Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Как образуется нефть в природе


Происхождение нефти, ее состав и основные свойства

Нефтяные месторождения — уникальное хранилище энергии, образованной и накопленной на протяжении миллионов лет в недрах нашей планеты. В этом материале — о том, какой путь проделала нефть, прежде чем там оказаться, из чего она состоит и какими свойствами обладает

Две гипотезы

У ученых до сих пор нет единого мнения о том, как образовалась нефть. Существуют две принципиально разные теории происхождения нефти. Согласно первой — органической, или биогенной, — из останков древних организмов и растений, которые на протяжении миллионов лет осаждались на дне морей или захоронялись в континентальных условиях. Затем перерабатывались сообществами микроорганизмов и преобразовывались под действием температуры и давлений в результате тектонического опускания вглубь недр, формируя богатые органическим веществом нефтематеринские породы.

Необходимые условия для превращения органики в нефть возникают на глубине 1,5–6 км в так называемом нефтяном окне — при температуре от 70 до 190°C. В верхней его части температура недостаточно высока — и нефть получается «тяжелой»: вязкой, густой, с высоким содержанием смол и асфальтенов. Внизу же температура пластов поднимается настолько, что молекулы органического вещества дробятся на самые простые углеводороды — образуется природный газ. Затем под воздействием различных сил, в том числе градиента характеризует степень изменения давления в пространстве, в данном случае — в зависимости от глубины пласта давления, углеводороды мигрируют из нефтематеринского пласта в выше- или нижележащие породы.

60 млн лет может занимать природный процесс образования нефти из органических останков

Природный процесс образования нефти из органических останков занимает в среднем от 10 до 60 млн лет, но если для органического вещества искусственно создать соответствующий температурный режим, то на его переход в растворимое состояние с образованием всех основных классов углеводородов достаточно часа. Подобные опыты сторонники органической гипотезы толкуют в свою пользу: преобразование органики в нефть налицо. В пользу биогенного происхождения нефти есть и другие аргументы. Так, большинство промышленных скоплений нефти связано с осадочными породами. Мало того — живая материя и нефть сходны по элементному и изотопному составу. В частности, в большинстве нефтяных месторождений обнаруживаются биомаркеры, такие как порфирины — пигменты хлорофилла, широко распространенные в живой природе. Еще более убедительным можно считать совпадение изотопного состава углерода биомаркеров и других углеводородов нефти.

Состав и свойства нефти

ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕФТИ МОГУТ ЗНАЧИТЕЛЬНО РАЗЛИЧАТЬСЯ ДЛЯ РАЗНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Основные химические элементы, из которых состоит нефть: углерод — 83–87%, водород — 12–14% и сера — до 7%. Последняя обычно присутствует в виде сероводорода или меркаптанов, которые могут вызывать коррозию оборудования. Также в нефтях присутствует до 1,7% азота и до 3,5% кислорода в виде разнообразных соединений. В очень небольших количествах в нефтях содержатся редкие металлы (например, V, Ni и др.).

От месторождения к месторождению характеристики и состав нефти могут различаться очень значительно. Ее плотность колеблется от 0,77 до 1,1 г/см³. Чаще всего встречаются нефти с плотностью 0,82–0,92 г/см³.Температура кипения варьирует от 30 до 600°C в зависимости от химического состава. На этом свойстве основана разгонка нефтей на фракции. Вязкость сильно меняется в зависимости от температуры. Поверхностное натяжение может быть различным, но всегда меньше, чем у воды: это свойство используется для вытеснения нефти водой из пор пород-коллекторов.

Большинство ученых сегодня объясняют происхождение нефти биогенной теорией. Однако и неорганики приводят ряд аргументов в пользу своей точки зрения. Есть различные версии возможного неорганического происхождения нефти в недрах земли и других космических тел, но все они опираются на одни и те же факты. Во-первых, многие, хотя и не все месторождения связаны с зонами разломов. Через эти разломы, по мнению сторонников неорганической концепции, нефть и поднимается с больших глубин ближе к поверхности Земли. Во-вторых, месторождения бывают не только в осадочных, но также в магматических и метаморфических горных породах (впрочем, они могли оказаться там и в результате миграции). Кроме того, углеводороды встречаются в веществе, извергающемся из вулканов. Наконец, третий, наиболее весомый аргумент в пользу неорганической теории состоит в том, что углеводороды есть не только на Земле, но и в метеоритах, хвостах комет, в атмосфере других планет и в рассеянном космическом веществе. Так, присутствие метана отмечено на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. На Титане, спутнике Сатурна, обнаружены реки и озера, состоящие из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена. Если на других планетах Солнечной системы эти вещества могут образовываться без участия биологических объектов, почему это невозможно на Земле?

С точки зрения современных сторонников неорганической, или минеральной, гипотезы, углеводороды образуются из содержащихся в мантии Земли воды и углекислого газа в присутствии закисных соединений металлов на глубинах 100–200 км. Высокое давление в недрах земли препятствует термической деструкции сложных молекул углеводородов. В свою очередь сторонники органики не отрицают, что простые углеводороды, например метан, могут иметь и неорганическое происхождение. Опыты, направленные на подтверждение абиогенной теории, показали, что получаемые углеводороды могут содержать не более пяти атомов углерода, а нефть представляет собой смесь более тяжелых соединений. Этому противоречию объяснений пока нет.

Этапы образования нефти

СТАДИИ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕФТИ

  • осадконакопление (седиментогенез) — в процессе накопления осадка остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов или захороняются в континентальной обстановке;
  • биохимическая (диагенез) — происходит уплотнение, обезвоживание осадка и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;
  • протокатагенез — опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5–2 км при медленном подъеме температуры и давления;
  • мезокатагенез, или главная фаза нефтеобразования (ГФ Н), — опускание пласта органических остатков на глубину до 3–4 км при подъеме температуры до 150°C. При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит «отжим» нефти за счет перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в пласты-коллекторы, а по ним — в ловушки;
  • апокатагенез керогена, или главная фаза газообразования (ГФГ ), — опускание пласта органических остатков на глубину (как правило, более 4,5 км) при подъеме температуры до 180—250°C. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и генерирует газ.

В ловушке

Помимо чисто научного интереса гипотезы, объясняющие происхождение нефти и газа, имеют еще и политическое звучание. Действительно, раз уж нефть может получаться из неорганических веществ и темпы ее образования не десятки миллионов лет, как предполагает биогенная концепция, а во много тысяч раз выше, значит, проблема скорого исчерпания запасов становится как минимум не столь однозначной. Однако для нефтяников вопрос о том, откуда берется нефть, принципиален скорее с той точки зрения, может ли теория предсказать, где именно нужно искать месторождения. С этой задачей органики справляются лучше.

В сугубо прагматическом отношении для добычи важно знать даже не то, где нефть зародилась, а где она находится сейчас и откуда ее можно извлечь. Дело в том, что в земной коре большая часть нефти не остается в материнской породе, а перемещается и скапливается в особых геологических объектах, называемых ловушками. Даже если предположить, что нефть имеет неорганическое происхождение, ловушки для нее все равно за редким исключением находятся в осадочных бассейнах.

Под действием различных факторов углеводороды отжимаются из нефтематеринских пород в породы-коллекторы, способные вмещать флюиды (нефть, природный газ, воду). Таким образом, нефтяное месторождение — вовсе не подземное «озеро», заполненное жидкостью, а достаточно плотная структура. Коллекторы характеризуются пористостью (долей содержащихся в них пустот) и проницаемостью (способностью пропускать через себя флюид). Для эффективного извлечения нефти из коллектора важно благоприятное сочетание обоих этих параметров.

Типы коллекторов

БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ ЗАПАСОВ НЕФТИ СОДЕРЖИТСЯ В ДВУХ ТИПАХ КОЛЛЕКТОРОВ

Терригенные (пески, песчаники, алевролиты, некоторые глинистые породы и др.) состоят из обломков горных пород и минералов. Этот тип коллекторов наиболее распространен: на них приходится 58% мировых запасов нефти и 77% газа. В качестве пустотного пространства, в котором накапливается нефть, в основном выступают поры — свободное пространство между зернами, из которых состоит коллектор.

Карбонатные (в основном известняки и доломиты) занимают второе место по распространенности (42% запасов нефти и 23% газа). Имеют сложную трещиноватую структуру. Нефть обычно содержится в кавернах, появившихся в результате выветривания и вымывания твердой породы, а также в трещинах. Наличие трещин влияет и на фильтрационные свойства коллектора, обеспечивая проводимость жидкости.

