ENCICLOPEDIA - Treccani ENCICLOPEDIA DEGLI IDROCARBURI DIREZIONE Mario Beccari, Ugo Romano COMITATO

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  • ENCICLOPEDIA DEGLI

    IDROCARBURI

    ISTITUTO DELLA

    ENCICLOPEDIA ITALIANA FONDATA DA GIOVANNI TRECCANI

  • © PROPRIETÀ ARTISTICA E LETTERARIA RISERVATA

    Copyright by ISTITUTO DELLA ENCICLOPEDIA ITALIANA

    FONDATA DA GIOVANNI TRECCANI S.p.A.

    2007

    Fotolito e stampa MARCHESI GRAFICHE EDITORIALI S.p.A.

    Via Flaminia, 995/997 - 00189 Roma

    Printed in Italy

  • PRESIDENTE Roberto Poli

    AMMINISTRATORE DELEGATO Paolo Scaroni

    AMMINISTRATORI Alberto Clô, Renzo Costi, Dario Fruscio, Marco Pinto, Marco Reboa,

    Mario Resca, Pierluigi Scibetta

  • ISTITUTO DELLA ENCICLOPEDIA ITALIANA

    PRESIDENTE Francesco Paolo Casavola

    CONSIGLIO DI AMMINISTRAZIONE

    VICEPRESIDENTE Cesare Geronzi

    Gian Mario Anselmi, Roberto Artoni, Pierluigi Ciocca, Marcello De Cecco, Giuseppe de Vergottini, Giovanni Fiori, Ademaro Lanzara, Federico Pepe, Giovanni Puglisi,

    Guido Rossi, Giuseppe Vacca

    AMMINISTRATORE DELEGATO Francesco Tatò

    CONSIGLIO SCIENTIFICO Carlo Azeglio Ciampi, Francesco Cossiga, Oscar Luigi Scalfaro, Giovanni Conso, Rita Levi-Montalcini; Mario Agrimi, Adriano Alippi, Girolamo Arnaldi, Baccio Baccetti, Giuseppe Franco Bassani, Mario Beccari, Giuseppe Bedeschi, Giampio Bracchi, Pietro Calissano, Luciano Canfora, Mario Caravale, Sergio Carrà, Enrico Castelnuovo, Francesco Clementi, Piero Coda, Benedetta Craveri, Francesco D’Agostino, Giuseppe Dalla Torre, Nino Dazzi, Antonio Fazio, Domenico Fisichella, Giuseppe Galasso, Paolo Galluzzi, Emma Giammattei, Antonio Giuliano, Gherardo Gnoli, Augusto Graziani, Tullio Gregory, Maurizio Iaccarino, Carlo Jean, Fiorella Kostoris Padoa Schioppa, Luigi Labruna, Lucio Lanfranchi, Carlo Maria Ossola, Giorgio Parisi, Sandro Petruccioli, Giovanni Pugliese Carratelli, Gian Tommaso Scarascia Mugnozza, Pietro Scoppola, Salvatore Settis, Francesco Sicilia,

    Fulvio Tessitore, Edoardo Vesentini, Vera Zamagni, Ortensio Zecchino

    COLLEGIO SINDACALE Gianfranco Graziadei, Presidente; Mario Perrone, Saverio Signori

    Luciano Pagliaro, Delegato della Corte dei Conti

  • ENCICLOPEDIA DEGLI IDROCARBURI

    DIREZIONE Mario Beccari, Ugo Romano

    COMITATO DI COORDINAMENTO SCIENTIFICO Pier Federico Barnaba, Piero Bernardini, Giovanni Brighenti, Sergio Carrà, Alberto Clô,

    Carlo Giavarini, Renzo Mazzei, Ferruccio Trifirò

    REDAZIONE

    Redattore Capo: Carlo Amadei

    Area tecnico-scientifica. Supervisione: Fabio Sebastiani; Maria Teresa Amoroso. Chimica: Andrea Ciccioli, Alessandro Di Menno Di Bucchianico, Antonio Di Meo - Fisica: Maria Grazia Ianniello - Ingegneria: Lucilla Monteleone, Roberto Steindler - Scienze biologiche, geologiche e naturali: Francesca Beolchini, Simona Martullo, Francesca Ricci, Paola Vinesi

    Area giuridico-economica e storico-geografica. Supervisione: Giandomenico Patrizi; Pino Bongiorno. Diritto: Fabio Di Fonzo, Fabiana Di Porto, Bianca Maria Raganelli - Economia: Chiara d’Auria, Giuseppe Smargiassi - Geografia: Arianna Ballabene - Storia: Silvia Dionisi

