly  employ  two  types  of combustion methods. The traditional method is Pulverized combustion (PC) which is used in the older units of oil shale‐fired power plants in Estonia, while the more 

Page 217: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

216

Analysis of the Oil Shale Industry

advanced  method  is  Fluidized  bed  combustion  (FBC),  which  is  used  by  Holcim cement  factory  in  Dotternhausen,  Germany,  and  in  PAMA  power  plant  at  Mishor Rotem in Israel. The main FBC technologies are Bubbling fluidized bed combustion (BFBC) and Circulating  fluidized bed  combustion  (CFBC). There are more  than 60 power plants around the world, which are using CFBC technology for combustion of coal and lignite, but only two new units at Narva Power Plants in Estonia, and one at Huadian Power Plant in China use CFBC technology for combustion of oil shale. The most  advanced  and  efficient  oil  shale  combustion  technology  is  Pressurized fluidized‐bed combustion (PFBC). However, this technology is still premature and is in its nascent stage.  Major Producers of Shale Oil  As  of  2008,  the  major  shale  oil  producers  are  Estonia,  Brazil  and  China,  while Australia,  USA,  Canada  and  Jordan  have  planned  to  setup  or  restart  shale  oil production. In 2005, the global oil shale production was 684,000 tons. Although the largest shale oil producer in 2005 was Estonia, it is expected that as of 2007, China has overtaken the position of the largest producer in the world.  Although  there  are  several  oil  shale  retorting  technologies,  only  four  technologies are  currently  in  commercial  use.  These  are Kiviter,  Galoter,  Fushun,  and Petrosix. The two main methods of extracting oil from shale are ex‐situ and in‐situ. In ex‐situ method,  the  oil  shale  is  mined  and  transported  to  the  retort  facility  in  order  to extract the oil. The in‐situ method converts the kerogen while it is still in the form of an  oil  shale  deposit,  and  then  extracts  it  via  a  well,  where  it  rises  up  as  normal petroleum.  

Page 218: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

217

Analysis of the Oil Shale Industry

Industrial Uses of Shale Oil  Oil  shale  is  used  for  cement  production  by  Kunda  Nordic  Cement  in  Estonia,  by Holcim  in Germany,  and by Fushun  cement  factory  in China. Oil  shale  can  also be used  for  production  of  different  chemical  products,  construction  materials,  and pharmaceutical products. However, use of oil shale for production of these products is still very rare and in experimental stages only.  Some  oil  shales  are  suitable  source  for  sulfur,  ammonia,  alumina,  soda  ash,  and nahcolite which occur as shale oil extraction byproducts. Some oil shales can also be used for uranium and other rare chemical element production. During 1946–1952, a marine variety of Dictyonema shale was used  for uranium production  in Sillamäe, Estonia,  and  during  1950–1989  alum  shale  was  used  in  Sweden  for  the  same purpose. Oil shale gas can also be used as a substitute for natural gas. After World War  II,  Estonian‐produced  oil  shale  gas  was  used  in  Leningrad  and  the  cities  in North  Estonia.  However,  at  the  current  price  level  of  natural  gas,  this  is  not economically feasible.   

Page 219: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

218

Economics of Oil Shale

Economics of Oil Shale    Overview  Oil  shale economics deals with  the economic  feasibility of oil  shale extraction and processing. The economic feasibility of oil shale is highly dependent on the price of conventional oil, and the assumption that the price will remain at a certain level for some time to come. As a developing fuel source the production and processing costs for  oil  shale  are  high  due  to  the  small  nature  of  the  projects  and  the  specialist technology  involved. A  full‐scale  project  to  develop  oil  shale would  require  heavy investment  and  could  potentially  leave  businesses  vulnerable  should  the  oil  price drop, as the cost of producing the oil would exceed the price they could obtain for the oil.  Oil  shale deposits  in  the USA, Estonia, China, and Brazil have been  important over the  past  hundred  years.  Presently  few  deposits  can  be  exploited  economically without  subsidies.  However,  some  countries,  such  as  Estonia,  Brazil,  and  China, operate oil‐shale industries, while others,  including Australia, USA, Canada, Jordan, and Egypt, are contemplating establishing or re‐establishing this industry.  The production cost of a barrel of shale oil ranges from as high as US$95 per barrel to as low US$12 per barrel. The industry is proceeding cautiously, due to the losses incurred during the last major investment into oil shale in the early 1980s, when a subsequent collapse in the oil price left the projects uneconomical.  Competing with Oil Prices  The various attempts  to develop oil  shale deposits have  succeeded only when  the cost of shale‐oil production in a given region comes in below the price of crude oil or its other substitutes. According to a survey conducted by the RAND Corporation, the cost of producing a barrel of oil at a surface retorting complex in the United States (comprising a mine, retorting plant, upgrading plant, supporting utilities, and spent shale  reclamation),  would  range  between  US$70–95  ($440–600/m3,  adjusted  to 2005  values).  This  estimate  considers  varying  levels  of  kerogen  quality  and extraction efficiency.  In order for the operation to be profitable,  the price of crude oil  would  need  to  remain  above  these  levels.  The  analysis  also  discusses  the 

Page 220: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

219

Economics of Oil Shale

expectation  that  processing  costs  would  drop  after  the  complex  was  established. The  hypothetical  unit  would  see  a  cost  reduction  of  35–70%  after  its  first  500 million barrels (79×10^6 m3) were produced. Assuming an increase in output of 25 thousand  barrels  per  day  (4.0×10^3  m3/d)  during  each  year  after  the  start  of commercial production, the costs would then be expected to decline to $35–48 per barrel  ($220–300/m3) within  12  years.  After  achieving  the milestone  of  1  billion barrels (160×10^6 m3), its costs would decline further to $30–40 per barrel ($190–250/m3).  A comparison of the proposed American oil shale industry to the Alberta oil‐sands industry has been drawn (the latter enterprise generated over one million barrels of oil per day in late 2007), stating that "the first‐generation facility is the hardest, both technically and economically".  In 2005, Royal Dutch Shell has announced  that  its  in  situ extraction  technology  in Colorado  could  become  competitive  at  prices  over  $30  per  barrel  ($190/m3). However,  it  is  possible  that  the  real  competitive  price  level will  be  higher  as  the costs for building an underground wall of frozen water to contain melted shale have significantly escalated.   At full‐scale production, the production costs for one barrel of light crude oil of the Australia's Stuart plant were projected  to be  in  the  range of US$11.3  to $12.4 per barrel, including capital costs and operation costs over a projected 30‐year lifetime. However,  the project has been  suspended due  to environmental  concerns.  Israel's AFSK Hom Tov process, which produces oil from a mixture of oil refinery residue (in the  form  of  bitumen)  and  oil  shale,  claims  to  be  profitable  at  US$16‐US$17  per barrel. This technology is still being tested.  The project of a new Alberta Taciuk Processor, planned by VKG Oil, is estimated to achieve break‐even financial feasibility operating at 30% capacity, assuming a crude oil price of US$21 per barrel or higher. At 50% utilization, the project is economic at a price of US$18 per barrel, while at full capacity, it could be economic at a price of US$13 per barrel.  Energy Use & Water Requirement  

Page 221: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

220

Economics of Oil Shale

A critical measure of the viability of oil shale is the ratio of energy used to produce the  oil,  compared  to  the  energy  returned  (Energy  Returned  on  Energy  Invested  ‐ EROEI).  This  is  because  the  extraction  process  is  energy  intensive,  and  so  the increased  cost of  oil,  or  energy generally, will  raise  the  cost of  extracting oil  from shale oil. Generally, for ex‐situ processes the oil shale has to be mined, transported, and retorted, and  the waste materials must be disposed of,  so at  least 40% of  the energy value  is consumed in production. A 1984 study estimated the EROEI of the different oil shale deposits to vary between 0.7‐13.3. Royal Dutch Shell has reported an  EROEI  about  three  to  four  on  its  in‐situ  development,  Mahogany  Research Project, which uses electric heating of the shale up to 500 °F (260 °C). This compares to  a  figure  of  typically  5:1  for  conventional  oil  extraction.  EROEI  will  be  less important  to  the  extent  that  lower‐cost  energy  sources  are  used  to  fuel  the extraction process.  Development of  oil  shale  resources will  require  significant  quantities  of water  for mine  and  plant  operations,  reclamation,  supporting  infrastructure,  and  associated economic growth.  In 1980,  the U.S. Office of  strategic assessment estimated water requirements of 2.3 to 5.7 barrels of water per barrel of oil. More current estimates based  on  updated  oil  shale  industry water  budgets  suggest  that  requirements  for new retorting methods will be 1  to 3 barrels of water per barrel of oil.  For an oil shale  industry producing 2.5 million barrels per day,  this equates  to between 105 and  315  million  U.S.  gallons  of  water  per  day.  These  numbers  include  water requirements for power generation for in‐situ heating processes, retorting, refining, reclamation, dust control and on‐site worker demands. Municipal and other water requirements  related  to  population  growth  associated with  industry  development will require an additional 58 million gallons per day. Hence, a 2.5 MMBbl/d oil shale industry would  require  180,000  acre  feet  (220,000,000 m3)  to  420,000  acre  feet (520,000,000 m3) of water per year, depending on location and processes used.  