Вулканогенные и вулканогенно-осадочные (кислые эффузивы и интрузивы, пемзы, туфы, туфопесчаники и др.) коллекторы отличаются характером пустотного пространства — в основном это трещины, — резкой изменчивостью свойств в пределах месторождений.

Глинисто-кремнисто-битуминозные отличаются значительной изменчивостью состава, неодинаковой обогащенностью органическим веществом. Промышленная нефтеносность глинисто-кремнисто-битуминозных пород установлена в баженовской (Западная Сибирь) и пиленгской (Сахалин) свитах.

Двигаясь по коллектору, флюид в какой-то момент может упереться в непроницаемый для него экран — флюидоупор. Слои такой породы называют покрышками, а вместе с коллектором они формируют ловушки, удерживающие нефть и газ в месторождении. В классическом варианте в верхней части ловушки может присутствовать газ (он легче). Снизу залежь подстилается более плотной, чем нефть, водой.

Классификации ловушек чрезвычайно разнообразны (часть из них см. на рис.). Наиболее простая и с точки зрения геологоразведки, и для дальнейшей добычи — антиклинальная ловушка (сводовое поднятие), перекрытая сверху пластом флюидоупора. Такие ловушки образуются в результате изгибов пластов осадочного чехла. Однако помимо изгибов внутренние пласты претерпевают и множество других деформаций. В результате тектонических движений, например, пластколлектор может деформироваться и потерять свою однородность. В этом случае процессы геологоразведки и добычи оказываются намного сложнее. Еще одна неприятность, которая поджидает нефтяников со стороны ловушек, — замещение проницаемых пород, обладающих хорошими коллекторскими свойствами, например песчаников, непроницаемыми. Такие ловушки называются литологическими.

Антиклиналь
Тектоническая экранированная ловушка
Соляной купол
Стратиграфическая ловушка

Ровесница динозавров

Когда же образовались те структуры, в которых сегодня находят нефть? Основные ее ресурсы сосредоточены в относительно молодых мезозойских и кайнозойских отложениях, сформировавшихся от нескольких десятков млн до 250 млн лет назад. Однако добыча нефти ведется и из палеозойских отложений (до 500 млн лет назад), а в Восточной Сибири — даже из отложений верхнего протерозоя, которым более полумиллиарда лет.

Многочисленные нефтяные месторождения встречаются в отложениях девона (420–360 млн лет назад). В этот период на Земле появились насекомые и земноводные, в морях большого разнообразия достигли рыбы и кораллы. Во время пермского периода (300–250 млн лет назад) климат стал более засушливым, в результате чего высыхали моря и образовывались мощные соляные толщи, ставшие впоследствии идеальными флюидоупорами.

Эпоха господства динозавров — юрский (200–145 млн лет назад) и меловой (145–66 млн лет назад) периоды мезозоя — характеризуется максимальным расцветом жизни и связана с высоким осадконакоплением. Некоторые гигантские и крупные месторождения (Иран, Ирак) нефти находят в отложениях палеогена(66—23 млн лет назад). Известны месторождения нефти в четвертичных породах возрастом менее 2 млн лет (Азербайджан).

Впрочем, связь между возрастом пород-коллекторов и временем образования нефти не прямолинейна. Этот процесс может быть последовательным: в юрском или меловом периоде органический осадок начал опускаться вниз и преобразовываться в нефть, которая по прошествии нескольких десятков миллионов лет мигрировала в коллекторы, принадлежащие к более молодым комплексам пород. С другой стороны, древние нефтематеринские породы, образованные в палеозое, могли опуститься на достаточную для созревания нефти глубину намного позднее. Таким образом, в одних и тех же коллекторах можно найти и более молодую, и древнюю нефть, значительно различающиеся по своим свойствам.

Смешанные свойства

Между тем моментом, когда на дно морского бассейна опускается отмерший планктон, и тем, когда накопившийся слой органики, погрузившись на несколько километров вниз, отдает нефть, миллионы лет и целый ряд химических и физических преобразований. Поэтому нет ничего удивительного в том, что состав нефти крайне разнообразен и неоднороден. Именно поэтому сами нефтяники привыкли употреблять это слово во множественном числе — говоря о разведке или добыче нефтей и подразумевая, что каждый раз извлекаемая жидкость будет уникальной, отличающейся от всего, что было добыто ранее.

В своей основе нефть — сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы. Преобладают в ней алканы, нафтены и арены. Наиболее простые из них — алканы (парафиновые углеводороды), у которых к атомам углерода присоединено максимальное количество атомов водорода. К алканам относятся метан, этан, пропан, бутан, пентан и т. д. Они могут быть представлены газами, жидкостями и твердыми кристаллическими веществами. Количество алканов в нефти колеблется от четверти до семидесяти процентов объема. При большом проценте алканов нефть считается парафинистой. С точки зрения добычи такое свойство считается проблемным — при подъеме нефти из скважины и соответственном уменьшении температуры парафины могут кристаллизоваться и выпадать на стенки скважин.

Нафтены — соединения, в которых атомы углерода соединяются в циклическое кольцо (циклопропан, циклобутан, циклопентан и др.). Все связи углерода и водорода здесь насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. Нафтены могут иметь от 2 до 5 циклов в молекуле, по их составу химики пытаются определять зрелость и другие свойства нефти.

В составе аренов, или ароматических углеводородов, также есть циклические структуры — бензольные ядра. Для них характерны большая растворяемость, более высокая плотность и температура кипения. Обычно нефть содержит 10–20% аренов, а в ароматических нефтях их содержание доходит до 35%. Наиболее богаты аренами молодые нефти. Арены — ценное сырье при производстве синтетических каучуков, пластмасс, синтетических волокон, анилино-красочных и взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов.

Нефть любят называть черным золотом, однако чистые углеводороды бесцветны. Цвет нефтям придают разнообразные примеси, в основном смолы. Асфальтосмолистая часть нефтей — вещество темного цвета. Входящие в ее состав асфальтены растворяются в бензине.

Нефтяные смолы, напротив, не растворяются. Они представляют собой вязкую или твердую, но легкоплавкую массу. Наибольшее количество смол отмечается в тяжелых темных нефтях, богатых ароматическими углеводородами. Такие нефти обладают повышенной вязкостью, что затрудняет их извлечение из пласта.

Теории происхождения нефти: органическая, неорганическая, космическая

Происхождение нефти имеет несколько теорий, каждая из которых имеет право на существование. У каждой есть множество известных приверженцев и достаточное число научных трудов и обоснований. На этой странице мы расскажем о том, как образуется нефть в природе и опишем наиболее популярные теории происхождения этого ресурса.

Как образовалась нефть

Современная мировая экономика не может обойтись без нефти. Именно поэтому ее все чаще сравнивается с золотом. Спрос на этот энергоресурс возрастает с каждым днем, позволяя компаниям, занимающимся добычей углеводородов, получать солидные прибыли. Каково же происхождение нефти? Почему одни страны богаты этим ресурсом, а другие страдают от его недостатка?

Для того, чтобы понять, как образуется этот ресурс, важно разобрать его состав. Нефть состоит из:

  • Метановых, парафиновых, нафтеновых и других углеводородов
  • Смолистых веществ и асфальтенов
  • Серосодержащих веществ
  • Азотистых и кислородных соединений
  • Меньше 1% составляют тяжелые металлы

Откуда взялась нефть на нашей планете? Проанализировав состав этого вещества ученые разработали несколько теорий происхождения нефти. Причем каждая из них имеет многочисленное число сторонников и ярых противников остальных теорий. Наиболее популярные гипотезы происхождения нефти:

  • Биогенная
  • Неорганическая
  • Космическая

Современные теории происхождения нефти появились в начале XIX века и лишь в XX столетии приобрели более научный вид. Но, о том, как образуются углеводороды в недрах земли, спорят и по сей день. На данный момент ученые не пришли к единому мнению на этот счет. Поэтому точного ответа на вопрос, откуда берется это вещество под землей, вам никто не даст.

Биогенная или органическая теория

Биогенное происхождение нефти является одной из самых популярных гипотез образования «черного золота» в недрах нашей планеты. На сегодняшний день, эта гипотеза более популярна в кругу академических ученых. Согласно ей, эта жидкость возникла в результате разложения растений и животных на дне различных водоемов. Останки в результате различных химических процессов разлагались. Находящиеся на глубине более 3000 метров они высвобождали углеводороды. Органическая теория происхождения нефти может быть возможной только в условиях высоких температур (140 – 160 градусов).

