Нефть - это важное полезное ископаемое. Она имеет осадочное происхождение и добывается по всему миру. На ней в буквальном смысле этого слова держится вся мировая экономика.
Добыча
Ведётся добыча нефти в тех местах, где геологи обнаруживают её месторождение. В таких местах строятся специальные нефтедобывающие сооружения. Они могут находиться не только на земле, но и на воде. Ведь очень часто залежи нефти обнаруживают, когда обследуют прибрежный шельф.
Это ископаемое топливо называют также «чёрным золотом» , потому что без неё не может существовать ни одна развитая страна. Россия - один из главных поставщиков нефти во всём мире. Богатые месторождения есть в Сибири, на Урале и на Дальнем Востоке, на Северном Кавказе, а также в некоторых других районах.
Но самые большие запасы обнаружены в арабских странах: Иране, Ираке, Саудовской Аравии. Экономика в них почти целиком построена на том, что они продают нефть в другие страны мира. Почему же «чёрное золото»?
Использование
Только что добытая (сырая) нефть обычно не используется. Зато её переработка позволяет получить многие виды топлива, например бензин, керосин. Из нефти получают мазут, из неё же делают пластик и другие материалы. Благодаря этому, не прекращается движение транспорта по всей планете. Большая часть привычных предметов тоже делается из материалов на основе нефти. Это буквально все атрибуты современной жизни, начиная от пакетов и пластиковых окон и заканчивая корпусами для новейших компьютеров.
Разные нефтепродукты делаются по разным технологиям. Цена у них тоже разная. Например, бензин очищается от примесей, и чем он чище, тем дороже он стоит. Однако есть и отрицательные свойства у такого ценнейшего сырья, как нефть. Её добыча и переработка наносят вред окружающей среде. А при сгорании топлива, пластика и других искусственных материалов в атмосферу попадают вещества, ядовитые для всего живого. Если же терпит крушение корабль-танкер с грузом нефти на борту, то это становится экологической катастрофой.
Запасы
Как и , добываемая нефть рано или поздно закончится. Через несколько десятилетий она начнёт заканчиваться, и придётся искать новые виды топлива, производить новые материалы. Сейчас уже разработаны и опробованы двигатели, которым не нужны ни бензин, ни керосин.
Но пока это всё только эксперименты. Поэтому мировая экономика по-прежнему целиком зависит от нефти. Многие вещи в мире стоят от того, сколько стоит её баррель (основная единица измерения, равняется 159 литрам). Задача людей состоит в том, чтобы перестать целиком зависеть от нефти. Многие аналитики считают, что тогда в мире станет гораздо меньше войн, а экономика станет гораздо стабильнее.
Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя
Нефть - полезное ископаемое, представляющее из себя маслянистую жидкость. Это горючее вещество, часто черного цвета, хотя цвета нефти в разных районах различаются. Она может быть и коричневой, и вишневой, зеленой, желтой, и даже прозрачной. С химической точки зрения нефть - это сложная смесь углеводородов с примесью различных соединений, например, серы, азота и других. Ее запах также может быть различным, так как зависит от присутствия в ее составе ароматических углеводородов, сернистых соединений.
Углеводороды, из которых состоит нефть, - это химические соединения состоящие из атомов углерода (C) и водорода (H). В общем виде формула углеводорода - CxHy. Простейший углеводород, метан, имеет один атом углерода и четыре атома водорода, его формула - CH4 (схематично он изображен справа). Метан - легкий углеводород, всегда присутствует в нефти.
В зависимости от количественного соотношения различных углеводородов, составляющих нефть, ее свойства также различаются. Нефть бывает прозрачной и текучей как вода. А бывает черной и настолько вязкой и малоподвижной, что не вытекает из сосуда, даже если его перевернуть.
С химической точки зрения обычная (традиционная) нефть состоит из следующих элементов:
Углерод – 84%
Водород – 14%
Сера – 1-3% (в виде сульфидов, дисульфидов, сероводорода и серы как таковой)
Азот – менее 1%
Кислород – менее 1%
Металлы – менее 1% (железо, никель, ванадий, медь, хром, кобальт, молибден и др.)