Page 222: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

221

Economics of Oil Shale

The  largest  deposit  of  oil  shale  in  the  United  States  is  in  the  Green  River  basin. Though scarce, water in the western United States is treated as a commodity which can  be  bought  and  sold  in  a  competitive  market.  Royal  Dutch  Shell  has  been reported to be buying groundwater rights in Colorado as it prepares to drill for oil in the shale deposits there. In the Colorado Big‐Thompson project, average prices per share  (0.7  acre  feet/share)  increased  from  some  $2,000  in  1990  to  more  than $12,000  in mid‐2003  (constant  2001  dollars).  CBT  Prices  from  2001  to  2006  has had a range of $10,000 to $14,000 per share, or $14,000 to $20,000 per acre foot. In August  2009  asking  prices  in  Utah  (ex‐salt  lake  city)  ranged  from  $8,000‐$15,000/AF. At $10,000 per acre foot, capital costs for water rights to produce 2.5m bbls/day would range between $1.8 bn‐$4.2 bn.  Investment in the Industry  In  the  second  half  of  the  20th  century,  oil  shale  production  ceased  in  Canada, Scotland, Sweden, France, Australia, Romania, and South Africa due to the low price of  oil  and  other  competitive  fuels.  In  the United  States,  during  the  1973  oil  crisis businesses  expected  oil  prices  to  stay  as  high  as  US$70  a  barrel,  and  invested considerable sums in the oil shale industry. World production of oil shale reached a peak  of  46  million  tons  in  1980.  Due  to  competition  from  cheap  conventional petroleum in the 1980s, several investments became economically unfeasible. On 2 May 1982, known as "Black Sunday", Exxon canceled its US$5 billion Colony Shale Oil  Project  near  Parachute,  Colorado  because  of  low  oil‐prices  and  increased expenses. Because of  the  losses  in 1980s,  companies were  reluctant  to make new invests in shale oil production. However, in the early 21st century, USA, Canada and Jordan were planning or had started shale oil production test projects, and Australia was considering restarting oil shale production.  In a 1972 publication by the journal Pétrole Informations (ISSN 0755‐561X), shale oil  production  was  unfavorably  compared  to  the  liquefaction  of  coal.  The  article stated  that  coal  liquefaction  was  less  expensive,  generated  more  oil,  and  created fewer environmental impacts than oil shale extraction. It cited a conversion ratio of 650 liters (170 U.S. gal; 140 imp gal) of oil per one ton of coal, as against 150 liters (40 U.S. gal; 33 imp gal) per one ton of shale oil.   

Page 223: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

222

Environmental Impact of Shale Oil Mining

Environmental Impact of Shale Oil Mining    Mining oil shale involves a number of environmental impacts, more pronounced in surface mining than in underground mining. They include acid drainage induced by the sudden rapid exposure and subsequent oxidation of formerly buried materials, the  introduction of metals  into surface‐water and groundwater,  increased erosion, sulfur‐gas  emissions,  and  air  pollution  caused  by  the  production  of  particulates during  processing,  transport,  and  support  activities.  In  2002,  about  97%  of  air pollution, 86% of total waste and 23% of water pollution in Estonia came from the power industry, which uses oil shale as the main resource for its power production.  Oil‐shale extraction can damage the biological and recreational value of land and the ecosystem in the mining area. Combustion and thermal processing generate waste material.  In  addition,  the  atmospheric  emissions  from  oil  shale  processing  and combustion  include  carbon  dioxide,  a  greenhouse  gas.  Environmentalists  oppose production  and usage  of  oil  shale,  as  it  creates  even more  greenhouse  gases  than conventional fossil fuels. Section 526 of the Energy Independence And Security Act prohibits United States government agencies from buying oil produced by processes that  produce  more  greenhouse  gas  emissions  than  would  traditional  petroleum. Experimental  in  situ  conversion  processes  and  carbon  capture  and  storage technologies may reduce some of these concerns in the future, but at the same time they may cause other problems, including groundwater pollution. Among the water contaminants  commonly  associated  with  oil  shale  processing  are  oxygen  and nitrogen  heterocyclic  hydrocarbons.  Commonly  detected  examples  include quinoline derivatives, pyridine, and various alkyl homologues of pyridine (picoline, lutidine).  Some  commentators  have  expressed  concerns  over  the  oil  shale  industry's  use  of water. In 2002, the oil shale‐fired power industry used 91% of the water consumed in Estonia. Depending on technology, above‐ground retorting uses between one and five  barrels  of  water  per  barrel  of  produced  shale‐oil.  A  2008  programmatic environmental  impact  statement  issued  by  the  U.S.  Bureau  of  Land  Management stated that surface mining and retort operations produce 2 to 10 U.S. gallons (7.6 to 38 l; 1.7 to 8.3 imp gal) of waste water per 1 short ton (0.91 t) of processed oil shale. In situ processing, according to one estimate, uses about one‐tenth as much water.  

Page 224: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

223

Environmental Impact of Shale Oil Mining

Water  concerns  become  particularly  sensitive  issues  in  arid  regions,  such  as  the western  U.S.  and  Israel's  Negev  Desert,  where  plans  exist  to  expand  oil‐shale extraction despite a water shortage.  Environmental  activists,  including members of Greenpeace, have organized  strong protests against the oil shale industry. In one result, Queensland Energy Resources put the proposed Stuart Oil Shale Project in Australia on hold in 2004.    

Page 225: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

224

Major Players in Shale Oil

Major Players in Shale Oil   Ambre Energy  Ambre Energy Limited is an Australian coal and oil shale company. It has offices in Brisbane and Salt Lake City.  Ambre Energy was  founded  in  June 2005 by Edek Choros,  a  geologist  and mining engineer.  In  September  2005,  Ambre  Energy  filed  a  patent  for  the Hybrid  Energy System, a method for processing low value coal and other carbonaceous materials.  In  April  2006,  Ambre  Energy  started  negotiations  with  American  oil  shale technology company Oil‐Tech, Inc., incorporated in February 2000 in Utah. Oil‐Tech, Inc. was a developer of the Oil‐Tech staged electrically heated retort process for the oil  shale  pyrolysis.  In  October  2006,  Ambre  Energy  and  Oil‐Tech  established Millennium  Synfuels,  LLC,  which  take  over  property  rights  of  the  retorting technology. By 30 June 2007 Ambre Energy acquired 6% of Oil Tech and 17 October 2007  it  acquired  35%.  Further  Oil  Tech  become  a  wholly  owned  subsidiary  of Ambre Energy and as of 21 July 2008 was merged into Ambre Energy.  Ambre  Energy  is  planning  to  build  and  operate  a  clean  coal  gasification  plant  at Felton  Valley,  30  kilometers  (19 mi)  south west  of  Toowoomba,  Queensland.  The plan includes construction of an open‐pit coal mine, and carbon capture facility. At the  final  stage,  the  plant  is  expected  to  produce  enough  gas  for  production  of  2.8 million tons per year of dimethyl ether and generate 650 MW of electricity. It is also expected  to produce by‐products  for  fertilizer production, and olefins and plastics manufacturing.  Ambre Energy operates a small Oil‐Tech‐type of shale oil extraction pilot plant and 34,000  acres  (140  km2)  of  oil  shale  leases,  approximately  40  miles  (64  km) southeast  of  Vernal,  Utah.  In  Oil‐Tech  process,  crushed  oil  shale  is  lifted  by  a conveyor  system  to  the  vertical  retort,  and  is  loaded  into  the  retort  from  the  top. The  retort  consists  of  a  series  of  connected  individual  heating  chambers,  stacked atop each other. Heating rods extend into the centers of each of these chambers. The feed oil  shale  is heated  to  increasingly‐higher  temperatures  as  it moves down  the retort,  attaining  a  temperature  of  1,000  °F  (540  °C)  in  the  lowest  chamber.  The 

Page 226: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

225

Major Players in Shale Oil

gases and vapors are vacuumed into a condensing unit. The spent shale is used for pre‐heating feed oil shale. The advantages of this technology are its modular design, which  enhances  its  portability  and  adaptability,  its  low  water  requirements,  its heating efficiency, and the relatively high quality of the resulting product.  Contact Details:  Ambre Energy Ltd Level 27 AMP Place 10 Eagle St Brisbane Qld 4000 Australia Website: http://ambreenergy.com/  American Shale Oil Corporation  The  American  Shale  Oil,  LLC  (AMSO),  formerly  known  as  EGL  Oil  Shale,  LLC,  is  a developer  of  in‐situ  shale  oil  extraction  technology.  It  is  owned  50%  each  by affiliates  of  IDT Corporation  and Total  S.A.. AMSO  is  based  in Rifle,  Colorado with offices in Newark, New Jersey and Livermore, California.  American Shale Oil develops  the "Conduction, Convection, Reflux" or CCR oil shale conversion  process  (formerly  known  as  the  EGL Resources  Process).  The  process combines horizontal wells, which are heated by either recirculating hot  fluid, such as  steam,  or  a  downhole  burner,  and  other  horizontal  or  vertical  wells,  which provide both heat transfer through refluxing of generated oil and a means to collect and produce the oil. In contrast to the Equity process, the steam circulates through a closed  loop,  and  no  fluids  are  injected  into  the  formation.  Heat  transfer  by  the refluxing  oil  is  expected  to  be  somewhat  faster  than  in  the  Shell  ICP  due  to permeability generated by thermomechanical fracturing, but a similar quality of oil is  expected.  AMSO  is  leasing  a  160  acres  (650,000 m2)  test  tract  in  the  Piceance Basin from the Bureau of Land Management. AMSO is currently preparing for a pilot test of its process in 2010. The pilot test aims to demonstrate recovery of shale oil from the illitic oil shale  in Garden Gulch member at the bottom of the Green River formation, which is isolated from usable water in the upper part of the formation by the saline mineral zone.  

Page 227: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

226

Major Players in Shale Oil

Contact Details:  American Shale Oil, LLC PO Box 1370 Rifle, CO 81650 United States of America Website: www.amso.net  Eesti Energia  Eesti Energia AS is a state‐owned energy company in Estonia with its headquarters in Tallinn. The company operates in Estonia, Latvia, Lithuania, Finland and Jordan. In  Estonia  the  company  operates  under  the  name  Eesti  Energia,  while  using  the brand name Enefit  for  international operations. The main raw material  for energy production – oil shale – is extracted from mines owned by the company.  The government considered the initial public offering of shares of the company.  Eesti Energia produces and sales electricity, heat and  fuel  (oil  shale and shale oil) and provides customer and consulting services.  On 5 November 2006, Eesti Energia signed a memorandum of understanding with the Government of Jordan being awarded with the exclusive right to study about one third  of  the  resources  of  the  El  Lajjun  oil  shale  deposit.  Later  this  right  was transferred  to  cover  the  Attarat  Umm  Ghudran  oil  shale  deposit  as  the  shallow aquifer  that  underlies  the  El  Lajjun  deposit  provides  fresh  water  to  Amman  and other municipalities  in  central  Jordan.  On  29  April  2008,  Eesti  Energia  present  a feasibility study to the Government of Jordan. According to the feasibility study, the company will establish a shale oil plant with capacity of 36,000 barrels per day. The shale oil plant will use a Galoter processing technology; the construction is slated to begin  by  2015.  On  30  April  2008,  Eesti  Energia  signed  an  agreement  with  the Ministry  of  Energy  and  Mineral  Resources  of  Jordan  and  the  National  Electricity Power Company of  Jordan  to develop  the  construction of  an oil  shale‐fired power station with capacity of 600‐900 MW in the country. The power station is expected to be operational by 2015.  