Жидкие углеводороды, освободившись из органической массы, заполняют собой пустоты. Сегодня их называют месторождениями. Нефть, которая находится на большой глубине, содержится при температуре окружающей среды около 200 градусов. Высокая температура позволяет выделить из нее природный газ.

Биогенную теорию происхождения «черного золота» впервые в России сформулировал М. В. Ломоносов.  Известные ученые того времени были практически единодушными в природе образования этого ресурса. Единственным камнем преткновения был исходный материал. Некоторые считали его доисторическими растениями, другие – животными.

М.В. Ломоносов

Версии биологического происхождения нефти имеют свою доказательную базу. Немецкие специалисты Энглер и Гефер провели опыт по перегонки рыбьего жира под высоким давлением и температуры. Им удалось получить вещество, состав которого отдаленно напоминал нефть. Русский ученый Н. Д. Зелинский провел похожий опыт, но взял за исходный материал растительный ил озера Балхаш. Ему удалось получить бензин, керосин, метан и тяжелые металлы.

Абиогенная или неорганическая теория происхождения

Не прошел мимо этого вопроса и Д. И. Менделеев. Видный ученый считал, что нефть образовалась в результате реакции воды, попадающей в разломы горных пород и встречающейся с карбидами железа. В лабораторных условиях ученый смог подтвердить свою теорию, но многие геологи ее опровергли, посчитав невозможным «стерильный» результат в природных условиях.

Абиогенная теория происхождения нефти является второй по популярности. Кроме Д. И. Менделеева ее сторонниками являются такие видные ученые своего времени как А. Гумбольд, Н. А. Кудрявцев, Т. М. Голд и другие. Успех этой теории связан с удачными экспериментами по выявлению этого вещества из минерального сырья в лабораториях. Неорганическое происхождение нефти в конце XIX века стала одной из главных гипотез происхождения этого маслянистого вещества.

Д. И. Менделеев называл свою абиогенную теорию – карбидной. И хоть многие геологи не соглашались с его доводами, эксперимент по доказательству этой версии подтвердил ее право на существование. Известный химик считал, что земля состоит из расплавленного железа. Карбиды, которые являются спутниками этого металла, являются исходным материалом для образования самого значимого полезного ископаемого в истории человечества.

После реакции воды с карбидами, образуемые при такой реакции вещества, поднимались выше и окончательно формировались за счет более низких температур. Этот процесс, по мнению сторонников гипотезы, происходит постоянно. Поэтому, уменьшение запасов «черного золота» не грозит человечеству.

А вот основатель советской нефтяной геологии Иван Михайлович Губкин был главным противником теории Менделеева и всегда выступал с критикой в ее адрес. Он считал, что базальтовый пояс не даст воде проникнуть к ядру земли и встретится с карбидами железа.

Многое сделал для понимания образования углеводородов в недрах земли знаменитый американский геолог Арвилл Леворсен. Он придерживается осадочно-миграционной теории происхождения.

Теория космического происхождения нефти

Главной альтернативой вышеописанных гипотез является космическая теория происхождения нефти. Ее основоположник, В. Д. Соколов считал, что образование этого ресурса стало возможным благодаря попаданию на землю неорганических компонентов из космоса. Теория стала возможным, после подтверждения наличия углеводородных радикалов на звездах и метеоритах.

Нефтяная космическая теория находит новых последователей каждый день. Современные исследовательские орбитальные станции, телескопы для проведения спектрального анализа далеких объектов и другие технические возможности науки доказывают право этой гипотезы на существование.

Последние исследования показали наличие метана и аммиака в атмосферах близких планет: Юпитера, Нептуна, Урана и Сатурна. Это позволяет сделать вывод, что углеводород может содержаться на любом космическом теле.

По сути, образование жидких углеводородов по этой версии можно отнести как к органической, так и неорганической теории. Уже доказано, что метеориты могут принести на землю не только минералы, но и различные бактерии и микроорганизмы, которые могут стать сырьем для нефти.

Другие версии

Периодически появляются новые версии образования «черного золота». Она предлагает в качестве источника этой жидкости рассеяное органическое вещество, содержащееся в осадочных породах.

Сегодня популярна альтернативная теория происхождения нефти, разработанная российскими учеными из Института проблем нефти и газа РАН. Специалисты сформулировали свою теорию, основываясь на круговороте углерода и воды в природе. Дождевая вода содержит углерод в виде гидрокарбоната. Он попадает в землю и приобретает форму для дальнейшего формирования нефти, которая формируется и попадает в природные резервуары, называемыми осадочными бассейнами.

Согласно этой гипотезе, таким образом формируется 90% нефти и только 10% ее было получено в результате разложения органических останков животных и растений.

Как и в случае с абиогенной теорией, скорость восстановления нефтяных запасов происходит не тысячелетиями, а всего лишь, десятками лет. При этом, основоположники этой теории считают, что чем интенсивнее человек будет перерабатывать углеводороды, тем быстрее они будут попадать обратно в землю и образовывать новые нефтяные массы.

Нефть является важнейшим ресурсом в истории человечества. Именно ископаемые углеводороды стали причиной значительного технического прогресса. Последние данные показывают, что этого ресурса хватит еще на 70 – 80 лет. За это время необходимо перейти на альтернативные виды топлива. Иначе человечеству придется очень сложно. Именно это толкает ученых на изучение возможности переработки солнечной и ветряной энергии.

«Черное золото» сравнивают с кровью экономики и об образовании жидких углеводородов спорят не одно десятилетие. Ведь главным вопросом, который занимает большинство умов, является не природа образования нефти, а та скорость, с которой восстанавливаются запасы углеводородов. Ведь чем быстрее происходит образование этого ресурса, тем дольше человечество сможет прожить до перехода на новый.

Как образовалась нефть в природе

Нередко называют нефть «чёрным золотом», так как приносит она неплохую прибыль тем людям, кто ее добывает. Многие задаются вопросом о том, как образовалась нефть и какой ее состав. Далее попробуем разобраться в этом.

Основные компоненты

В состав нефти входят следующие компоненты:

- Углеводородный. Делится эта составляющая, в свою очередь, на нафтеновые, метановые и элементы ароматического типа.

- Асфальтосмолистый. Делится группа данных элементов и на растворимые в бензине вещества. Они называются асфальтенами. А также на нерастворимые элементы (смолы).

- Зольный. Это различные химические вещества, образующиеся при сжигании нефти.

Предназначение

Данный продукт бывает двух видов. А именно существует сырая и очищенная нефть. В первом случае имеется в виду вещество, которое образовалось в природе. Помимо прочего, в ее состав входят обломки горных пород, газы, вода и соли. Из-за того что эти компоненты ничего полезного человеку не несут и вредят оборудованию нефтедобытчиков, от них избавляются путем очистки нефти.

Из указанного полезного ископаемого изготавливают пластмассу, чистящие средства, краски, взрывчатые вещества. Солярку и бензин также вырабатывают из нефти. Даже автомобильные шины производят из этого полезного ископаемого. Еще из нефти изготавливают некоторые лекарственные препараты.

Указанное ископаемое – это топливное сырье. А от этого и происходит преобразование энергии. А именно механической, тепловой и т.д. Если нефтяные запасы исчерпаются, то людям придется ей искать замену. Данное вещество заменит, скорее всего, водород, содержащийся в воде. Но человечество еще должно научиться осуществлять получение энергии из водорода. На сегодняшний день ученые работают над этим вопросом.

Как образовалась нефть?

Рассмотрим этот пункт подробнее. Есть две теории о том, как образовалось нефть. Они на сегодняшний день имеют своих противников и сторонников среди ученых.

Теорию № 1 называют биогенной. Согласно ей, процесс образования нефти осуществлялся из органических остатков различных животных и растений на протяжении многих миллионов лет. Эту теорию впервые выдвинул знаменитый русский ученый Ломоносов М.В.

Человеческая цивилизация намного быстрее развивается, чем темпы образования нефти. Поэтому она является невозобновляемым природным ресурсом. Согласно биогенной теории, нефть в недалеком будущем иссякнет. Некоторые ученые прогнозируют, что добыча «черного золота» будет длиться не больше 30 лет.

