חולות נפט הם שכבת סלע נקבובית, בדרך כלל תערובת של חול, חימר, מים וביטומן. חולות נפט נמצאים ברובם בקנדה, שבה לפי ההערכות קיימים למעלה מ-170מיליון חביות של ביטומן. סלעי המשקע הללו מכילים נפט כבד שלא ניתן למיצוי בשיטות הפקה קונבנציונליות. הפקת נפט מחולות זפת היא השיטה היקרה ביותר בעולם למיצוי נפט שנמנית בין הטכנולוגיות ההרסניות ביותר לסביבה. תהליך הפיכת תערובת של חול עם זפת/ביטומן לנפט הוא תהליך עתיר אנרגיה ומקור משמעותי לפליטות פחמן. הקיטור שנוצר בשריפת גז טבעי מפרק את הביטומן המוצק למחצה. לאחר מכן, נדרש גז טבעי נוסף להפיכת ביטומן לנפט סינטטי שניתן יהיה לעבד בבתי זיקוק.