Page 228: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

227

Major Players in Shale Oil

In  Lithuania Eesti  Energia  is  negotiating  its  participation  in  the Visaginas Nuclear Power Plant project.  Contact Details:  Eesti Energia AS Laki tn. 24, 12915 Tallinn  Estonia Tel: +715‐2222  Fax: +715‐2200  Website: https://www.energia.ee  Exxon Mobil Corporation  Exxon  Mobil  Corporation  (Exxon  Mobil)  is  an  integrated  oil  and  gas  company engaged  in  exploration  and production,  refining,  and marketing  of  oil  and natural gas.  The  company  is  also  a  major  manufacturer  and  marketer  of  commodity petrochemicals,  including  olefins,  aromatics,  polyethylene,  and  polypropylene plastics,  and  a  wide  variety  of  specialty  products.  It  also  has  interests  in  electric power generation facilities. The company conducts its business activities across the globe.  Exxon  Mobil  operates  through  three  segments:  upstream,  downstream,  and chemicals.  The  upstream  segment  explores  for  and  produces  crude  oil  and  natural  gas.  The company's  upstream  business  has  operations  in  36  countries  and  includes  five global  companies.  These  companies  are  responsible  for  the  corporation's exploration,  development,  production,  gas  and  power  marketing,  and  upstream‐research  activities.  The  company's  upstream  portfolio  includes  operations  in  the U.S.,  Canada,  South  America,  Europe,  the  Asia‐Pacific,  Australia,  the  Middle  East, Russia, the Caspian region, and Africa.  At  the  end  of  FY2009,  the  company  had  liquid  proved  reserves  of  11,651 million barrels  and  68,007  billion  cubic  feet  of  natural  gas.  The  company  had  16,556  of crude  oil  and  9,760  of  natural  gas  net  production  wells  at  the  end  of  FY2009. Further,  the  company's net production of  liquids, which  include  crude oil,  natural 

Page 229: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

228

Major Players in Shale Oil

gas liquids, synthetic oil, and bitumen for FY2009, was 2.4 million barrels/day. The company's  production  of  natural  gas  and  oil‐equivalent  for  FY2009  was  9,273 million cubic  feet and 3.9 million barrels/day,  respectively. Moreover,  for FY2009, Exxon  Mobil's  net  exploration  acreage  totaled  72  million  acres  in  33  countries. During the same year, the company replaced 133% of reserves produced, including asset  sales,  by  adding  two  billion  oil‐equivalent  barrels  to  proved  reserves while producing 1.5 billion net oil‐equivalent barrels. Further, Exxon's proved reserves of oil and gas during FY2009 was 23 million barrels.  The  company  is  also  engaged  in  power  generation.  Exxon  Mobil  has  interests  in about 16,000 megawatts of power generation capacity worldwide. This  includes a majority  interest  in  the Castle  Peak Power Company  that  generates  electricity  for consumers in Hong Kong and mainland China.  The company's downstream activities include refining, supply, and fuels marketing. The company's refining and supply business focuses on providing fuel products and feedstock.  Exxon  Mobil  manufactures  clean  fuels,  lubes,  and  other  high‐valued products.  The  refining  and  supply  operations  encompass  a  global  network  of manufacturing plants, transportation systems, and distribution centers that provide a  range  of  fuels,  lubricants,  and  other  products  and  feedstocks  to  its  customers around the world. At the end of FY2009, the company had interests in 37 refineries across  21  countries,  with  distillation  capacity  of  6.3  million  barrels  per  day  and lubricant  basestock  manufacturing  capacity  of  143  thousand  barrels  per  day.  In FY2009, Exxon Mobil's refinery throughput was 5.4 million barrels per day.  The  fuels  marketing  business  operates  throughout  the  world.  The  Exxon,  Mobil, Esso, and On the Run brands serve motorists at nearly 28,000 service stations and provide  over  one  million  industrial  and  wholesale  customers  with  fuel  products. The  company  supplies  lube  base  stocks  and  markets  finished  lubricants  and specialty products.  The  chemicals  division  manufactures  and  sells  petrochemicals.  Exxon  Mobil Chemical  is  an  integrated manufacturer  and global marketer  of  olefins,  aromatics, fluids,  synthetic  rubber,  polyethylene,  polypropylene,  oriented  polypropylene packaging films, plasticizers, synthetic lubricant base stocks, additives for fuels and lubricants, zeolite catalysts, and other petrochemical products.  

Page 230: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

229

Major Players in Shale Oil

Contact Details:  Exxon Mobil Corporation 5959 Las Colinas Boulevard  Irving, TX 75039 2298  United States of America Tel: +1‐972‐444‐1000  Fax: +1‐972‐444‐1348  Website: http://www.exxonmobil.com    Fushun Mining Group  The  Fushun  Mining  Group  is  a  large  state‐owned  coal  and  oil  shale  company  in Fushun,  Liaoning  Province,  China.  The  corporation  consists  of  35  companies with more  than  40,000  employees.  It  operates  in  four  business  areas:  coal  mining,  oil shale processing, machinery and services. FMG is one of the world's largest shale oil producers.  The  corporation  consists  of  35  companies  with  more  than  40,000  employees.  It operates mainly in four business areas: coal mining, oil shale processing, machinery and service industry. FMG is one of the world's largest shale oil producers.   Commercial retorting of oil shale in FMG started in 1991 with an oil shale retorting plant was established as a part of Fushun Mining Group. Fushun Mining Group owns geological reserve for high grade oil shale about 3.5 billion tons, of which exploitable reserve  is  920  million  tons.  Reserves  are  divided  between  East  Open  Pit  (760 million tons) and West Open Pit (160 million tons). At the end of 2008, the company operated  the  largest  oil  shale  plant  in  the world  consisting  eleven  retorting  units with 20 retorts  in each unit,  total 220 sets of Fushun‐type retort. Annual oil  shale processing capacity is designed to be 11 million tons of oil shale, and annual shale oil yields  to be 330,000 tons. Now FMG are constructing Alberta Taciuk processor (ATP) to treat small size oil shale (particulate oil shale) which can't be processed in Fushun retort. The 250 tons per hour ATP processor, scheduled to start operation at the  end  of  2010,  is  engineered  and  provided  by  Canadian  company  UMATAC Industrial  Processes,  a  subsidiary  of  UMA  Engineering  Ltd  of  AECOM,  as  well  as Polysius AG, a subsidiary of ThyssenKrupp AG. 

Page 231: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

230

Major Players in Shale Oil

 Contact Details: Website: http://english.fkjt.com.cn/index.aspx   Hom Tov  A.F.S.K. Hom Tov  is  a  spin‐off  of  the A.F.S.K.  Industries Group  in Haifa,  Israel. The company  was  founded  by  Shimon  Kazanskyhas  and  Israel  Feldman,  the  current managing director.  A.F.S.K. Hom Tov has patented a shale oil extraction method,  first presented at the end of 2006, whereby 6 megatons of oil shale is coated with 2 Mt of refinery waste bitumen and retorted to produce 3 Mt of oil (all per year). The company claims this technology to be more efficient and environmentally friendly than classical shale oil producing methods,  but  so  far  it  has  only  been  tested  on  a  laboratory  scale.  The technology was developed by Moshe Gvirtz in the 1990s.  The company plans to build a small (1‐2 ton/h) test plant in Haifa before building a full scale production plant in the Negev Desert south of Beer Sheba at Mishor Rotem, where the oil shale reserves are estimated at 1.25 gigatons. The Mishor Rotem plant would  bring  bitumen  80  kilometers  (50  mi)  by  a  new  pipeline  from  the  Ashdod refinery and return product along the same corridor.  Contact Details:  Unavailable  Independent Energy Partners  Independent Energy Partners, Inc. (IEP) is an American oil shale company Based in Denver, Colorado. It is a developer of the Geothermic Fuels Cells Process, an in‐situ shale oil extraction process.  IEP  owns  the  patents  to  the  Geothermic  Fuel  Cell  technology  (U.S.  Patent  Nos. 6,684,948 B1‐Apparatus  and Method  For Heating  Subterranean  Formations Using Fuel  Cells  and  7,182,132  B2‐Linearly  Scalable  Geothermic  Fuel  Cells).  It  owns 

Page 232: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

231

Major Players in Shale Oil

mineral  interests  in  the  oil  shale  reserves  within  the  Green  River  Formation, including in Rio Blanco County, Colorado.  In  the  Independent  Energy  Partners'  Geothermic  Fuels  Cells  Process  (IEP  GFC),  a high‐temperature  stack  of  fuel  cells  is  placed  in  the  formation.  During  an  initial warm‐up  period,  the  cells  are  fueled  by  an  external  source  of  natural  gas. Afterwards, the process is able to fuel itself using oil shale gas generated by its own waste heat. The  formation  is  fractured by rising  fluid pressure  in  the heated zone. Alternatively,  the  formation  can  be  pre‐fractured  to  enhance  the  shale  oil  flow between heating and producing wells. The company asserts a ratio of approximately 7 units of energy produced per unit used, when primary recovery is combined with gasification of the residual char and use of the resulting oil shale gas. The company asserts a  ratio of  approximately 18 units of  energy produced per unit used,  cause primary recovery  is combined with gasification of the residual char and use of the resulting oil shale gas.  IEP together with Petro Probe, Inc. and Phoenix Wyoming, Inc have formed the Oil Shale Alliance, Inc., a Delaware corporation for the purpose of commercialization of in‐situ oil shale technologies.  Contact Details:  Independent Energy Partners, Inc. TEC Building ‐ 11479 S. Pine Dr. Parker, CO 80134  United States of America Website: www.iepm.com  Mountain West Energy  Mountain West Energy, LLC is an American unconventional oil recovery technology research and development company based in Orem, Utah. It is a developer of the In‐situ  Vapor  Extraction  Technology,  an  in‐situ  shale  oil  extraction  technology.  The company  owns  880  acres  (3.6  km2)  oil  shale  leases  in  the  Uintah  Basin,  Uintah County, Utah.  In  2008,  Mountain  West  Energy  won  the  Clean  Technology  and  Energy  Utah Innovation Award. 