Иная теория намного оптимистичней и предоставляет надежду крупнейшим нефтяным компаниям. Называют ее абиогенной. Основоположником данной теории стал Д.И. Менделеев. Однажды, навестив Баку, он познакомился со знаменитым геологом Германом Абихом, который с ним поделился своими мыслями насчет того, как образовалась нефть. Абих заметил, что все большие месторождения указанного ископаемого расположены в основном рядом с трещинами и разломами земной коры.

Приняв к сведению данную информацию, Менделеев создал собственную теорию о том, как образуется нефть в природе. Она гласит, что поверхностные воды, которые проникают вглубь коры земной через трещины, вступают в реакцию с металлами и их карбидами. В результате этого образуются углеводороды. Они поднимаются постепенно по тем же самым трещинам в земной коре. Со временем в этих местах образуется нефтяное месторождение. Этот процесс длится не более 10 лет.

Данная теория о том, как образовалась нефть на земле, дает право утверждать ученым, что запасов этого вещества хватит еще на многие столетия. То есть месторождения этого полезного ископаемого смогут восстанавливаться, если человек будет на время добычу прекращать. Это сделать в условиях постоянного роста численности населения абсолютно невозможно. Одна надежда остается на новые месторождения. На сегодняшний день приводятся работы по выявлению новейших доказательств истинности абиогенной теории. Известный московский ученый показал, что если нагреть до 400 градусов любой углеводород, который обладает полинафтеновой составляющей, то будет происходить выделение чистой нефти. Это является достоверным фактом.

Нефть искусственная

В лабораторных условиях можно получить данный продукт. Это научились делать еще в прошлом веке. Зачем же люди добывают глубоко под землей нефть, а не получают ее путем синтеза? Дело в том, что у нее будет огромная рыночная стоимость. Ее производить совсем невыгодно.

Тот факт, что данный продукт получать можно в лабораторных условиях, подтверждает вышеуказанную абиогенную теорию. Ее в последнее время поддерживают многие.

Из чего образуется природный газ

Рассмотрим для сравнения происхождение этого полезного ископаемого. Умершие живые организмы, опустившись на дно моря, находились в такой среде, где они не распадались ни в результате окисления (там отсутствует практически воздух и кислород), ни под действием микробов. В итоге из них образовывались илистые осадки. Благодаря геологическим движениям, опускались они на большие глубины, проникая в земные недра. На протяжении миллионов лет подвергались эти осадки действию высоких температур и давлений. В результате этого проходил определенный процесс в этих отложениях. То есть углерод, который содержался в осадках, переходил в соединения, называемые углеводородами. Этот процесс является немалозначимым в образовании указанного вещества.

Углеводороды высокомолекулярные являются жидкими веществами. Из них и создалась нефть. А вот низкомолекулярными углеводородами являются вещества газообразного типа. В природе встречается их немалое количество. Как раз из них природный газ и получается. Только для этого необходимы более высокие давления и температура. Поэтому там, где добывают нефть, всегда присутствует и природный газ.

Со временем многие отложения данных полезных ископаемых ушли на значительную глубину. На протяжении миллионов лет их перекрыли осадочные породы.

Определение цены на нефть

Рассмотрим и эту терминологию. Ценою на нефть является наличие денежного эквивалента соотношения предложения и спроса. Здесь имеется определенная взаимосвязь. То есть если падает предложение, то до выравнивания со спросом стоимость растет.

Цена на нефть также зависит от котировки фьючерсов или контрактов на данный продукт того или другого сорта. Это является существенным фактором. Благодаря оперативной котировке нефти иногда выгодно торговать фьючерсами на фондовых индексах. Стоимость данного продукта обозначается в международном формате. А именно в американских долларах за баррель. Так, стоимость в 45.50 на UKOIL означает, что 1 баррель указанного продукта марки Brent стоит 45.50 $.

Цена на нефть – это очень важный показатель для фондового рынка России. Его значение имеет большое влияние на развитие страны. В основном динамика данного показателя определяется из того, какая экономическая ситуация в Соединенных Штатах. Это немаловажно знать в решении вопроса о том, как образуется цена на нефть. Для эффективного прогнозирования динамики фондовой биржи необходим обзор стоимости данного полезного ископаемого за определенное время (за неделю), а не только то, какая цена сегодня.

Итог

Все вышеизложенное содержит немало полезной информации. Ознакомившись с данным текстом, каждый сможет разобраться в решении вопроса о том, как образуется нефть и газ в природе.

Как образуется нефть в природе?

Нефть – топливная основа современной цивилизации. Продукты, образующиеся путём переработки, используются для отопления, приведения в движение транспортных средств, покрытия дорог, производства полимеров, и для множества других процессов, каждый из которых является неотъемлемой частью жизненного уклада человечества.

Проблема исчерпаемости запасов нефти привела к многочисленным научным дискуссиям о её происхождении и веществах, участвующих в её образовании. Необходимость объяснения процесса генеза нефти расколола научное сообщество на два непримиримых лагеря:

  • сторонников биогенной теории;
  • приверженцев абиогенного пути образования.

Более оптимистичной для человечества считается абиогенная теория. Её сторонники утверждают, что самый распространённый углеводород на нашей планете образуется путём геологического синтеза двух его неорганических компонентов: водорода и углерода. Их соединение инициируется большим давлением в подземных толщах, и проистекает в сроки, измеряемые десятками тысяч лет.

Но даже если этот сценарий когда-либо будет доказан, он не делает судьбу человеческой расы более простой: момент изобретения, легшего в основу колеса, и создание первого портативного компьютера разделяет меньше 5 тысяч лет. А для образования существенных нефтяных пластов необходимо никак не меньше нескольких десятков, а то и сотен тысяч лет.

Одним из именитых деятелей науки, разделявших теорию, является Михаил Ломоносов. Наряду с нашими современниками, он считал, что изведанные запасы нефти, лежащие относительно близко к поверхности – лишь микроскопическая часть планетарных запасов.
Современные последователи полагают, что нефть, образующаяся в природе, не только восполняемый, но и практически неисчерпаемых при любых объёмах потребления ресурс.

Одним из доказательств возможности синтеза нефти в природе является наличие углеводородов в атмосфере планет-газовых гигантов (в частности, Юпитера). Данное обстоятельство подтверждает возможность образования простейших органических веществ из природной неорганики.

Абиогенная теория: как образуется нефть?

Приверженцы объясняют зарождение «чёрного золота» как результат процессов переработки биомассы – останков древних растений и животных, существовавших на планете миллионы лет назад. Есть куда больше доказательств, чем у противоположной.

Одним из первых доказательств стал эксперимент, проведённый немецкими естествоиспытателями еще в конце XIX века. Энглер и Гефер взяли за материальную основу эксперимента липиды животного происхождения (жир, выделенный из печени трески), и путём воздействия на него высоких температур и давления, многократно превышающего атмосферное, выделили из него лёгкие органические фракции.

В пользу этой теории образования нефти в природе говорит ещё немало экспериментов и лабораторных исследований. Также геологические изыскания и прогнозирование залегания нефтяных пластов основываются на положениях исключительно этой теории.

Необъяснимые события

Существует ряд месторождений, самим фактом своего существования опровергающие основные положения абиогенной теории происхождения нефти в природе. К ним относятся:

  • Терско-Сунженское;
  • Ромашкинское;
  • Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция.

В разное время на этих участках наблюдались необъяснимые «восполнения» нефти. Сущность удивительных событий состояла в том, что доступные методы анализа пластов констатировали их исчерпанность, скважины демонстрировали практически полную остановку нефтедобычи, однако, спустя несколько лет каждое снова показало наличие доступной к добыче нефти.

Геологи прогнозировали добычи в Ромашкинском месторождении чуть больше 700 млн. т. Чёрного золота, но за один только советский период нефтедобычи было простым способом извлечено не менее 3 млрд т.

Терско-Сунженское месторождение было исчерпано ещё к началу Второй мировой войны, когда на нём вот уже более 10 лет не осуществлялась нефтедобыча «фонтанным». Однако, уже по окончанию войны, изведанные скважины получили будто бы новые запасы: добыча не только возобновилась, но стала на порядки превышать довоенные объёмы.

Сходная ситуация наблюдалась на многих месторождениях СССР. Сторонники неорганического образования нефти в природе легко объяснили эти случаи, указав на то, что на этих участках углеводороды имеют неорганическое происхождение. Причём образование их существенно катализировано наличием в земных глубинах тяжёлых графитов и затеканий осадочных вод, что под воздействием колоссального давления порождает ускоренное формирование нефти.