Соли – менее 1% (хлорид кальция, хлорид магния, хлорид натрия и др.)
Нефть (и сопутствующий ей углеводородный газ) залегает на глубинах от нескольких десятков метров до 5-6 километров. При этом на глубинах 6 км и ниже встречается только газ, а на глубинах 1 км и выше - только нефть. Большинство продуктивных пластов находятся на глубине между 1 и 6 км, где нефть и газ встречаются в различных сочетаниях.
Залегает нефть в горных породах называемых коллекторами. Пласт-коллектор - это горная порода способная вмещать в себе флюиды, т.е. подвижные вещества (это могут быть нефть, газ, вода). Упрощенно коллектор можно представить как очень твердую и плотную губку, в порах которой и содержится нефть.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ
Образование нефти – процесс весьма и весьма длительный. Он проходит в несколько стадий и занимает по некоторым оценкам 50-350 млн. лет.
Наиболее доказанной и общепризнанной на сегодняшний день является теория органического происхождения нефти или, как ее еще называют, биогенная теория. Согласно этой теории нефть образовалась из останков микроорганизмов, живших миллионы лет назад в обширных водных бассейнах (преимущественно на мелководье). Отмирая, эти микроорганизмы образовывали на дне слои с высоким содержанием органического вещества. Слои, постепенно погружаясь все глубже и глубже (напомню, процесс занимает миллионы лет), испытывали воздействие усиливающегося давления верхних слоев и повышения температуры. В результате биохимических процессов, происходящих без доступа кислорода, органическое вещество преобразовывалось в углеводороды.
Часть образовавшихся углеводородов находилась в газообразном состоянии (самые легкие), часть в жидком (более тяжелые) и какая-то часть в твердом. Соответственно подвижная смесь углеводородов в газообразном и жидком состоянии под воздействием давления постепенно двигалась сквозь проницаемые горные породы в сторону меньшего давления (как правило, вверх). Движение продолжалось до тех пор, пока на их пути не встретилась толща непроницаемых пластов и дальнейшее движение оказалось невозможным. Это так называемая ловушка, образуемая пластом-коллектором и покрывающим ее непроницаемым пластом-покрышкой (рисунок справа). В этой ловушке смесь углеводородов постепенно скапливалась, образовывая то, что мы называем месторождением нефти. Как видите, месторождение на самом деле не является местом рождения. Это скорее местоскопление. Но, как бы там ни было, практика названий уже сложилась.
Поскольку плотность нефти, как правило, значительно меньше плотности воды, которая в ней всегда присутствует (свидетельство ее морского происхождения), нефть неизменно перемещается вверх и скапливается выше воды. Если присутствует газ, он будет на самом верху, выше нефти.
В некоторых районах нефть и углеводородный газ, не встретив на своем пути ловушку, выходили на поверхность земли. Здесь они подвергались воздействию различных поверхностных факторов, в результате чего рассеивались и разрушались.
Владимир Хомутко
Время на чтение: 3 минуты
А А
Что представляет собой нефть и является ли она чистым веществом?
То, что из нефти делают массу незаменимых в современной жизни продуктов, таких, как топливо, смазки, пластмассы и так далее, знают многие. А вот что это такое – нефть? Откуда она берется и из чего состоит – известно немногим. Давайте попробуем разобраться в происхождении и составе этого незаменимого природного ресурса.
Нефть – это каустобиолит (ископаемое топливо), который является горючей маслянистой жидкостью и обладает специфическим запахом. Цвет её может колебаться от почти прозрачного до черного. Многие ошибочно считают, что нефть – это чистое вещество. Это совсем не так. Нефть является сложной смесью углеводородных соединений, обладающих различной молекулярной массой, а также некоторым количеством химических примесей.