    Edizione in lingua italiana. Supervisione: Enrico Piccioni. Cristiana Baldazzi, Ilenia Romana Cassetta, Fabio Catino, Claudio Censori, Marina Chiarioni, Katia Furìa, Patrizia Greganti, Tomáš Kubíček (illustrazioni), Michela Mastroddi, Enza Milanesi, Stefano Petrocchi, Tiziana Provvidera, Laura Volpe

    Edizione in lingua inglese. Coordinamento: Cosima Campagnolo. Donald Blair Bartlett, Janice Calf, Anne Colbeck, Johanna Erhardt, Helenka Dodge Kinnan, Patrick O’Keeffe, Mary Anne Tafuri. Consulente: Peter Joseph Glendening. Traduttori: Andrea Baldi, Fabrizio Balsamo, Richard Bates, Massimo Benedetti, Anthony Martin Cafazzo, Fabio Catino, Paolo Del Giudice, Paul Michael Garwood, Peter Joseph Glendening, H.J. Michael Harris, Erika Louisa Milburn, Gian Mario Moggio, Stefano Salpietro, Maria Serena Scariolo, Ruth Patricia Williams

    Segreteria: Pasqualina Leone, Tiziana Pieretti

  • ATTIVITÀ TECNICO-ARTISTICHE

    Art Director: Gerardo Casale

    Progetto grafico: Giuseppe De Gregori Ricerca iconografica: Daniele Piselli; Claudio Cigognetti; Anna Maria Ciai, Bernardo Ruzicka, Angelo Zanni Disegni: Marina Paradisi; Giuseppina Elia, Marco Evangelista, Massimo Montelli, Anna Olivieri, Paola Salvatori (cartografia) Grafica e impaginazione: Giuseppe De Gregori (controllo) Controllo qualità: Anna Rita De Nardis Segreteria: Aurora Corvesi, Carla Proietti Checchi

    BIBLIOTECA

    Gabriella Miggiano; Elsa Adducci, Marina Battaglini, Massimo Menna, Giuliana Scudder Segreteria: Gabriella Michetti

    DIREZIONE EDITORIALE

    Attività redazionali: Luisa Fusé; Cecilia Rucci, Mirella Aiello Pianificazione: Luisa Cinquina; Alessia Pagnano, Tiziana Picconi Controllo qualità: Rosalba Lanza; Simonetta Paoluzzi Produzione industriale: Maria Devrushian; Loreta Lucchetti Segreteria: Eliana Naddeo

    DIRETTORE EDITORIALE Massimo Bray

  • volume iii

    NUOVI SVILUPPI: ENERGIA, TRASPORTI,

    SOSTENIBILITÀ

    COORDINAMENTO SCIENTIFICO Ugo Romano

    ENCICLOPEDIA DEGLI IDROCARBURI

  • XV

    INDICE DEL VOLUME III

    NUOVI SVILUPPI: ENERGIA, TRASPORTI,

    SOSTENIBILITÀ

    1 – DALLE FONTI PRIMARIE AL MERCATO

    Dante Casati, Raffaella Turatto 1.1 – TECNOLOGIE IN EVOLUZIONE E SCENARI POSSIBILI 3

    1.1.1 – Scenari e decisioni strategiche 3 1.1.2 – Scenari e mercati di riferimento 3 1.1.3 – Fattori di cambiamento e innovazione tecnologica 4 1.1.4 – Scenario macroeconomico 5 1.1.5 – Scenario energetico 5 1.1.6 – Scenario tecnologico 6 1.1.7 – Scenario evolutivo della problematica ‘ambiente e sostenibilità’ 15

    2 – IDROCARBURI DA FONTI FOSSILI NON CONVENZIONALI E ALTERNATIVE

    Maurice B. Dusseault 2.1 – OLIO DA FONTI NON CONVENZIONALI 21

    2.1.1 – Oli combustibili fossili non convenzionali 21 2.1.2 – Tecnologie di recupero secondario per oli viscosi 25 2.1.3 – Tecnologie di drenaggio per gravità 32 2.1.4 – L’opzione della combustione in situ 39 2.1.5 – Mixing e sequencing delle tecnologie 42 2.1.6 – Criteri di screening del reservoir 45 2.1.7 – Scisti bituminosi e sabbie bituminose estraibili 47 2.1.8 – Upgrading e trasporto 49 2.1.9 – Impatto ambientale 51