По утверждению учёных, значительная часть территории Западно-Сибирской равнины была покрыта водами древнего моря. Природное происхождение нефти на этом участке подвергается критике и обструкции, но минеральное образование метана, не вызванное процессами гниения органики, находит массу сторонников. С помощью процесса, носящего название гидратации, соли железа взаимодействовали с морской водой, порождая выделение метана. Он скапливался в природных резервуарах, оставаясь там даже после осушения моря и дойдя до наших дней в первозданном виде, естественно образовываясь в природе.

Выводы и прогнозы

Какой бы путь образования природной нефти не получил неопровержимые доказательства, человеческой цивилизации это поможет довольно слабо. Человеческая память, архивное протоколирование наблюдений и научных изысканий с трудом охватывают периоды в сотни или тысячи лет, не говоря о миллионах.

Рассуждать же о возможном наступлении топливного кризиса как минимум неразумно: человечество стремительно осваивает альтернативные источники энергии, замещает устаревающие технологии новыми, модернизирует процессы разведки и добычи уже известных ресурсов. Ни один из современных прогнозов не имеет под собой более устойчивой основы, чем наблюдение за природой и сопоставление фактов, анализ наблюдений и исторических архивов. Охватить одним исследованием всевозможные случаи, выбивающиеся за рамки представлений одной из теорий, сопоставить их и привести к единому знаменателю – идея скорее амбициозная, чем реально достижимая. Поэтому вопрос: «Как же образуется в природе нефть?» может ещё долго оставаться в статусе открытого.

А до тех пор, нефть, ключевое по значимости топливо на нашей планете, будет и впредь оставаться предметом научных споров и источником многочисленных загадок.


Читайте также:

Происхождение и образование нефти в земной коре

На Земле существуют огромные запасы нефти происхождение которой учеными уже доказано.  Существует более чем 40 000 нефтяных и газовых месторождений мира всех размеров.

Из этих месторождений 94 процента  сосредоточены менее чем в 1500 гигантских и крупных природных скоплениях происхождение которых практически одинаково.

Медленное образование исходного вещества

Когда живой организм умирает, он обычно перерабатывается одним из двух способов:

  • Его едят хищники, падальщики или бактерии.
  • Через доступ к окружающему воздуху или воде бывший организм окисляется. Это означает, что водород, углерод, азот, сера и фосфор, содержащиеся в веществе, соединяются с атомами кислорода, присутствующими в воздухе. Органическое вещество распадается на воду (h3O), углекислый газ (CO2), нитраты, сульфаты и фосфаты, которые питают новые растения.

Крошечная часть  органического вещества — около 0,1%  не распадается.  Транспортируемое водой вещество  опускается на дно моря или крупных континентальных озер. Остаток частично сохраняется в этих плохо насыщенных кислородом средах, вдали от приливных течений. Эта часть смешивается с неорганическими веществами, такими как частицы глины и очень мелкий песок, и с мертвым морским планктоном (микроскопическими организмами). Эта смесь преобразовывается в темную, протухшую грязь анаэробными бактериями.

Со временем эта грязь накапливается и затвердевает. Грязь которая содержит хотя бы от 1 до 2% органического содержания дает предпосылки для образования нефти и газа. Этот процент может показаться низким, но это связано с тем, что для выполнения процесса необходимо выполнить одно или несколько конкретных требований:

  • жаркий климат, способствующий росту большого количества планктона;
  • место недалеко от устья крупной реки, несущей много растительного мусора;
  • нет близлежащих гор, которые могли бы ограничить объем неорганических отложений в земной коре.

Масса накапливающихся отложений очень медленно толкает этот состав дальше под земную кору, от нескольких метров – до сотен метров каждые миллион лет или около того. Это постепенное погружение называется просадкой и приводит к образованию осадочных бассейнов.

Шестьдесят миллионов лет: средняя продолжительность образования нефти и газа.

По мере погружения под землю исходная порода подвергается все более высоким температурам. Органическое вещество, из которого состоит порода, измельчается под весом накапливающихся отложений, а давление увеличивается в среднем на 25 бар каждые 100 метров. На километре под землей температура составляет 50°C, а давление – 250 бар.

В этих физических условиях атомы азота, серы и фосфора постепенно превращаются в кероген, промежуточный материал, состоящий из воды, углекислого газа, углерода и водорода, из которого затем происходит нефть или газ как ископаемое топливо.

Нефтеобразование

На глубине 2000 метров, когда температура достигает 100°C, органические материалы (кероген) начинает выделять консервацию (углеводороды).
Между 2000 и 3800 метрами, состав преобразуется в смолоподобный продукт. Этот интервал глубины называется нефтяным окном.
Когда источник  находится дальше, от 3800 до 5000 м преобразование жидких углеводородов предельно. Добываемая жидкость становятся легче и постепенно превращаются в метан (Ch5) газ легких углеводородов. Этот интервал глубины называется газовым окном.
Происхождение нефти не происходит ниже глубины  8 – 10 километров, потому что углеводороды разрушаются высокой температурой.

Пропорция жидкостей и газа произведенного таким образом топлива зависит от типа  источника. Если органический мусор состоит в основном из животного происхождения, он будет производить больше нефти, чем газа. Если он составлен главным образом из твердых частиц, то будет образован  газ.

При среднем осадконакоплении в 50 метров каждые миллион лет мертвым животным требуется 60 миллионов лет, чтобы превратиться в жидкие углеводороды. Поэтому неудивительно, что нефть классифицируется как невозобновляемый источник энергии.

Одновременно с процессом образования в органическом веществе происходило его физическое изменение. Под давлением верхних слоев на протяжении миллионов лет вещество уплотнялось, образуя песчаники.
Их зерна соединялись клеевыми субстанциями, поставляемыми органической массой. По мере уменьшения пористости породы, битуминозные вещества выталкивались в свободное пространство между  зернами. В таких местах, окруженных со всех сторон непроницаемыми слоями породы (ловушках), скапливались газ, нефть и вода.

Согласно законам физики месторождения располагались в следующем порядке: сверху накапливался газ, ниже – нефть, а на дне – вода, как наиболее тяжелый ингредиент.
Первоначально, нефтеносные слои были плоскими и горизонтальными, однако, под влиянием сдвигов земной коры, в них образовывались трещины, седла (антиклинали) и другие неровности. В результате, началась миграция всех трех компонентов породы и их аккумуляция. Так образовались месторождения нефти и газа, имеющие промышленное значение.

Следовательно, в нефтегазонакоплении большую роль играют глубинные процессы. Хотя, с ними, вряд ли, связано первичное образование нефтяного вещества, однако под их действием происходит миграция углеводородов, образование коллекторов и, наконец, попадание нефти в ловушки.

Согласно современным представлениям, образование неровностей (прогибов) земной коры обусловлено глубинными процессами верхней мантии Земли. За счет неоднородности состава и разности температур в верхних и нижних частях мантии, развиваются конвекционные перемещения вещества (потоки). При этом более легкие расплавленные продукты поднимаются вверх, образуя вздутия, приподнимающие земную кору. Последняя раскалывается и раздвигается в виде отдельных блоков. Так формируются глубокие впадины – рифты и геосинклинальные прогибы.

Впадины отражаются в рельефе долинами рек или отдельными участками дна морей, в которых накапливаются огромные массы осадочных пород толщиной 5-10 км. Эти отложения интенсивно прогреваются за счет воздействия глубинного тепла Земли. В таких условиях происхождение нефти происходит в залежах.

Геологические требования

Происхождение нефти зависит от обильного количества органического вещества.

Лучшим источником пород, обогащенных органическим веществом, глинистыми сланцами, известняками и песчаниками является величина от 0,5% до 5 % органического вещества.

Залежи нефти, как правило, образуются в относительно более молодых породах, особенно тех, которые не подверглись метаморфическим процессам.

Пористость исходной породы влияет на качество образовавшихся углеводородов. Это единственный наиболее критический фактор для определения качества нефтяного пласта, поскольку он устанавливает максимальный объем, доступный для накопления нефти.  Слоистое строение земли с высокой пористостью имеет много открытых пространств.  Примерами хороших исходных пород с высокой пористостью являются крупнозернистые песчаники или известняки.  Если пространства хорошо соединены, то смолоподобный продукт может мигрировать.  Способность пород передавать жидкость, или линейный расход, называется “проницаемостью”. Качественные пластовые породы обладают как хорошей пористостью, так и хорошей проницаемостью.