Page 233: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

232

Major Players in Shale Oil

 In‐Situ Vapor Extraction technology is an experimental technology proposed for the in‐situ shale oil extraction.  In addition,  it  is suitable  for enhanced oil recovery and for extraction of heavy oil and oil sands. For conversion the kerogen in oil shale into shale oil, a high‐temperature gas is used. Gas is injected into the oil shale formation through an injection well. In the oil shale formation, gas transfers its heat to oil shale causing pyrolysis. As a result, shale oil vapors are generated. Resulted oil vapors are swept to the surface through an extraction well by the process gas. In the surface the condensation of oil vapors and separation of oil and gas conducted  in a separator. After separation the gas is re‐heated and re‐circulated.  In 2009, Mountain West Energy  concluded an exclusive  agreement with San Leon Energy granting the right of usage of the technology for a three year pilot project on the  Tarfaya  oil  shale  deposit  of  Morocco.  San  Leon  signed  a  memorandum  of understanding with  the National Office of Hydrocarbon and Mining of Morocco on the Tarfaya oil shale deposit in May 2009.  Contact Details:  Mountain West Energy LLC PO Box 1313 American Fork, UT 84003 United States of America Fax: 801‐437‐1250 Website: www.mtnwestenergy.com  

Page 234: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

233

Major Players in Shale Oil

Oil Shale Exploration Company  Oil  Shale  Exploration  Company  (OSEC)  is  a  Utah  based  oil  shale  exploration  and development  company.  It  has been  involved  in  the development of  oil  shale  since 2005.  OSEC owns or leases more than 30,000 acres (120 km2) of oil shale property in the Green River Basin  in Utah,  containing more  than 3‐4 billion barrels of  shale oil.  It also lease from the United States Bureau of Land Management the abandoned White River Oil Shale Mine 45 miles  (72 km) southeast of Vernal, Utah. The White River Mine was  developed  by  the White  River  Shale  Corporation  in  the  early  1980s.  In 1986,  after  termination  of  operations,  the mine  and  surface  facilities were  turned over to the Bureau of Land Management. OSEC intends to reopen the mine to supply oil shale for testing, development, and operation of a surface‐based 50,000 bbl/day RD&D oil shale retort facility.  Originally OSEC planned  to use  the Alberta Taciuk Process  (ATP). To use  the ATP retort technology, OSEC entered in to a license agreement with AECOM, an owner of the ATP property rights. However, on 9 June 2008, OSEC announced it has signed an agreement  with  Petrobras  and  Mitsui  according  to  which  Petrobras  agreed  to undertake a technical, economic and environmental commercial feasibility study of Petrosix  shale  oil  extraction  technology  for  oil  shale  owned  or  leased  by OSEC  in Utah. Mitsui will provide advice the project management.  Contact Details:  Oil Shale Exploration Company 3601 Spring Hill Business Park Suite #201 Mobile, AL 36608 United States of America Tel: +1‐251‐380‐1100 Website: www.oilshaleexplorationcompany.com  

Page 235: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

234

Major Players in Shale Oil

Petrobras  Petroleo Brasileiro (Petrobras) is an integrated oil and gas company. It is one of the largest corporations in Brazil and one of the largest companies in Latin America in terms of oil and gas production and reserves. The company operates substantially all  the  refining  capacity  in  Brazil. Most  of  the  company's  refineries  are  located  in Southeastern  Brazil.  The  company  is  also  involved  in  the  production  of petrochemicals and fertilizers.  Petrobras  operates  through  five  business  segments:  exploration  and  production; refining,  transportation,  and  marketing;  distribution;  gas  and  power;  and international.  The  exploration  and  production  segment  includes  the  company's  oil  and  gas exploration, development, and production operations in Brazil. Production of crude oil  and  natural  gas  in  Brazil  is  divided  into  onshore  and  offshore  production, comprising 11% and 89% of total production in Brazil, respectively. The company's domestic  oil  and  gas  exploration  and  production  efforts  are  primarily  focused  on three major basins offshore southeastern Brazil: Campos, Espirito Santo, and Santos. In FY2009, the company's oil and gas production from Brazil was 2,339.6 thousand barrels  of  oil  equivalent  per  day  (mboe/d)  of  which  86%  was  oil  and  14%  was natural gas. Brazil provided 90% of the company's worldwide production in FY2009 and accounted for 95% of the company's worldwide reserves at December 2009 on barrels  of  oil‐equivalent  basis.  Historically,  approximately  85%  of  the  company's total Brazilian production has been oil.  As of December 31, 2009, Petrobras had 147 exploration agreements covering 225 blocks,  and  33  evaluation  plans.  The  company  is  exclusively  responsible  for conducting the exploration activities in 66 of the 147 exploration agreements. As of December 31, 2009, it had partnerships in exploration with 23 foreign and domestic companies, for 81 agreements. Petrobras undertakes exploration activities under 57 of its 81 partnership agreements.  As of December 31, 2009, Petrobras' estimated reserves of crude oil and natural gas in Brazil totaled 11.56 billion barrels of oil equivalent (bboe), including 9.92 billion barrels of crude oil and natural gas liquids and 261.24 billion cubic meters (bnm3) of natural gas. 

Page 236: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

235

Major Players in Shale Oil

 The refining, transportation, and marketing segment undertakes activities related to refining,  import,  and export of oil products and crude oil,  and petrochemicals and fertilizers in Brazil. The domestic refining capacity of Petrobras constitutes 92% of Brazil's  total  refining  capacity.  The  company  supplies  almost  all  of  the  refined product needs of third‐party wholesalers, exporters, and petrochemical companies in  addition  to  the  needs  of  Petrobras'  distribution  segment.  Petrobras  owns  and operates  eleven  refineries  in  Brazil;  with  a  total  net  distillation  capacity  of  1,942 thousand  barrels  per  day  (mbbl/d),  which  makes  it  the  world's  eighth  largest refiner among publicly traded companies.  Petrobras  operates  a  large  and  complex  infrastructure  of  pipelines  and  terminals and a shipping fleet to transport oil products and crude oil to domestic and export markets.  Most  of  its  refineries  are  located  near  its  crude  oil  pipelines,  storage facilities,  refined  product  pipelines,  and major  petrochemical  facilities,  facilitating access  to  crude  oil  supplies  and  end‐users.  The  company  owns  and  operates  an extensive network of crude oil and oil products pipelines  in Brazil  that connect  its terminals,  refineries,  and  other  primary  distribution  points.  As  of  December  31, 2009,  the  company's  onshore  and  offshore  crude  oil  and  oil  products  pipelines extended 13,996 kilometers (km). Petrobras operates 27 marine storage terminals and  20  other  tank  farms  with  nominal  aggregate  storage  capacity  of  65  million barrels.  The  company's  marine  terminals  handle  an  average  10,000  tankers annually. Petrobras also imports and exports crude oil and oil products. It  imports certain  oil  products,  particularly  diesel.  The  company's  supply  segment  also includes petrochemical and fertilizer operations.  The distribution segment is engaged in the distribution of company's oil products to wholesalers  and  through  its  Petrobras  Distribuidora  retail  network  in  Brazil.  The company supplies and operates Brazil's  leading service station network, Petrobras Distribuidora,  which  accounts  for  about  38%  of  the  total  Brazilian  distribution market. Petrobras Distribuidora distributes oil products, ethanol, and biodiesel, and vehicular natural gas to retail, commercial, and industrial customers.  As of December 31, 2009, Petrobras Distribuidora network  included 7,221 service stations. In FY2009, Petrobras Distribuidora sold the equivalent of 767.4 mbbl/d of oil products to wholesale and retail customers, of which the largest portion (40.7%) was diesel. 

Page 237: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

236

Major Players in Shale Oil

 The gas and power segment is engaged in gas transmission and distribution, electric power  generation  using  natural  gas  and  renewable  energy  sources,  and  biofuels operations in Brazil.  The  company's  natural  gas  business  comprises  three  activities:  transportation (building  and  operating  the  Brazilian  natural  gas  pipeline  network); commercialization  (purchase  and  resale);  and  equity  participation  in  distribution companies  that  sell  natural  gas  to  end‐users.  The  company's  natural  gas transportation  system  in  Brazil  comprises  two main  pipeline  networks  as well  as Urucu‐Coari  pipeline.  The  5,030  km Malha  Sudeste  (Southeast Network)  connects the  company's  main  offshore  natural  gas  producing  fields  in  the  Campos  and Espirito  Santo  basins  to  the  markets  of  the  Southeast  Region,  including  Rio  de Janeiro and Sao Paulo. This network includes the 2,593 km Brazilian portion of the Bolivia‐Brazil  natural  gas  pipeline.  The  1,968  km  Malha  Nordeste  (Northeast Network)  transmits  gas  from  onshore  and  offshore  natural  gas  fields  in  the Northeast to consumers  in that region.  In  the Northern region,  the 661 km Urucu‐Coari pipeline connects the Solimoes basin to Coari. The company's gas and power segment  supplied  an  average  46.1  million  cubic  meters  per  day  (mmm3/d)  of natural gas in FY2009.  The company also develops and operates gas‐fired thermoelectric power generation plants.  Petrobras  currently  owns  stakes  in  26  thermoelectric  power  plants,  and controls 16 of them. Petrobras also aims to produce biodiesel in Brazil and actively participates in Brazil's growing ethanol industry, particularly the transportation and exportation of ethanol  to other countries. The company does not produce ethanol, but distributes it through its distribution business segment.  The  company's  gas  and  power  segment  plans  to  expand  its  participation  in  the ethanol  business  through  partnerships  with  ethanol  producers  and  international customers  where  the  company's  role  would  primarily  be  as  a  transporter  and exporter of Brazilian ethanol. The company owns  three biodiesel plants  located  in Northeastern Brazil at Candeias and Quixada and in Southeastern Brazil at Montes Claros with a combined capacity of 2.9 million barrels per day (bbl/d).  In FY2009, Petrobras  acquired 40.4% of Total Agroindustria Canavieira  (Total).  Total  owns  a plant with ethanol production capacity of 1.7 mbbl/d.  