Химический состав обычной усредненной нефти выглядит так:
- от 83-х до 87 процентов углерода;
- 11-14 процентов водорода;
- от одной десятой до четырех процентов сернистых соединений и чистой серы;
- менее процента азота;
- также меньше 1 % кислорода;
- до 1-го процента металлов (железа, ванадия, никеля, хрома, меди, молибдена, кобальта и так далее);
- менее процента хлористых солей.
Как видно из приведенных цифр, основу нефти составляют углеводородные соединения, которые делятся на ароматические, парафиновые и нафтеновые. Нефтяная формула этих веществ – C x H y .
Ароматические по-другому называются арены и являются основой бензинов.
Парафины еще называют алканами, и они тоже присутствуют в различных видах топлива и нефтепродуктов. Они могут быть в газообразном, жидком и твердом состоянии (в зависимости от количества атомов углерода).
Нафтены (цикланы) в основном присутствуют в зимних видах дизельного топлива.
Подавляющая часть нефтяных месторождений находится в осадочных породах, которые называются коллекторами.
По своему происхождению и химическому составу нефть наиболее близка к природному газу и озокериту, поэтому все эти ископаемые объединены общим названием петролиты.
Петролиты входят в ещё более широкую группу каустобиолитов (биогенных горючих минералов). Помимо нефти и газа, к ним относятся бурый и каменный уголь, торф, сланцы и антрацит.
Залежи нефти находятся на глубинах от нескольких десятков метров до пяти – шести километров. Глубже располагаются только газообразные углеводороды.
Другое название нефти – petroleum, появилось от слияния двух слов: греческого πέτρα, означающего камень, и латинского oleum, что в переводе значит масло. Другими совами, нефть – это каменное масло.
Откуда взялось русское название нефть точно не известно. Одна из версий гласит, что оно пришло из персидского языка (naft, в турецком – neft). Древние персы были огнепоклонниками, и часто во время проведения обрядов жрецы черпали эту горючую жидкость из выкопанных в земле углублений, а потом – поджигали. Такой персидский обряд носил название «нафта».
Нефть появилась на земле в результате литогенеза из продуктов захоронения органических веществ в осадочных отложениях.
Вообще нефтеобразование является стадийным и весьма длительным процессом (от 50-ти до 350-и миллионов лет).
Вот эти стадии:
- накопление осадков (во время этого процесса остатки погибших живых организмов скапливаются на дне водных бассейнов);
- биохимическая стадия, во время которой происходит уплотнение, обезвоживание и прочие биохимические процессы, которые проходят в условиях малого доступа кислорода;
- протокатагенез (на этой стадии органический уплотненный пласт опускается на глубину до полутора – двух километров, и это сопровождается постепенным ростом давления и температуры);
- главная фаза образования нефти (мезокатагенез), в которой органический пласт опускается еще глубже (до трех – четырех километров), а температура возрастает до 150 градусов. Органические вещества начинают разрушаться, и образуются битуминозные вещества, которые и составляют основу микронефти: дальше начинается её отгонка, которая происходит из-за перепада значений давления, с последующим выносом микронефти в пласты-коллекторы, а через них – в нефтяные ловушки;
- главная фаза газообразования (апокатагенез), при которой органический пласт опускается глубже четырех с половиной километров, а температура возрастает до 180 – 250 градусов; органические вещества перестают генерировать нефть и начинают вырабатывать природный газ.
В заключение хочется сказать, что нефть является сложным по своему составу веществом, которое никак нельзя назвать «чистым», что позволяет в процессе её переработки получать широкий спектр нефтепродуктов самого разного назначения.
Нефть представляет собой горючую маслянистую жидкость, имеющую цвет от светло-коричневого (почти прозрачного) до темно-бурого (почти черного). По плотности делится на легкую, среднюю и тяжелую.
В настоящее время представить современный мир без нефти невозможно. Она является главным источником топлива для различного транспорта, сырьем для производства различных товаров народного потребления, лекарств и прочего. А как добывают нефть?