Географическое распределение и качество углеводородов

В зависимости от возможных методов добычи месторождения природного газа и сырой нефти классифицируются как традиционные или нетрадиционные. В то время как добыча сырой нефти и природного газа из традиционных месторождений с проницаемыми слоями горных пород относительно проста, на нетрадиционных месторождениях применяется гидроразрыв пласта.

В случае нетрадиционных месторождений сырая нефть или природный газ должны быть смыты из горных пород с помощью гидроразрыва пласта. Так добывают сланцевый газ.

Нефтедобывающие регионы различаются по нескольким фундаментальным признакам.

Сырая нефть часто определяется географическим положением, в котором она добывается (например, West Texas Intermediate, Brent или Oman), ее плотность зависит от многих факторов и от  содержания серы.  Легкая или тяжелая, зависит от плотности;  может называться сладкой, если мало серы или кислой при  значительном количестве серы или других примесей. «Sweet» (сладкая) или «sour» (кислая), «light» (легкая) или «heavy» (тяжелая).

Географическое положение и происхождение нефти важно, поскольку оно влияет на транспортные расходы. Легкая сырая нефть более желательна, чем тяжелая, так как она производит более высокий выход топлива бензина, в то время как сладкая нефть имеет более высокую цену, чем кислая, потому что она имеет меньше экологических проблем и требует меньше переработки, чтобы соответствовать стандартам серы, введенным на топливо в странах-потребителях.

Ирак исторически был одним из ведущих производителей сладкой сырой нефти.

Венесуэла и Канада являются ведущими производителями кислой сырой нефти.

Российская имеет высокую плотность и большое содержание серы.

Каждая сырая нефть имеет уникальные молекулярные характеристики, которые понимаются с помощью анализа проб в нефтяных лабораториях.

Молекулярные характеристики связанные с происхождением нефти  классифицируются и используются в качестве ценовых различий при нефтедобыче в мире.

Некоторые из самых общих:

  • West Texas Intermediate (WTI) так называемая Техасская очень высококачественное, легкое сырье для производства бензина.
  • смесь Брент – эталонная марка добываемая между Норвегией и Шотландией в бассейне Северного моря. Представляет ориентир по цене.
  • Дубай-Оман, используемый в качестве ориентира для ближневосточного товара, поступающего в Азиатско-Тихоокеанский регион.
  • Тапис –  нефтегазовое месторождение на востоке от полуострова Малакка Малайзии, используется в качестве эталона для легкой  Юго – Восточной нефти.
  • Минас из Индонезии, используется в качестве эталона для тяжелой Юго-Восточной части сероводородов.
  • эталонная ОПЕК (ORB)- средневзвешенное значение смешанного состава из различных стран ОПЕК
  • Midway Sunset Heavy, крупное нефтяное месторождение в США штате Калифорния.
  • Российская нефть рассчитывается, в основном, как марки Брент.

Выводы по происхождению нефти

Нефть возникла из органического вещества.

Считается, что в доисторический период, например в каменноугольный период около 360-286 миллионов лет назад, в болотах скопилось огромное количество животных, особенно первичных производителей и растений, превышающих потребление. Это было похоронено и сжато, чтобы сформировать уголь, нефтяные залежи и газ, через действия бактерий и мега-дистилляцию при подходящих условиях высокого давления и температуры.

Таким образом, происхождение нефти обязано доисторическим живым существам.

Сегодня мы бурим через слои ила, песчаников и скальных пород, чтобы добраться до резервуаров, содержащих нефть и газ. Нефть или сырая нефть состоит почти полностью из жидких углеводородов, а также некоторых твердых углеводородов и небольших количеств газов, азота и соединений серы.

Как образовалась нефть в природе


21.09.2020 Кот учёный Природа

Нередко называют нефть «чёрным золотом», так как приносит она неплохую прибыль тем людям, кто ее добывает. Многие задаются вопросом о том, как образовалась нефть и какой ее состав. Далее попробуем разобраться в этом.

Основные компоненты

В состав нефти входят следующие компоненты:

— Углеводородный. Делится эта составляющая, в свою очередь, на нафтеновые, метановые и элементы ароматического типа.

— Асфальтосмолистый. Делится группа данных элементов и на растворимые в бензине вещества. Они называются асфальтенами. А также на нерастворимые элементы (смолы).

— Зольный. Это различные химические вещества, образующиеся при сжигании нефти.

Предназначение

Данный продукт бывает двух видов. А именно существует сырая и очищенная нефть. В первом случае имеется в виду вещество, которое образовалось в природе. Помимо прочего, в ее состав входят обломки горных пород, газы, вода и соли. Из-за того что эти компоненты ничего полезного человеку не несут и вредят оборудованию нефтедобытчиков, от них избавляются путем очистки нефти.

Из указанного полезного ископаемого изготавливают пластмассу, чистящие средства, краски, взрывчатые вещества. Солярку и бензин также вырабатывают из нефти. Даже автомобильные шины производят из этого полезного ископаемого. Еще из нефти изготавливают некоторые лекарственные препараты.

Указанное ископаемое – это топливное сырье. А от этого и происходит преобразование энергии. А именно механической, тепловой и т. д. Если нефтяные запасы исчерпаются, то людям придется ей искать замену. Данное вещество заменит, скорее всего, водород, содержащийся в воде. Но человечество еще должно научиться осуществлять получение энергии из водорода. На сегодняшний день ученые работают над этим вопросом.

Как образовалась нефть?

Рассмотрим этот пункт подробнее. Есть две теории о том, как образовалось нефть. Они на сегодняшний день имеют своих противников и сторонников среди ученых.

Теорию № 1 называют биогенной. Согласно ей, процесс образования нефти осуществлялся из органических остатков различных животных и растений на протяжении многих миллионов лет. Эту теорию впервые выдвинул знаменитый русский ученый Ломоносов М. В.

Человеческая цивилизация намного быстрее развивается, чем темпы образования нефти. Поэтому она является невозобновляемым природным ресурсом. Согласно биогенной теории, нефть в недалеком будущем иссякнет. Некоторые ученые прогнозируют, что добыча «черного золота» будет длиться не больше 30 лет.

Иная теория намного оптимистичней и предоставляет надежду крупнейшим нефтяным компаниям. Называют ее абиогенной. Основоположником данной теории стал Д. И. Менделеев. Однажды, навестив Баку, он познакомился со знаменитым геологом Германом Абихом, который с ним поделился своими мыслями насчет того, как образовалась нефть. Абих заметил, что все большие месторождения указанного ископаемого расположены в основном рядом с трещинами и разломами земной коры.

Приняв к сведению данную информацию, Менделеев создал собственную теорию о том, как образуется нефть в природе. Она гласит, что поверхностные воды, которые проникают вглубь коры земной через трещины, вступают в реакцию с металлами и их карбидами. В результате этого образуются углеводороды. Они поднимаются постепенно по тем же самым трещинам в земной коре. Со временем в этих местах образуется нефтяное месторождение. Этот процесс длится не более 10 лет.

Данная теория о том, как образовалась нефть на земле, дает право утверждать ученым, что запасов этого вещества хватит еще на многие столетия. То есть месторождения этого полезного ископаемого смогут восстанавливаться, если человек будет на время добычу прекращать. Это сделать в условиях постоянного роста численности населения абсолютно невозможно. Одна надежда остается на новые месторождения. На сегодняшний день приводятся работы по выявлению новейших доказательств истинности абиогенной теории. Известный московский ученый показал, что если нагреть до 400 градусов любой углеводород, который обладает полинафтеновой составляющей, то будет происходить выделение чистой нефти. Это является достоверным фактом.

Нефть искусственная

В лабораторных условиях можно получить данный продукт. Это научились делать еще в прошлом веке. Зачем же люди добывают глубоко под землей нефть, а не получают ее путем синтеза? Дело в том, что у нее будет огромная рыночная стоимость. Ее производить совсем невыгодно.

Тот факт, что данный продукт получать можно в лабораторных условиях, подтверждает вышеуказанную абиогенную теорию. Ее в последнее время поддерживают многие.