    2.1.10 – Previsioni 53

    Charles M. Boyer, Joseph H. Frantz, Creties D. Jenkins 2.2 – GAS NON CONVENZIONALI 57

    2.2.1 – Introduzione 57 2.2.2 – Concetti base dei giacimenti 60

  • 2.2.3 – Perforazione, completamento e produzione 72 2.2.4 – Risorse e riserve 74 2.2.5 – Tecnologia e sviluppi futuri 75 2.2.6 – Elenco dei progetti e confronto tra le tecnologie applicate 77 2.2.7 – Potenziale internazionale del metano da carbone e del gas da argille 79 2.2.8 – Conclusioni 81

    Gian Paolo Borghi 2.3 – IDRATI DI GAS 85

    2.3.1 – Introduzione 85 2.3.2 – Struttura degli idrati 85 2.3.3 – Idrati come problema nell’industria petrolifera 90 2.3.4 – Idrati come risorsa energetica futura 98 2.3.5 – Attività di ricerca e sviluppo nel campo degli idrati di gas 107

    Alberto Delbianco 2.4 – IDROCARBURI DA LIQUEFAZIONE DIRETTA DI COMBUSTIBILI SOLIDI 113

    2.4.1 – Introduzione 113 2.4.2 – Tecnologia di liquefazione 120 2.4.3 – Processi di nuova generazione 126 2.4.4 – Caratteristiche dei liquidi da carbone 128 2.4.5 – Ulteriori sviluppi della tecnologia 130 2.4.6 – Integrazione con tecnologie di produzione dell’idrogeno 133 2.4.7 – Economia del processo e prospettive di sviluppo della tecnologia 134

    Alberto Delbianco, Romolo Montanari 2.5 – TECNOLOGIE EMERGENTI PER LA CONVERSIONE DI RESIDUI 137

    2.5.1 – Introduzione 137 2.5.2 – Proprietà e caratteristiche chimiche degli oli non convenzionali 139 2.5.3 – Chimica dei processi di conversione e upgrading 143 2.5.4 – Tecnologie con rimozione di carbonio 146 2.5.5 – Tecnologie con aggiunta di idrogeno: hydrocracking 151 2.5.6 – Tecnologie per lo sfruttamento dell’oil shale 156 2.5.7 – Principali progetti di sviluppo 157

    Giuseppe Bellussi, Roberto Zennaro 2.6 – IDROCARBURI DA GAS NATURALE 161

    2.6.1 – Introduzione 161 2.6.2 – Processo Gas to Liquids mediante reazione Fischer-Tropsch 163 2.6.3 – Prodotti 179

    3 – NUOVE TECNOLOGIE PER UPSTREAM

    Ali Daneshy 3.1 – TECNOLOGIE UPSTREAM. NUOVE ARCHITETTURE DEI POZZI E DELLA PRODUZIONE 185

    3.1.1 – Introduzione 185 3.1.2 – Perforazione orizzontale 186

    XVI

  • 3.1.3 – Pozzi multilaterali 190 3.1.4 – Regolatori di flusso di fondo foro 196 3.1.5 – Nuove architetture di pozzo 198 3.1.6 – Ottimizzazione del flusso 205

    3.2 – RECUPERO ASSISTITO DI GREGGIO 209 Emilio Causin

    3.2.1 – Processi 209 Steven L. Bryant

    3.2.2 – Ottimizzazione del fattore di recupero 214

    Thomas Lockhart, Francesco Crescenzi 3.3 – GESTIONE DI OLIO E GAS AD ALTO CONTENUTO DI ZOLFO 237

    3.3.1 – Introduzione 237 3.3.2 – Origine dell’H2S negli accumuli di olio e gas 239 3.3.3 – Abbattimento di H2S in impianti di piccola capacità 241 3.3.4 – Trattamento di grandi volumi di gas ad alto contenuto di zolfo 243 3.3.5 – Reiniezione del gas acido 257 3.3.6 – Smaltimento e stoccaggio dello zolfo 261 3.3.7 – Mercato dello zolfo e nuovi usi 264

    Francesca de Ferra 3.4 – BIOTECNOLOGIE APPLICATE ALL’ESPLORAZIONE, PRODUZIONE E CONVERSIONE

    DI OIL & GAS 271 3.4.1 – Microbiologia associata agli idrocarburi 271 3.4.2 – Reazioni 274 3.4.3 – Applicazioni 281 3.4.4 – Funzionalizzazione biologica del metano 291

    4 – VETTORI ENERGETICI