Page 238: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

237

Major Players in Shale Oil

The international segment comprises exploration and production, supply (refining, petrochemicals, and fertilizers), distribution, and natural gas and energy operations in 24 countries outside of Brazil. In Latin America, the company's operations extend from exploration and production to refining, marketing, retail services, and natural gas pipelines. In North America, the company produces oil and gas and has refining operations in the U.S.. In Africa, the company produces oil in Angola; and in Asia, the company  has  refining  operations  in  Japan.  In  other  countries,  the  company  is engaged only in oil and gas exploration.  Contact Details:  Petroleo Brasileiro S.A. (Petrobras) Avenida Republica do Chile 65 Centro CEP 20031 912 Rio de Janeiro  Brazil Tel: +55‐21‐3224‐4477  Fax: +55‐21‐3224‐6055  Website: http://www2.petrobras.com.br/ingles/index.asp  Queensland Energy Resources  Queensland Energy Resources Limited (QERL) is an Australian oil shale mining and shale oil extraction company with the headquarter in Brisbane. It  is a developer of the Stuart and McFarlane oil shale projects.  Queensland  Energy  Resources  holds  mining  tenement  rights  to  several  oil  shale deposits  in  Queensland,  Australia.  Two  major  resources  are  Stuart,  located  near Gladstone, and McFarlane,  located near Proserpine.  It owns also pilot plant  facility in Rifle, Colorado, used for testing oil shale from its deposits. On 10 May 2010, the company announced a plan for construction of a small‐scale shale‐oil demonstration plant at Yarwun.  The  McFarlane  oil  shale  resource  is  one  of  Australia's  largest.  However,  on  24 August  2008,  the  Queensland  Government  announced  an  oil‐shale  mining moratorium over the McFarlane deposit for 20 years. 

Page 239: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

238

Major Players in Shale Oil

 Contact Details:  QER GPO Box 5214 Brisbane Qld 4001  Australia Tel: +61‐7‐3222‐0600 Fax: +61‐7‐3222‐0611 Website: http://www.qer.com.au  Red Leaf Resources  Red Leaf Resources,  Inc,  is a developer of the EcoShale In‐Capsule Process, a shale oil  extraction  technology.  It  has  its  headquarters  in  Salt  Lake  City,  Utah.  Red  Leaf Resources is a developer of the shale oil extraction technology EcoShale In‐Capsule Process.  In  the  Red‐Leaf  Resources  EcoShale  In‐Capsule  Process  a  hot  gas  is  generated  by burning natural gas or pyrolysis gas. Generated hot gas is then circulated through oil shale rubble using sets of parallel pipes. The heat is transferred to the shale through the pipe walls rather than being injected directly into the rubble, thereby avoiding dilution of  the product hydrocarbons with  the heating gas. The oil  shale  rubble  is enclosed by  a  low‐cost  earthen  impoundment  structure  to prevent  environmental contamination  and  to  provide  easier  and  more  rapid  reclamation  after  the extraction process is finished. Heat from the spent shale is recovered for enhancing the process's energy efficiency by passing cool gas through pipes and then using it for preheating adjacent capsules.  Red Leaf Resources controls oil shale leases of about 17,000 acres (69 km2) on state land  in  Utah.  The  acreage  represents  about  1.1  billion  barrels  (170×10^6 m3)  of shale  oil.  The  company  is  progressing  through  front‐end  engineering  design  and plans to commence commercial production in 2011.  Contact Details:  Red Leaf Resources, Inc. 

Page 240: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

239

Major Players in Shale Oil

200 W. Civic Center Dr., Suite 190 Sandy, UT 84070 United States of America Website: www.redleafinc.com  Shale Technologies LLC  Shale Technologies, LLC  is  an American privately held oil  shale  company with  the headquarter in Rifle, Colorado. It is an owner of the proprietary information relating to the Paraho oil shale retorting technologies (Paraho Direct and Paraho Indirect). The  Paraho Direct  is  an  American  version  of  a  vertical  shaft  retort  similar  to  the Kiviter  and  Fushun  retorts.  This  technology  is  used  in  the  company's  pilot  plant facility in Rifle.  Contact Details:  Shale Technologies, LLC 1354 County Road 246 Rifle, Colorado   81650 United States of America Phone:  +1‐970‐625‐3193 Fax: +1‐970‐625‐9898 Website: www.shaletechnologies.com    

               

Page 241: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

240

Page 242: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

241

 

   

     

Section 4: Conclusion  

Page 243: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

242

Appendix

Appendix   

Figure 25: Hydraulic Fracture Job at Marcellus Shale Well 

 Source: Chesapeake Energy 

  

Page 244: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

243

Appendix

Figure 26: Rotary Drilling Rig 

 Source: Bureau of Land Management 

 

Page 245: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

244

Appendix

Figure 27: Directional Drilling 

 Source: Schlumberger 

 

Page 246: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

245

Appendix

Figure 28: Hypothetical Well Casing 

 Source: CRS 

 

Page 247: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

246

Appendix

Figure 29: Idealized Hydraulic Fracture 

 Source: CRS 

 

Page 248: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

247

Appendix

Figure 30: Methane in Gas Shales Occurs as the following: 

 Source: EIA 

 Figure 31: Estimated Recovery from Barnett Shale 

 Source: EIA 

 

Page 249: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

248

Appendix

Figure 32: Athabasca Oil Sands 

 Source: NRCan 

 

Page 250: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

249

Appendix

Figure 33: Syncrude Mine at Athabasca Oil Sands 

 Source: Syncrude 

 

Page 251: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

250

Appendix

Figure 34: Marcellus Shale 

 Source: Misc. 

 

Page 252: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

251

Appendix

Figure 35: Trends in Shale Gas Production (MMcf/Day) 

 Source: Navigant 

 

Page 253: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

252

Appendix

Table 2: Comparison of Data for the Gas Shales in the United States 

 Source: EIA 

 

Page 254: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

253

Appendix

Figure 36: Barnett Shale in the Fort Worth Basin 

 Source: U.S. DOE 

 

Page 255: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

254

Appendix

Table 3: Stratigraphy of the Barnett Shale 

 Source: U.S. DOE 

 

Page 256: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

255

Appendix

Figure 37: Fayetteville Shale in the Arkoma Basin 

 Source: U.S. DOE 

 

Page 257: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

256

Appendix

Table 4: Stratigraphy of the Fayetteville Shale 

 Source: U.S. DOE 

 

Page 258: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

257

Appendix

Figure 38: Haynesville Shale in the Texas & Louisiana Basin 

 Source: U.S. DOE 

 

Page 259: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

258

Appendix

Table 5: Stratigraphy of the Haynesville Shale 

 Source: U.S. DOE 

 

Page 260: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

259

Appendix

Figure 39: Comparison of Target Shale Depth and Base of Treatable Groundwater 

 Source: NREL 

 

Page 261: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

260

Glossary

Glossary   Absorptance:  The  ratio  of  the  radiation  absorbed  by  a  surface  to  the  total  energy falling on that surface described as a percentage.   Access Charge: A charge paid by all market participants withdrawing energy  from the  ISO  controlled  grid.  The  access  charge  will  recover  the  portion  of  a  utility's transmission  revenue  requirement  not  recovered  through  the  variable  usage charge.  Active  Solar  Energy:  Solar  radiation  used  by  special  equipment  to  provide  space heating, hot water or electricity.  Active  Solar  Energy  System:  A  system  designed  to  convert  solar  radiation  into usable  energy  for  space,  water  heating,  or  other  uses.  It  requires  a  mechanical device, usually a pump or fan, to collect the sun's energy.   ACOP (Adjusted Coefficient of Performance): A standard rating term that was used to  rate  the  efficiency  of  heat  pumps  in  California.  ACOP was  replaced  by  Heating Seasonal Performance Factor (HSPF) in 1988.  Addition: An alteration to an existing building that increases conditioned space.  Adjustment  Bid:  A  bid  that  is  used  by  the  ISO  to  adjust  supply  or  demand when congestion is anticipated.  Adverse Hydro: Water conditions limiting the production of hydroelectric power. In years having below‐normal levels of rain and snow, and in seasons having less‐than‐usual runoff from mountain snow pack, there is then less water available for hydro energy production.  After‐Market:  broad  term  that  applies  to  any  change  after  the  original  purchase, such  as  adding  equipment  not  a  part  of  the  original  purchase.  As  applied  to alternative fuel vehicles, it refers to conversion devices or kits for conventional fuel vehicles.  

Page 262: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

261

Glossary

Aggregator: An entity responsible  for planning, scheduling, accounting, billing, and settlement  for  energy  deliveries  from  the  aggregator's  portfolio  of  sellers  and/or buyers. Aggregators seek to bring together customers or generators so they can buy or sell power in bulk, making a profit on the transaction.  Air Change: The replacement of a quantity of air in a space within a given period of time,  typically expressed as air  changes per hour.  If  a building has one air  change per hour, this is equivalent to all of the air in the building being replaced in a one‐hour period.  Air Conditioner: An assembly of equipment for air treatment consisting of a means for  ventilation,  air  circulation,  air  cleaning,  and  heat  transfer  (either  heating  or cooling).  The  unit  usually  consists  of  an  evaporator  or  cooling  coil,  and  an electrically‐driven compressor and condenser combination.  Air  Film:  A  layer  of  still  air  adjacent  to  a  surface  which  provides  some  thermal resistance.  Air Film Coefficient: A measure of the heat transfer through an air film.   Air‐To‐Air Heat Exchanger: A device with separate air chambers that transfers heat between the conditioned air being exhausted and the outside air being supplied to a building.  Air Pollution: Unwanted particles, mist or gases put into the atmosphere as a result of  motor  vehicle  exhaust,  the  operation  of  industrial  facilities  or  other  human activity.  Alteration: Any change or modification to a building's construction.   Ambient  Air  Temperature:  Surrounding  temperature,  such  as  the  outdoor  air temperature around a building.  Alcohol  Fuels:  A  class  of  liquid  chemicals  that  have  certain  combinations  of hydrogen, carbon and oxygen, and that are capable of being used as fuel.  