Из чего образуется природный газ

Рассмотрим для сравнения происхождение этого полезного ископаемого. Умершие живые организмы, опустившись на дно моря, находились в такой среде, где они не распадались ни в результате окисления (там отсутствует практически воздух и кислород), ни под действием микробов. В итоге из них образовывались илистые осадки. Благодаря геологическим движениям, опускались они на большие глубины, проникая в земные недра. На протяжении миллионов лет подвергались эти осадки действию высоких температур и давлений. В результате этого проходил определенный процесс в этих отложениях. То есть углерод, который содержался в осадках, переходил в соединения, называемые углеводородами. Этот процесс является немалозначимым в образовании указанного вещества.

Углеводороды высокомолекулярные являются жидкими веществами. Из них и создалась нефть. А вот низкомолекулярными углеводородами являются вещества газообразного типа. В природе встречается их немалое количество. Как раз из них природный газ и получается. Только для этого необходимы более высокие давления и температура. Поэтому там, где добывают нефть, всегда присутствует и природный газ.

Со временем многие отложения данных полезных ископаемых ушли на значительную глубину. На протяжении миллионов лет их перекрыли осадочные породы.

Определение цены на нефть

Рассмотрим и эту терминологию. Ценою на нефть является наличие денежного эквивалента соотношения предложения и спроса. Здесь имеется определенная взаимосвязь. То есть если падает предложение, то до выравнивания со спросом стоимость растет.

Цена на нефть также зависит от котировки фьючерсов или контрактов на данный продукт того или другого сорта. Это является существенным фактором. Благодаря оперативной котировке нефти иногда выгодно торговать фьючерсами на фондовых индексах. Стоимость данного продукта обозначается в международном формате. А именно в американских долларах за баррель. Так, стоимость в 45.50 на UKOIL означает, что 1 баррель указанного продукта марки Brent стоит 45.50 $.

Цена на нефть – это очень важный показатель для фондового рынка России. Его значение имеет большое влияние на развитие страны. В основном динамика данного показателя определяется из того, какая экономическая ситуация в Соединенных Штатах. Это немаловажно знать в решении вопроса о том, как образуется цена на нефть. Для эффективного прогнозирования динамики фондовой биржи необходим обзор стоимости данного полезного ископаемого за определенное время (за неделю), а не только то, какая цена сегодня.

Итог

Все вышеизложенное содержит немало полезной информации. Ознакомившись с данным текстом, каждый сможет разобраться в решении вопроса о том, как образуется нефть и газ в природе.

Источник: fb.ru



Как в природе образовалась нефть

Нефть часто называют «черным золотом», так как она приносит хорошую прибыль тем, кто ее добывает. Многие задаются вопросом, как образовалось масло и каков его состав. Далее мы попытаемся разобраться в этом.

Основные компоненты

В состав нефти входят следующие компоненты:

- Углеводород. Этот компонент, в свою очередь, делится на нафтеновые, метановые и ароматические элементы.

- Смола асфальтовая. Группа этих элементов делится на вещества, растворимые в бензине.Их называют асфальтенами. А также на нерастворимых элементах (смолах).

- Прах. Это различные химические вещества, образующиеся при сгорании масла.

Назначение

Этот продукт бывает двух типов. А именно есть сырая и рафинированная нефть. В первом случае мы имеем в виду вещество, образовавшееся в природе. Помимо прочего, в его состав входят обломки горных пород, газы, вода и соль. В связи с тем, что эти компоненты не несут ничего полезного человеку и вредят оборудованию нефтедобытчиков, от них избавляются путем очистки масла.

Из указанного минерала производятся пластмассы, чистящие средства, краски, взрывчатые вещества. Солнечное масло и бензин также производятся из нефти. Даже автомобильные покрышки производят из этого минерала. Некоторые лекарства также изготавливаются из масла.

Это ископаемое является топливным сырьем. И это то, что преобразует энергию. А именно механические, термические и т. Д. Если запасы нефти исчерпаны, людям придется искать замену. Это вещество, скорее всего, заменит водород, содержащийся в воде. Но человечеству еще предстоит научиться получать энергию из водорода.На сегодняшний день ученые работают над этим вопросом.

Как образовалось масло?

Рассмотрим этот момент подробнее. Есть две теории о том, как образовалась нефть. Сегодня у них есть оппоненты и сторонники среди ученых.

Теория № 1 называется биогенной. По ее словам, процесс нефтеобразования осуществлялся из органических остатков различных животных и растений на протяжении многих миллионов лет. Эта теория была впервые предложена известным русским ученым М. В. Ломоносовым.

Человеческая цивилизация развивается гораздо быстрее, чем скорость образования нефти. Следовательно, это невозобновляемый природный ресурс. Согласно биогенной теории, нефть в ближайшее время иссякнет. Некоторые ученые прогнозируют, что добыча «черного золота» продлится не более 30 лет.

Другая теория гораздо более оптимистична и дает надежду крупнейшим нефтяным компаниям. Они называют это абиогенным. Основоположником этой теории был Д.И. Менделеева. Однажды, побывав в Баку, он встретил известного геолога Германа Абича, который поделился своими мыслями о том, как образовалась нефть.Абич отметил, что все крупные месторождения этой окаменелости расположены в основном вблизи трещин и разломов земной коры.

Приняв к сведению эту информацию, Менделеев создал собственную теорию о том, как нефть образуется в природе. В нем говорится, что поверхностные воды, проникая глубоко в земную кору через трещины, вступают в реакцию с металлами и их карбидами. В результате образуются углеводороды. Они постепенно поднимаются над такими же трещинами в земной коре. Со временем в этих местах образуется нефтяное месторождение.Этот процесс длится не более 10 лет.

Эта теория о том, как нефть образовалась на одной земле, дает право ученым утверждать, что запасов этого вещества хватит на многие века. То есть залежи этого минерала можно восстановить, если человек на время перестанет добывать. Сделать это в условиях постоянного роста населения совершенно невозможно. Остается одна надежда на новые месторождения. На сегодняшний день ведется работа по выявлению последних свидетельств истинности абиогенной теории.Известный московский ученый показал, что если нагреть до 400 градусов любой углеводород, имеющий полинафтеновый компонент, то будет выделена чистая нефть. Это достоверный факт.

Нефтепродукты

В лаборатории возможно получение данного продукта. Об этом узнали с прошлого века. Почему люди добывают нефть глубоко под землей, а не получают ее синтезом? Дело в том, что она будет иметь огромную рыночную стоимость. Производить это вообще невыгодно.

Тот факт, что данный продукт может быть получен в лабораторных условиях, подтверждает вышеприведенную абиогенную теорию. В последнее время его поддержали многие.

Из чего образуется природный газ

Рассмотрим для сравнения происхождение этих минеральных ресурсов. Мертвые живые организмы, спустившись на морское дно, оказались в среде, где они не распались ни в результате окисления (воздуха и кислорода практически нет), ни под воздействием микробов.В результате из них образовался ил. Благодаря геологическим движениям они опустились на большие глубины, проникая в недра земли. В течение миллионов лет эти отложения подвергались воздействию высоких температур и давлений. В результате в этих отложениях произошел определенный процесс. То есть углерод, который содержался в отложениях, перешел в соединения, называемые углеводородами. Этот процесс не играет роли в образовании этого вещества.

Углеводороды с высоким молекулярным весом - это жидкие вещества.Из них было создано масло. Но низкомолекулярные углеводороды - это вещества газообразного типа. В природе их очень много. Как раз из них и получается природный газ. Только для этого требуются более высокие давления и температуры. Поэтому везде, где добывают нефть, всегда присутствует природный газ.

Со временем многие залежи этих минералов ушли на значительную глубину. На миллионы лет они были заблокированы осадочными породами.

Определение цены на нефть

Давайте также рассмотрим эту терминологию.Цена на нефть - это наличие денежного эквивалента соотношения спроса и предложения. Есть определенные отношения. То есть, если предложение падает, то до тех пор, пока спрос не уравняется, стоимость увеличивается.

Цена на нефть также зависит от котировок или контрактов на конкретный продукт того или иного вида. Это существенный фактор. Из-за оперативной котировки нефти иногда выгодно торговать фьючерсами на фондовые индексы. Стоимость данного товара указана в международном формате.А именно в долларах США за баррель. Таким образом, стоимость 45,50 на UKOIL означает, что 1 баррель указанного продукта Brent стоит 45,50 долларов.

Цена на нефть - очень важный индикатор для российского фондового рынка. Его важность имеет большое влияние на развитие страны. В целом динамика этого показателя определяется экономической ситуацией в США. Это важно знать при решении вопроса о том, как формируется цена на нефть. Чтобы эффективно прогнозировать динамику фондовой биржи, вам необходимо пересмотреть стоимость данного минерала за определенное время (за неделю), а не только то, какова цена сегодня.