Разработки
Нефть вместе с природным газом накапливается в пористых породах, которые называются коллекторами. Они могут быть различными. Хорошим считается коллектор, представляющий пласт песчаника, который располагается между слоями глины и глинистых сланцев. Это исключает утечку нефти и газа из подземных резервуаров.
Как только полезные ископаемые обнаружены, проводится оценка их запасов в пласте, качества и разрабатывается способ безопасного извлечения и транспортировки до перерабатывающей установки. Если по расчетам и газа в данном месторождении является экономически выгодной, то начинается установка эксплуатационного оборудования.
Особенности добычи нефти
В природных резервуарах, где добывают нефть, она находится в сыром состоянии. Как правило, горючая жидкость смешана с газом и водой. Часто они находятся под высоким давлением, под воздействием которого нефть вытесняется к необорудованным скважинам. Это может привести к возникновению проблем. Иногда давление бывает настолько мало, что требуется установка специального насоса.
Процесс добычи нефти можно разделить на три этапа:
- Движение жидкости по пласту по направлению к скважине. Осуществляется за счет природной или искусственно создаваемой разности давления.
- Движение жидкости по скважине - от забоя до устья.
- Сбор нефти с газом и водой на поверхности, их разделение, очистка. А далее жидкость транспортируется до перерабатывающих установок.
Существуют различные методы добычи нефти, которые зависят от типа месторождения полезного ископаемого (суша, вида коллектора, глубины заложения. Также способ может меняться по мере опустошения природного резервуара. Стоит отметить, что морская добыча нефти - более сложный процесс, так как требует устройства подводных установок.
Естественная добыча
Как добывают нефть? Для этого используется сила давления, естественного или создаваемого искусственно. Эксплуатация скважины при энергии пласта называется фонтанной. В данном случае под давлением подземных вод, газа нефть поднимается наверх, не требуя привлечения дополнительного оборудования. Однако фонтанный способ используется только для первичной добычи полезного ископаемого, когда давление значительное и способно поднимать жидкость наверх. В дальнейшем необходимо применение дополнительного оборудования, позволяющего полностью выкачать нефть.
Фонтанный способ является самым экономичным. Для регулировки подачи нефти устанавливается специальная арматура, которая герметизирует устье скважины, контролирует объем подаваемого вещества.
После первичной добычи используются вторичный и третичный методы, позволяющие максимально эффективно использовать месторождение.
Первичный, вторичный и третичный методы
При естественном способе добычи нефти используется поэтапный метод:
- Первичный. Жидкость поступает под воздействием высокого давления в пласте, которое образуется от подземных вод, расширения газов и прочее. При таком способе коэффициент извлечения нефти (КИН) составляет примерно 5-15%.
- Вторичный. Такой метод используется тогда, когда естественного давления уже недостаточно, чтобы поднимать нефть по скважине. В этом случае применяется вторичный способ, который заключается в подводе энергии извне. В этом качестве выступает закачиваемая вода, попутный или натуральный газ. В зависимости от пород резервуара и характеристик нефти, КИН при вторичном методе достигает 30%, а суммарное значение - 35-45%.
- Третичный. Такой метод заключается в увеличении подвижности нефти для повышения ее отдачи. Один из способов - это TEOR, при помощи которого за счет нагрева жидкости в пласте уменьшается вязкость. Для этого наиболее часто применяется водяной пар. Реже используется частичное сжигание нефти на месте, непосредственно в самом пласте. Однако такой способ не очень эффективен. Для изменения между нефтью и водой можно ввести специальные ПАВ (или детергенты). Третичный метод позволяет повысить КИН еще примерно на 5-15%. Данный способ используется лишь в том случае, если добыча нефти продолжает оставаться рентабельной. Поэтому применение третичного метода зависит от цен на нефть и стоимости ее извлечения.
Механизированный способ: газлифт
Если энергия для подъема нефти подводится извне, то такой способ добычи называется механизированным. Он подразделяется на два вида: компрессорный и насосный. Каждый из методов имеет свои особенности.