Page 263: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

262

Glossary

Alternating  Current:  (AC)  Flow  of  electricity  that  constantly  changes  direction between positive and negative sides. Almost all power produced by electric utilities in the United States moves in current that shifts direction at a rate of 60 times per second.  Alternative  (transportation)  Fuels:  as  defined  by  the  National  Energy  Policy  Act (EPAct) the fuels are: methanol, denatured ethanol and other alcohols, separately or in mixtures of 85% by volume or more (or other percentage not  less  than 70% as determined by U.S. Department of Energy  rule) with gasoline or other  fuels; CNG; LNG; LPG; hydrogen; "coal‐derived liquid fuels;" fuels "other than alcohols" derived from  "biological  materials;"  electricity,  or  any  other  fuel  determined  to  be "substantially not petroleum" and yielding "substantial energy security benefits and substantial environmental benefits."  Alternative  Fuel  Vehicle  (AFV):  motor  vehicles  that  run  on  fuels  other  than petroleum‐based  fuels.  As  defined  by  the National  Energy  Policy Act  (EPAct),  this excludes reformulated gasoline as an alternative fuel.  Ambient: The surrounding atmosphere; encompassing on all sides; the environment surrounding a body but undisturbed or unaffected by it.  ANSI:  American  National  Standards  Institute  is  the  national  organization  that coordinates  development  and maintenance  of  consensus  standards  and  sets  rules for  fairness  in  their  development.  ANSI  also  represents  the  USA  in  developing international standards.  Ancillary  Services:  The  services  other  than  scheduled  energy  that  are  required  to maintain system reliability and meet WSCC/NERC operating criteria. Such services include  spinning,  non‐spinning,  and  replacement  reserves,  voltage  control,  and black start capability.  Ampere (Amp): The unit of measure that tells how much electricity flows through a conductor.  It  is  like using cubic  feet per  second  to measure  the  flow of water. For example,  a  1,200  watt,  120‐volt  hair  dryer  pulls  10  amperes  of  electric  current (watts divided by volts).  

Page 264: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

263

Glossary

Angle of Incidence: The angle that the sun's rays make with a line perpendicular to a surface.  The  angle  of  incidence  determines  the  percentage  of  direct  sunshine intercepted by a surface.  Annual Maximum Demand: The greatest of all demands of the electrical load which occurred during a prescribed interval in a calendar year.  Animal Waste Conversion: Process of obtaining energy from animal wastes. This is a type of biomass energy.  AFUE  (Annual  Fuel  Utilization  Efficiency):  A  measure  of  heating  efficiency,  in consistent units, determined by applying the federal test method for furnaces. This value is intended to represent the ratio of heat transferred to the conditioned space by the fuel energy supplied over one year.   Anthracite: Hard coal, found deep in the earth. It burns very hot, with little flame. It usually has a heating value of 12,000‐15,000 British thermal units (Btus) per pound.  Appliance Efficiency Standards: California Code of Regulations, Title 20, Chapter 2, Subchapter  4:  Energy  Conservation,  Article  4:  Appliance  Efficiency  Standards. Appliance  Efficiency  Standards  regulate  the  minimum  performance  requirements for  appliances  sold  in  California  and  apply  to  refrigerators,  freezers,  room  air conditioners,  central  air  conditioners,  gas  space  heaters,  water  heaters,  plumbing fittings,  fluorescent  lamp  ballasts  and  luminaires,  and  ignition  devices  for  gas cooking appliances and gas pool heaters. New National Appliance Standards are in place for some of these appliances and will become effective for others at a  future date.  Appliance  Saturation: A  percentage  telling what  proportion  of  all  households  in  a given geographical area have a certain appliance.  Applicant: Applicant means any person who submits an application for certification pursuant to the provisions of this division, including, but not limited to, any person who explores for or develops geothermal resources.  Application: Application means any request for certification of any site and related facility filed in accordance with the procedures established pursuant to this division. 

Page 265: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

264

Glossary

An applicant for a geothermal power‐plant and related facilities may propose more than one site and related geothermal facilities in the same application.  Area Load: The total amount of electricity being used at a given point in time by all consumers in a utility's service territory.  ASHRAE:  Acronym  for  American  Society  of  Heating,  Refrigerating  and  Air‐ Conditioning Engineers.  Ash: Non‐organic, non‐flammable substance left over after combustible material has been completely burned.  Associated Gas: Natural gas that can be developed for commercial use, and which is found in contact with oil in naturally occurring underground formations.  Atgas:  Synthetic  gas  produced  by  dissolving  coal  in  a  bath  of  molten  iron.  The process was developed by Applied Technology, Inc. Synthetic gas may be used as a substitute for natural gas in industrial and home uses.  Atomic  Energy  Commission:  The  independent  civilian  agency  of  the  federal government with statutory responsibility  to supervise and promote use of nuclear energy.  Functions  were  taken  over  in  1974  by  the  Energy  Research  and Development Administration (now part of  the U.S. Department of Energy) and the Nuclear Regulatory Commission.  Atomic Nucleus: The positively charged core of an atom.  Auxiliary Energy Subsystem: Equipment using conventional fuel to supplement the energy output of a solar system. This might be, for example, an oil‐ fueled generator that adds  to  the electrical output of a  substitutes  for  the solar  system during  long overcast periods when there is not enough sunlight.  Auxiliary Equipment: Extra machinery needed to support the operation of a power plant or other large facility.  Average  Cost:  The  revenue  requirement  of  a  utility  divided  by  the  utility's  sales. Average cost typically includes the costs of existing power plants, transmission, and 

Page 266: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

265

Glossary

distribution lines, and other facilities used by a utility to serve its customers. It also included operating and maintenance, tax, and fuel expenses.  Average Demand: The energy demand in a given geographical area over a period of time. For example, the number of kilowatt‐hours used in a 24‐hour period, divided by 24, tells the average demand for that period.  Average  Hydro:  Rain,  snow  and  runoff  conditions  that  provide  water  for hydroelectric  generation  equal  to  the  most  commonly  occurring  levels.  Average hydro usually is a mean indicating the levels experienced most often in a 104‐year period.  Avoided Cost: (Regulatory) The amount of money that an electric utility would need to  spend  for  the  next  increment  of  electric  generation  to  produce  or  purchase elsewhere  the  power  that  it  instead  buys  from  a  co‐generator  or  small‐power producer.  Federal  law  establishes  broad  guidelines  for  determining  how  much  a qualifying facility (QF) gets paid for power sold to the utility.  Avoided  Cost:  The  cost  the  utility  would  incur  but  for  the  existence  of  an independent generator or other energy service option. Avoided cost rates have been used  as  the  power  purchase  price  utilities  offer  independent  suppliers  (see Qualifying Facilities).  Azimuth:  The  angular  distance  between  true  south  and  the  point  on  the  horizon directly below the sun. Typically used as an input for opaque surfaces and windows in computer programs for calculating the energy performance of buildings.  Balanced  Schedule:  A  Scheduling  Coordinator's  schedule  is  balanced  when generation, adjusted for transmission losses, equals demand.  Ballast: A device that provides starting voltage and limits the current during normal operation in electrical discharge lamps (such as fluorescent lamps).  Barrel: In the petroleum industry, a barrel is 42 U.S. gallons. One barrel of oil has an energy content of 6 million British thermal units. It takes one barrel of oil to make enough gasoline to drive an average car from Los Angeles to San Francisco and back (at 18 miles per gallon over the 700‐mile round trip). 

Page 267: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

266

Glossary

 Barrels Per Day Equivalent (BPD‐Equivalent): A unit of measure that tells how much oil would have  to be burned to produce  the same amount of energy. For example, California's hydroelectric generation in 1983 was 58,000 barrels per day equivalent.  Base Load: The lowest level of power production needs during a season or year.  Biodiesel: Biodiesel is a type of biofuel made by combining animal fat or vegetable oil  (such  as  soybean  oil  or  recycled  restaurant  grease)  with  alcohol  and  can  be directly  substituted  for  diesel  as  a  stand‐alone  fuel  (called  B100,  for  100% biodiesel) or be used as an additive (called B20,  for 20% bio‐diesel). Biodiesel can be used in vehicles (newer cars, usually 1994 or later, are required for B100) and is beginning to be used in on‐site electricity generation and heating applications.   Biofuel:  Biofuels  are  renewable  liquid  fuels  made  from  plant  matter  rather  than fossil  fuels.  Today’s  primary  biofuels  are  ethanol  and  biodiesel.  Biofuels  can  help reduce air toxics emissions, greenhouse gas buildup, and dependence on imported oil, while supporting United States agriculture.   Biomass: A type of renewable fuels that includes trees and other crops and residues, solid waste, sewage, and liquid fuels derived from agricultural products. Some of the common energy  sources derived  from biomass  are  landfill  gas,  anaerobic digester gas,  methane,  and  biofuels  including  biodiesel,  bio‐oil,  and  ethanol.  Biomass gasification is an emerging clean energy technology. See the Bioenergy section of the MTC website for more details.   Biomass  Gasification:  This  is  a  highly  efficient  process  for  converting  woody biomass (wood chips, pellets, and other wood residues) into energy that can then be converted into electricity.   Bio‐oil: Solid biomass can be converted into a carbon‐rich liquid which can be used to produce chemicals and fuels. This liquid, or bio‐oil, is produced through a process called pyrolysis, in which the biomass is broken down into liquid in an oxygen‐free, high‐temperature environment.  Carbon Dioxide (CO2): Carbon dioxide is one of the most common greenhouse gases in the atmosphere and is regulated through the natural carbon cycle, where carbon 

Page 268: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

267

Glossary

dioxide is emitted into the air and reabsorbed by vegetation and water. This cycle is upset by the emission of additional carbon dioxide from human activities. Because natural  cycles  cannot absorb  these additional emissions, a  large portion of  carbon dioxide  remains  in  the  atmosphere  and  increases  climate  change.  The  primary human source of carbon dioxide is the burning of fossil fuels for electricity, heat, and transportation.   Carbon Monoxide  (CO):  This  gas  is  created when  the  carbon  in  fossil  fuels  is  not entirely burned during combustion and can have serious impacts on human health. The  majority  of  carbon monoxide  emissions  come  from  the  use  of  fossil  fuels  in transportation.  Lesser  quantities  come  from  electricity  production  and  natural events  like forest fires.  Improperly‐adjusted gas stoves can also release high levels of  indoor  carbon  monoxide.  When  released  into  the  air,  carbon  monoxide  can exacerbate heart disease and damage the human nervous system. Carbon monoxide also has an indirect effect on global climate change, and is a criteria pollutant.   Chemical  Energy:  Chemical  energy  is  generated  from  chemical  reactions  in which the  chemical  bonds  of  a  substance  are  broken  and  rearranged  to  form  new molecules  that  can  provide  energy.  Chemical  energy  can  be  transformed  into thermal  energy, mechanical  energy,  and  electrical  energy.  Respective  examples  of these conversions include burning wood, digestion of food, and the chemical process used in nuclear power plants.   Clean  Energy:  Clean  energy  can  be  generally  defined  as  energy  from  renewable sources such as biomass, wind, or solar power. The goal of clean energy is to have a low environmental impact, with low or zero emissions, and a minimal impact on the physical  surroundings.  Hydropower  can  be  defined  as  clean  energy  due  to  zero emissions,  but  today's  hydropower  still  often  has  substantial  impacts  on  aquatic ecosystems. Waste‐burning and wood‐burning plants that capture emissions can be clean energy generators. Fossil  fuels do not provide  clean energy because of  their emissions and environmental impacts. Learn more about clean energy technologies.   Coal:  Coal  is  a  fossil  fuel  that  currently  provides  about  half  of  the  country’s electricity. Coal power plants create more emissions per unit of generated electricity than  other  fuels,  and  are  required  to  install  pollution  control  devices  to  curb pollution.  Like  natural  gas  and  oil,  coal  is  a  nonrenewable  resource  because  it cannot be replenished on a human time scale.  

Page 269: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

268

Glossary

 Concentrating Solar Power (CSP): Concentrating solar power plants collect the sun’s energy  through  different  mirror  configurations,  converting  the  high‐temperature heat collected into electricity through use of a generator. There are three different types of CSP systems: trough systems, power tower systems, and solar dish/engine systems. Each system uses a different method for collecting solar energy.   Criteria  Pollutants:  These  are  man‐made  pollutants  such  as  carbon  monoxide, nitrogen  oxides,  nonmethane  volatile  organic  compounds  (NMVOCs),  and  sulfur dioxide that have indirect effects on global warming. They are primarily emitted as byproducts  of  fossil  fuel  and  biomass  combustion.  Lead  and  particulates  are  also criteria pollutants. Although  these pollutants only  remain  in  the  atmosphere  for  a short  time,  the  chemical  reactions  that  remove  carbon  monoxide,  NMVOCs,  and nitrogen  oxides  from  the  atmosphere  promote  the  formation  of  ozone,  which  is harmful to people and animals at ground level.   Daylighting (Natural Lighting): Daylighting is the use of various design techniques to enhance  the  use  of  natural  light  in  a  building.  Daylighting  decreases  reliance  on electric  lights and mechanical systems through the use of windows, skylights,  light shelves,  and  other  techniques  that maximize  sunlight while minimizing  glare  and excess heat. Green buildings often use daylighting.  Direct Current (DC): A direct current means that electrical current flows in a single direction through a conductor. DC must be converted to alternating current (AC) to be used for a typical 120‐volt or 220‐volt household appliance. DC is used directly in industrial applications and appliances that use battery power.  Electric Utility: An entity that owns and operates transmission and/or distribution facilities  and  delivers  electric  energy  to  customers.  It may  be  an  investor‐owned, municipal, state, or federal electric utility, or a rural electric cooperative. Find your local Massachusetts utility.   Electrical  Circuit:  The  path  followed  by  electrons  from  a  power  source  such  as  a photovoltaic  (solar)  panel,  through  an  electrical  system  to  create  light,  motion, battery power, and other power. The circuit is completed when the electrons return to the power source, creating a continuous flow of electricity.   

Page 270: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

269

Glossary

Electrical Current: The flow of electrons through an electrical wire, or transmission or distribution line. Current is measured in amperes.   Electrical  Energy:  Electrical  energy  is  the  flow  of  electrons  along  a  circuit.  The movement of electrons creates an electric current which can be connected to an end use  like  lighting  or  appliances.  Electrical  energy  can  also  be  transformed  into mechanical energy (using an elevator) or thermal energy (by using a space heater). Conversely,  mechanical,  thermal,  and  other  forms  of  energy  can  be  converted  to create electricity, as  in wind turbines and biomass  facilities respectively. Electrical energy is usually measured in kilowatt‐hours (kWh) or megawatt‐hours (MW).   Electrical Grid (Electric Grid): The grid can most easily be understood as a web of connections  between  power  plants  and  the  consumer  of  electricity.  This  web transfers  electricity  from  power  plants  through  transmission  substations,  high voltage  transmission  lines,  distribution  substations,  and  distribution  lines  to  the consumer.   Emissions: Emissions are gases and particles released into the air as byproducts of a natural  or  man‐made  process.  One  of  these  processes  is  the  burning  of  fuels  to create electricity and other forms of energy. The emissions from burning fossil fuels contribute  significantly  to  global  warming  and  poor  air  quality.  A  small  set  of emissions  are  responsible  for  the  majority  of  human  impacts  on  global  climate change and health. These gases and particulates come from a variety of sources and can be categorized as greenhouse gas emissions (which affect climate change) and air quality emissions (which affect health as well as the environment).   Energy: The ability to do work or the ability to move an object. Energy occurs in two primary  states,  potential  and kinetic. This  energy  can occur  in  a number of  forms including electrical, thermal (heat), chemical, radiant, and mechanical energy.   Energy Efficiency: Energy efficiency refers  to products or systems designed  to use less energy  for  the same or higher performance than regular products or systems. Energy‐efficient buildings are designed to use less energy than traditional buildings; see green buildings  for details. Saving energy  through efficiency also saves money on  utility  bills  and  protects  the  environment  by  reducing  fossil  fuel  consumption and  emissions.  Combining energy  efficiency with  renewable  energy  is  even better for the environment.  

Page 271: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

270

Glossary

 Ethanol: A biofuel derived from grain and corn that can be used instead of or as an additive to gasoline. Ethanol is primarily used in transportation applications.   Fossil  Fuels:  Fossil  fuels  (oil,  coal,  and  natural  gas)  come  from  the  long‐term decomposition of plant and animal matter  from millions of years ago. These  fossil fuels  are  the  main  sources  of  energy  used  by  Americans  today  to  generate electricity,  heat,  and  fuel  for  transportation.  Because  fossil  fuels  cannot  be replenished on a human time scale once they are extracted and burned, they are a non‐renewable resource. The byproducts of fossil fuel combustion, including carbon dioxide (CO2) and methane, are emissions that increase the “greenhouse” effect that causes global climate change.   Fuel Cells: A  fuel  cell  is  an electrochemical device used  to  create electricity. Much like a battery,  it converts chemical energy to electrical energy. But unlike a typical battery, which holds a  limited  fuel supply  in a sealed container, a  fuel cell uses an ongoing supply of  fuel  to create a continuous  flow of electricity. Fuels  like natural gas and methane gas are used to produce hydrogen and oxygen. The hydrogen and oxygen are then fed to two terminals in the fuel cell to cause a chemical reaction that produces electricity with heat and water as byproducts. Learn more about fuel cells.  Global Climate Change (GCC): Global climate change is a significant alteration from one climatic condition to another, beyond the usual alterations  in various climates throughout the globe, as the result of human activities. The greatest of these is fossil fuel  combustion,  which  traps  greenhouse  gases  in  the  atmosphere  that  cause gradual changes  in Earth’s  temperatures over hundreds of years. The term “global warming” may  also  be  used  but  refers more  specifically  to  temperature, whereas global  climate  change  encompasses  the  broader  changes  associated with  elevated greenhouse gas levels, such as dryer deserts, increased numbers of hurricanes, and warmer oceans.   Greenhouse Gases: While gases like carbon dioxide, methane, nitrous oxide, ozone, and  water  vapor  naturally  occur  in  earth’s  atmosphere,  human  activities  can artificially  increase  concentrations,  notably  through  fossil  fuel  combustion  to produce  heat  and  electricity.  These  gases  are  dubbed  greenhouse  gases  because they  remain  in  the  atmosphere  and  intensify  the  sun’s  heat  as  it  radiates  to  the earth, similar to a greenhouse’s glass walls heating and moisturizing the air inside of 

Page 272: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

271

Glossary

it. Greenhouse gases are the primary source of global climate change (GCC). Learn more about greenhouse gases and GCC.   Hydropower (Hydroelectricity): Hydropower, or hydroelectricity,  is a clean energy technology that uses moving water to produce electricity. In a hydroelectric system, water flows downstream through a hydraulic turbine that spins and in turn rotates adjacent  generators  to  transform  the  rotational  energy  into  electricity. When  the water exits the turbine it is returned to the stream or riverbed. Hydraulic turbines are generally  located near dams that  increase the height  from which water  falls  to increase the potential for energy generation. Learn more about hydropower.   Investor‐Owned Utility: A publicly held utility  that  typically  serves multiple  towns or  regions  and  often  combines  transmission  and  distribution  services.  Standards, rates,  and  other  aspects  of  investor‐owned  utilities  are  regulated  by  the Massachusetts  DTE.  These  utilities  are  also  required  under  the  Massachusetts Electric Restructuring Act of 1997 to collect energy efficiency and renewable energy funding for use in public funds.   Joule (J): A unit of electrical energy equal to the work done when a current of one ampere passes through a resistance of one ohm for one second (synonymous with watt‐second).   Kilowatt  (kW): A  standard unit  of  electrical power equal  to 1000 watts. The  term “kilowatt” (in addition to the measurements of “watt” and “megawatt”) is commonly used  to  describe  the  capacity  of  an  electric  generator,  particularly  in  reference  to small solar photovoltaic and other generating systems.   Kilowatt‐hour (kWh): 1,000 watts or 1 kilowatt acting over a period of 1 hour. One kilowatt‐hour  is  equal  to  1,000 watt‐hours  and  is  equal  to  3600  kJ.  The  primary difference between a kilowatt and a kilowatt‐hour  is  that  “kilowatt” measures  the capacity of an electric generator and “kilowatt‐hour” measures the actual amount of electricity it produces over a certain period of time.   Kinetic Energy: Kinetic  energy  is  the  release of potential  energy  to  create motion, ultimately to do work. An example of kinetic energy is the energy carried by wind.   