Компрессорный также носит название газлифтный. Этот метод подразумевает закачку газа в скважину, где он смешивается с нефтью. В результате плотность смеси снижается. Давление забойное также уменьшается, становится ниже пластового. Все это приводит к движению нефти к поверхности земли. Иногда газ под давлением подается из соседних пластов. Такой способ называется "бескомпрессорный газлифт".
На старых месторождениях применяется и система эрлифта, при которой используется воздух. Однако такой способ требует сжигания нефтяного газа, а трубопровод имеет низкую устойчивость к поражению коррозией.
Газлифт для добычи нефти используется в Западной Сибири, Западном Казахстане, Туркмении.
Механизированный способ: использование насосов
При насосном способе на определенную глубину опускаются насосы. Оборудование подразделяется на различные виды. Наибольшее распространение получили штанговые насосы.
Рассмотрим, как добывают нефть данным способом. Принцип работы такого оборудования следующий. В скважину опускаются трубы, внутри которых расположены всасывающий клапан и цилиндр. В последнем установлен плунжер с нагнетательным клапаном. Движение нефти осуществляется за счет возвратно-поступательного перемещения плунжера. При этом попеременно открываются-закрываются всасывающий и нагнетательный клапаны.
Производительность штанговых насосов составляет примерно 500 куб. м/сутки при глубине скважины 200-400 м, а при глубине 3200 м - до 20 куб. м/сутки.
Для добычи нефти могут использоваться и бесштанговые наносы. В данном случае через ствол скважины к оборудованию подводится электрическая энергия. Для этого используется специальный кабель. Также может применяться и другой вид энергонесущего потока (теплоноситель, сжатый газ).
В России чаще используется центробежный вид электронасоса. С помощью такого оборудования добывается большая часть нефти. При использовании электрических насосов на поверхности земли необходимо устанавливать станцию управления и трансформатор.
Добыча в странах мира
Было рассмотрено, как добывают нефть из природных резервуаров. Стоит ознакомиться и с темпами развития. Изначально, до середины 70-х гг., добыча нефти удваивалась практически каждое десятилетие. Затем темпы развития стали не столь активными. Объем нефти, которая была выкачана с начала добычи (с 1850-х гг.) до 1973 года, составил 41 миллиард тонн, почти половина которого пришлась на 1965-1973 гг.
Крупнейшими мировыми нефтедобытчиками на сегодня являются такие страны, как Саудовская Аравия, Россия, Иран, США, Китай, Мексика, Канада, Венесуэла, Казахстан. Именно эти государства являются главными на рынке «черного золота». Стоит отметить, что добыча нефти в США стоит не на верхних позициях, но страна выкупила крупные месторождения в других государствах.
Крупнейшими нефтегазоносными бассейнами, в которых осуществляется добыча нефти и газа, являются Персидский залив, Мексиканский залив, Южный Каспий, Западная Сибирь, Алжирская Сахара и прочее.
Запасы нефти
Нефть является невозобновляемым ресурсом. Объем известных месторождений составляет 1200 миллиардов баррелей, а неразведанных - примерно 52-260 миллиардов баррелей. Всего запасов нефти, с учетом современного ее потребления, хватит примерно на 100 лет. Несмотря на это, в планах России увеличение объемов добычи «черного золота».
Страны, где добывают нефть в наибольшем объеме, следующие:
- Венесуэла.
- Саудовская Аравия.
- Иран.
- Ирак.
- Кувейт.
- Россия.
- Ливия.
- Казахстан.
- Нигерия.
- Канада.
- Катар.
- Китай.
- Бразилия.
Нефть в России
Россия является одной из ведущих Она не только широко используется в самой стране, значительная часть идет на экспорт в различные государства. Где в России добывают нефть? Самые крупные месторождения на сегодня находятся в Ханты-Мансийском АО, Ямало-Ненецком АО и Республике Татарстан. На данные регионы приходится более 60% от общего объема добываемой жидкости. Также Иркутская область и Республика Якутия - места, где в России добывают нефть, показывающие отличные результаты по увеличению объемов. Связано это с разработкой нового экспортного направления Сибирь - Тихий океан.
Цены на нефть
Цена на нефть формируется из соотношения спроса и предложения. Однако в данном случае имеются свои особенности. Спрос практически не изменяется и мало влияет на динамику цен. Конечно, он растет с каждым годом. Но основным фактором формирования цен является предложение. Небольшое его снижение приводит к резкому скачку стоимости.
С увеличением количества автомобилей и аналогичной техники спрос на нефть увеличивается. А вот месторождения постепенно иссякают. Все это, по мнению экспертов, приведет в конечном итоге к нефтяному кризису, когда спрос намного превысит предложение. И тогда цены резко взлетят вверх.
Стоит также отметить, что цена на нефть является одним из важнейших политических инструментов в мировой экономике. На сегодняшний день это около 107 долларов за баррель.
Цены на нефть уже достигли отметки 120 долларов за баррель, и жители большинства стран сразу это почувствовали на своём кошельке. Цена 200 долларов за баррель уже не кажется фантастической, до неё осталось совсем немного. На фоне такого стабильного роста цен на углеводороды появляются идеи осмыслить рациональность использования нефтяных запасов нашей планеты.
Тихоокеанский институт США вызвался сосчитать, сколько нефти уходит на производство всех пластиковых бутылок в стране. Расчёты показали, что только в 2006 году в стране было произведено пластиковых бутылок на 31,2 миллиарда литров воды. Для производства такого количества бутылок потребовалось более чем 900 000 тон пластмассы, а чтобы получить такое количество пластмассы потребовалось 17,6 миллионов баррелей нефти. Такого количество топлива достаточно, чтобы 1,5 миллиона американских автомобилей ездили в течение года.
Американцы не единственные, кто производит большое количество пластиковой тары. Лидерами производства бутиллированной воды, также являются Мексика, Китай, Бразилия, Италия, Германия, Франция, Индонезия, Испания, Индия. В 2004 году вышеупомянутые страны использовали следующее количество бутиллированной воды в миллиардах литров: США — 25.8, Мексика — 17.7, Китай — 11.9, Бразилия — 11.6, Италия — 10.7, Германия — 10.3, Франция – 8.5, Индонезия – 7.4, Испания – 5.5, Индия – 5.1, все другие страны – 39.9. В сумме, в 2004 году, все страны производили 154,4 миллиарда литров бутилированной воды. Для производства такого количества пластиковых бутылок потребовалось 87,4 миллионов баррелей нефти. На таком количестве топлива могло бы ездить 7,5 миллионов автомобилей в течение целого года. И это только в 2004 году, в 2008 году затраты на производство пластиковой тары пошли на сотни миллионов баррелей в год.
Пластиковые бутылки – это только одна сторона медали. На производство пластиковых пакетов в год уходит столько же нефти сколько и на производство пластиковых бутылок. В США ежегодно выпускается около 100 миллиардов полиэтиленовых пакетов, из которых только 1% перерабатывается. Ежегодно в США на пластиковые бутылки и пакеты уходит 29,6 миллионов баррелей нефти, такое количество топлива хватит на работу двигателей трёх миллионов автомобилей в течение всего года. Крупным производителем одноразовых полиэтиленовых пакетов является Китай, ежегодно в Поднебесной на одни только пакеты уходит 37 миллионов баррелей нефти. Всего в год в мире на полиэтиленовые пакеты и бутылки уходит от 147,4 до 207,4 миллионов баррелей нефти в год.
Ещё более серьёзной проблемой является захламление нашей планеты пустыми пластиковыми бутылками и полиэтиленовыми пакетами. Человечество просто не в состоянии переработать такое огромное количество пластиковой тары. Единственное, что пока мы можем делать — это закапывать эти горы пластика, что не является само по себе выходом, так как для разложения пластмасс необходимо 1000 лет.
Теперь не удивляет тот факт, что .
В настоящее время некоторые страны стали вынуждены отказываться от пластиковой тары и упаковок.