Page 273: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

272

Glossary

Landfill Gas: Landfill gas is created when food, wood, and other organic waste in a landfill decomposes under anaerobic – or oxygen‐free – conditions. Because landfill gas is about 50% methane, it can be used as a source of energy similar to natural gas (which  is  about  90%  methane).  Carbon  dioxide  (CO2)  is  the  other  primary component of landfill gas. Since landfill gas is generated continuously, it provides a reliable fuel for a range of energy applications, including heating and electric power generation.   Mechanical  Energy:  Mechanical  energy  refers  to  an  object  that  is  doing  work  by being  in  motion.  Mechanical  energy  can  be  transformed  into  electrical  energy  or thermal energy. Examples include wind turbines and refrigerators, respectively.   Megawatt (MW): A standard unit of electrical power equal to 1,000 kilowatts, or 1 million watts. Like watts and kilowatts, the term “megawatt” is used as a standard measure of electric power plant generating capacity.  It  is most commonly used for large systems like wind turbines, biomass plants, and coal, natural gas, and nuclear plants.   Megawatt‐hour (MWh): 1 megawatt acting over a period of 1 hour. One megawatt‐hour  is  equal  to  1,000  kilowatt‐hours  or  1  million  watt‐hours.  The  primary difference between a megawatt and a megawatt‐hour is that “megawatt” measures the  capacity  of  an  electric  generator  and  “megawatt‐hour”  measures  the  actual amount of electricity it produces over a certain period of time.   Methane Gas: Methane  is a common, naturally occurring and human‐produced gas that  can  have  serious  climate  change  impacts  when  it  is  not  captured.  When captured,  it can be used as a  fuel. Methane produced by decomposition in  landfills and  through other human activities can be burned  to produce energy  for  turbines and even fuel cells.   Municipal  Utility:  Municipally  owned  utilities  are  owned  and  operated  by  the individual towns and cities they serve. These utilities are responsible for customer billing, wire, pole, and meter maintenance, connecting new customers, distribution of electricity, and restoring power after an outage. These utilities are not required to collect energy efficiency and renewable energy funding for use in public funds, but some have elected  to establish  their own energy efficiency  funds and  install  clean energy in their local service areas.  

Page 274: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

273

Glossary

 Natural  Gas:  Natural  gas  is  a  fossil  fuel  made  of  about  50%  methane,  a  potent greenhouse gas. Like coal and oil, natural gas is a nonrenewable resource because it cannot be replenished on a human time scale. According to the U.S. EPA, natural gas power  plants  provide  about  14% of  the  electricity  produced  in  the United  States, ranking third behind coal and nuclear power.   Nitrogen Oxides (NOx): Nitrogen oxides are byproducts of nitrous oxide from fossil fuel  combustion. They  are  called  criteria pollutants  (along with  carbon monoxide, sulfur  dioxide,  nonmethane  volatile  organic  compounds,  lead,  and  particulates). They contribute to acid rain, smog, and respiratory problems, and have an indirect impact on global climate change.   Nitrous Oxides (N2O): Nitrous oxides are greenhouse gases. The natural sources and cycles of nitrous oxides are not as well understood as those of carbon dioxide and methane,  but  their  primary  natural  source  appears  to  be  bacterial  breakdown  of chemicals  in  soil.  Human  activities  that  increase  nitrous  oxide  levels  in  the atmosphere  (and  the  corresponding  risk  of  climate  change)  include  fossil  fuel burning, use of nitrogen‐based fertilizers in farming, and emissions from industrial processes.   Nuclear Energy: Nuclear energy relies on the splitting of uranium atoms in a process called fission, which generates heat for producing steam that then turns a turbine to produce electricity. While nuclear power plants do not emit air pollutants, nuclear wastes and abandoned uranium mines pose health risks from radiation for as long as 250,000 years if not contained properly.   Ohm: A measure of the electrical resistance of a material equal to the resistance of a circuit  in which  the potential difference of 1 volt produces a  current of 1 ampere. Ohms  are  used  by  utilities  and  electrical  engineers  to  measure  the  resistance  of wires conducting electricity.   Oil: Oil, a  liquid  fossil  fuel,  is used  in enormous quantities worldwide. Oil contains carbon, nitrogen, sulfur, mercury,  lead, and arsenic, all of which are emitted when oil  is  burned  to  produce  energy.  Advancements  have  been  made  in  producing cleaner‐burning  oil;  however,  its  emissions  are  still  significant.  Oil  is  a 

Page 275: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

274

Glossary

nonrenewable resource, like coal and natural gas, and oil spills have caused severe damage to natural environments.   Ozone  (O3):  Ozone  is  a  unique  emission  because  it  is  not  directly  produced  by human  sources.  Instead,  it  is  created  as  a  result  of  chemical  reactions  between human‐produced emissions and other gases in the atmosphere. Ozone is also unique because it is considered beneficial in some places and detrimental in others. When ozone  is  in the earth's upper atmosphere  it  is considered good because  it protects the  earth  from  the  sun's  radiation.  But  when  ozone  is  created  in  the  lower atmosphere,  it creates smog which can cause respiratory problems and damage to plant  and  animal  life.  In  the  lower  atmosphere,  ozone  is  typically  created  when volatile organic compounds (VOCs) or nitrogen oxides react with other atmospheric gases.   Particulates: Particulates are criteria pollutants that  include dust, dirt, soot, smoke and other miniscule solids released into the air and can affect heart and respiratory health.  Particulates  can  be  composed  of  many  different  chemicals.  Their  human sources  vary  but  come  largely  from  construction  activities  like  road  building. Particulates can also form when emissions from fossil fuels react with sunlight and water vapor to create solid particles in the air.   Potential  Energy:  Potential  energy  is  stored  energy,  waiting  to  be  released.  An example of potential energy  is the energy embodied in ocean waves, which can be captured through ocean energy technologies to produce kinetic energy.   Power:  Power  is  the  rate  at  which  work  is  done.  The  ratio  of  work  and  time determines the amount of power used. For example,  imagine that two people start at the bottom of a mountain with the goal of reaching the top. The first person hikes to the top in a short amount of time. The second person scales the rocks to the top which takes a much longer amount of time. The same amount of work was done by both (they reached the top of the mountain), but the hiker has more power since the distance traveled was completed in a shorter amount of time. Power is expressed in Watts.   Radiant Energy: Radiant energy comes from a light source, such as the sun. Energy released from the sun is in the form of photons. These tiny particles, invisible to the 

Page 276: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

275

Glossary

human  eye, move  in  a way  similar  to  a wave. Radiant  energy  can  be  transformed into electrical energy using solar panels.   Renewable Energy: Renewable energy comes from sources that can be replenished on  a  human  time  scale,  such  as  biomass  (wood),  or  that  are  essentially inexhaustible, such as waste and geothermal, wind, and solar energy. Fossil fuels are non‐renewable energy sources; there is a finite supply of them. Renewable energy is also often clean energy; it can be generated with few or zero emissions and little to no environmental damage.   Smog: Smog is air pollution mainly consisting of ozone and nitrogen oxides, which creates  a  visible  brownish  haze  (particularly  in  cities  in  the  summer).  Smog  can cause breathing problems and greatly reduces visibility in the air. Power plants and vehicles are major causes of smog.   Solar Heating: Solar heating converts the sun’s power into heat for hot water, space heating,  and  swimming  pools.  Passive  solar  heating  uses  large  windows  to  let  in more  light  and  warmth,  while  active  solar  heating  uses  specially  designed mechanical systems to intensify the sun’s heat for use indoors.   Solar Photovoltaics  (PV): PV converts  sunlight directly  into electricity. PV  is made from  semiconductor materials,  and  does  not  create  any  pollution,  noise,  or  other impacts on  the environment. Homes and businesses may  incorporate  solar panels and arrays as a source of clean energy.   Solar Photovoltaic Cell: A PV cell  is  the most basic element of a solar photovoltaic system. Each  cell  is made  from  semiconductor materials,  and  creates  an  electrical charge in reaction to sunlight that can be transformed into a current of electricity.   Solar Power: The sun's energy can be used to generate electricity, provide hot water, and to heat, cool, and light buildings. This can be achieved using solar photovoltaic panels, concentrating solar power, and passive solar design.   Sulfur  Dioxide  (SO2):  Sulfur  dioxide  is  a  criteria  pollutant  that  contributes  to respiratory  problems  and  the  creation  of  acid  rain.  Sulfur  dioxide  is  created  by burning fossil fuels with trace amounts of sulfur, like coal and oil. Smaller amounts 

Page 277: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

Oil Sands, Gas and Oil Shales © EnergyBusinessReports.com

276

Glossary

can  be  created  during  industrial  metal  processing.  The  major  source  of  sulfur dioxide is the use of fossil fuels in electricity production.   Thermal Energy: Thermal energy is the use of heat as a source of energy. Thermal energy can be used directly or can be transformed into mechanical energy (using a steam  engine)  which  can  then  be  transformed  into  electrical  energy.  Thermal energy is usually measured in British thermal units (Btu).   Volt: A unit of electrical  force equal  to  the amount of electromotive  force  that will cause a steady current of one ampere to flow through a resistance of one ohm. High‐voltage electricity moves faster than low‐voltage electricity, as seen in the difference between  high‐voltage  transmission  lines  used  to  move  electricity  quickly throughout  a  region  and  lower‐voltage  distribution  lines  used  to move  electricity directly to customers.   Voltage: The amount of electromotive force, measured in volts that exists between two  points.  Voltage  is  used  to  describe  the  amount  of  power  produced  by  a generator.   Water Efficiency: Water efficiency refers to practices, products, or systems that use less  water  than  traditional  products  or  systems  without  sacrificing  performance. Water‐efficient  products  can  include  graywater  use  and  low‐flow  water  fixtures (such as  toilets or  faucets). Water‐efficient practices  can  include  landscaping with plants  that  require  less  water,  use  of  rainwater  for  irrigation,  and  stormwater management.   Watt (W): The rate of energy transfer equivalent to one ampere under an electrical pressure of one volt. One watt equals 1/746 horsepower, or one joule per second. It is  the product of  voltage and  current  (amperage). The  term  "watt"  (in addition  to the larger measurements of kilowatt and megawatt) is commonly used to describe the capacity of an electric generator. For example, a 1,000‐watt photovoltaic system has the capacity to produce 1,000 watts of power at any given time, though it may not consistently produce this much.   Watt‐second (Ws): One Joule equals one watt‐second.   

Page 278: Oils Sands, Gas Shales & Oil Shaleseip.tri.org.tw/file/2/Oil-Sands-Gas-and-Oil-Shales-Market-Growth.pdf · supply in North American by the year 2020. Meanwhile, oil shales are organic

© EnergyBusinessReports.com Oil Sands, Gas and Oil Shales

277

Glossary

Watt‐hour (Wh): The energy produced by 1 watt of power acting over a period of 1 hour. The Wh is the basis for the more commonly used measurements kilowatt‐hour and megawatt‐hour.  Wind  Power:  Wind  power  uses  the  kinetic  energy  of  flowing  air  to  create mechanical  energy  in  a  wind  turbine  that  can  be  transformed  into  pollution‐free electricity. Learn more about wind power and wind turbines.   Work: Work is the transfer of energy to move an object a certain distance, such as a horse pulling a plow from one side of a field to another. Work is expressed in Joules. The rate at which work is performed is power.    


Recommended