Результат

Все вышесказанное содержит много полезной информации. Прочитав этот текст, каждый сможет понять решение вопроса о том, как нефть и газ образуются в природе.

p> .

Энергетических приключений

Как образуются нефть / природный газ?

Стадия 1 - Вся нефть и газ, которые мы используем сегодня, возникли миллионы лет назад в виде микроскопических растений и животных, обитавших в океане. Пока эти микроскопические растения и животные жили, они поглощали энергию солнца, которая хранилась в их телах в виде молекул углерода. Когда они умерли, они опустились на дно моря. В течение миллионов лет слой за слоем формировался осадок, другие растения и бактерии.

Стадия 2 - По мере того, как они становились все глубже, температура и давление начали расти. Уровень давления и степень нагрева, а также тип биомассы определяют, стал ли материал нефтью или природным газом. Больше тепла дает более легкое масло. Еще более высокое тепло или биомасса, полученная преимущественно из растительного сырья, дает природный газ.

Стадия 3 - После образования нефти и природного газа они имели тенденцию мигрировать через крошечные поры в окружающей породе.Часть нефти и природного газа мигрировала на поверхность и улетела. Другие месторождения нефти и природного газа мигрировали до тех пор, пока не оказались под непроницаемыми слоями горной породы или глины, где и оказались в ловушке. В этих захваченных залежах сегодня мы находим нефть и природный газ.

"следующий .

Как образуется масло? | Живая наука

Почти все геохимики считают, что нефть - это результат нескольких миллионов лет распада некогда существовавших организмов.

«Мы можем сказать это, глядя на биомаркеры в маслах», - сказал Кеннет Петерс, геохимик-органик из Стэнфордского университета, «Маленькие загадки жизни». «Молекулы в масле имеют те же основные структуры, что и живые организмы».

Итак, какой процесс превращает второе в первое? [Почему океан голубой?]

В основном это происходит в отложениях, которые собираются в углублениях на дне океана.Когда фитопланктон, водоросли и другие морские организмы умирают, они дрейфуют на морское дно, коллективно образуя осадочные дрейфы разлагающегося органического вещества. Они оседают в местах опускания тектонических плит.

Белки, лигнин и целлюлоза очень быстро распадаются на аминокислоты и сахара; они превращаются в отстой. «В отложениях сохраняется одна фракция органического вещества, и это липидная фракция. Она содержит прекурсоры, которые мы находим в сырой нефти», - сказал Петерс.Жиры сохраняются вечно.

По мере того, как накапливается все больше и больше слоев отложений, нижние слои уплотняются из-за возрастающего давления, оказываемого на них. Это, в свою очередь, увеличивает их температуру. В течение геологического времени повышение температуры катализирует химические процессы, которые заставляют чрезвычайно тяжелые и сложные молекулы, называемые керогенами, собираться из разобранных компонентов органических молекул. Эти керогены, вместе с липидами длительного действия и скудными остатками клеточной стенки, составляют сырье, которое превратится в нефть.

Когда слой керогена погружается на глубину от одной до трех миль, температура поднимается до диапазона от 120 до 300 градусов по Фаренгейту, и давление возрастает. В течение нескольких или десятков миллионов лет углеродные связи в керогене и других молекулах разрываются. Этот процесс, называемый «крекинг», дает простые молекулы углеводородов, которые мы называем нефтью.

Метан, пропан, асфальтен и пропилен - все это примеры нефтяных углеводородов, которые отличаются друг от друга расположением атомов водорода и углерода, составляющих их.Некоторые углеводороды существуют в жидком виде, а другие - в газообразном, поэтому они известны как нефть и природный газ соответственно.

«Расширение, которое происходит, когда кероген превращается в газ или жидкость, делает его похожим на скороварку», - сказал Петерс. «В конце концов, окружающая порода раскалывается, и именно тогда происходит вытеснение. Нефть мигрирует из материнских пород в места, где давление ниже».

Обычно он движется вверх через проницаемые породы, такие как песчаник (который накапливается на нем в течение эонов), пока не наткнется на то, что ученые называют печатью или ловушкой.«Это может быть соляная или каменная структура, которая удерживает нефть или газ под собой», - сказал Петерс.

«Чтобы найти запасы нефти, геофизики ищут перевернутые чаши или другие формы рельефа, которые действуют как структурные ловушки», - пояснил он. Они могут находиться глубоко под морским дном или, из-за сдвига тектонических плит, под землей.

Первоначально опубликовано на Live Science.

.

Как образуется, добывается и потребляется нефть и газ

Нефть и природный газ имеют решающее значение для экономики и инфраструктуры США. Нефть - ключевой компонент нашей транспортной системы, а природный газ служит топливом для более половины домов в стране.


Только в 2014 году в США было потреблено 6,97 млрд баррелей нефтепродуктов, 47% из которых составили бензин. Дизельное топливо составило 21% этого расхода, а авиакеросин - только 8%. С другой стороны, природный газ составлял около 30% энергии, потребляемой в США в 2012 году.В 2013 году 21% природного газа, потребляемого в США, потреблялось домами для отопления, приготовления пищи и бытовой техники, 14% использовалось коммерческими зданиями для отопления, 31% использовалось в промышленности в качестве сырья и источника тепла и 34% использовалось как чистый способ производства электроэнергии.


Эти органические виды топлива обогревают и питают наши дома, стимулируют нашу экономику и предлагают тысячи рабочих мест нашим гражданам каждый год, но большинство людей не понимают, как формируются эти продукты или как они улучшаются, чтобы создавать продукты, которые мы все знакомы. с участием.Это ключевой аспект понимания нефтегазовой отрасли в целом, и он абсолютно необходим, если вы хотите сделать успешные инвестиции в бурение нефтяных и газовых скважин. Если вы хотите инвестировать в бурение нефтяных и газовых скважин, важно понимать, как нефть и газ образуются, добываются и потребляются.


Что такое газ и нефть?

Большинство людей знают о том, что природный газ и нефть являются ископаемыми видами топлива, используемыми в качестве источников энергии, но могут не знать точно, из чего сделаны эти вещества.Понимание того, из чего состоят нефть и газ, имеет решающее значение для понимания их происхождения, использования и значения.

Жидкая сырая нефть и природный газ встречаются в природе вместе и поэтому вместе называются «нефтью». Слово происходит от греческих слов «петра» и «олеум», что означает «скала» и «нефть» соответственно. Другой термин, обозначающий нефть, - это углеводороды. Он называется так потому, что нефть в основном состоит из молекул углеводородов, и эти молекулы являются причиной высокой ценности нефти как источника топлива.

Нефть как в газовой, так и в нефтяной формах атомарно состоит примерно на 95% из молекул водорода и углерода. Приблизительное процентное содержание каждого атома указано ниже:


  • 83-8% углерода
  • 10-14% водорода
  • Менее 6% серы
  • Менее 2% азота
  • Менее 1,5% кислорода
  • Металлы и соли менее 0,1%

Под воздействием высоких температур и давлений эти атомы связываются и объединяются, образуя молекулы.Эти молекулы называются углеводородами, потому что образующиеся молекулы состоят преимущественно из связанных водорода и углерода. В составе сырой нефти образующиеся углеводороды обычно включают следующее:


  • Парафины (15-60%), включая метан, этан, пропан, бутан, изобутен, пентан и гексан
  • Нафтены или циклоалканы (30-60%), которые включают циклогексан и метилциклопентан.
  • Ароматические углеводороды (3-30%), в том числе бензол и нафталин
  • Алкены, диены и алкины составляют остаток масла и обычно включают этилен, бутен, изобутен, ацетилен и бутадиены.

С другой стороны, природный газ почти полностью состоит из метана, причем эта молекула составляет более 98% природного газа, обнаруженного в месторождениях. Более редкие и более ценные молекулы природного газа включают этан, пропан и бутан, но они часто встречаются только в следовых количествах.

Эти углеводороды являются причиной того, что нефть является столь желанным веществом. Углеводороды содержат в своих химических связях огромное количество химической энергии. Кроме того, их можно использовать для изготовления огромного количества продуктов, в том числе от газа до пластика и парафина.

Все эти молекулы появляются в разных пропорциях в каждом нефтяном месторождении, прежде всего потому, что каждое месторождение формируется по-разному, с разными частями каждого атома. Это можно объяснить уникальным способом естественного образования газа и нефти.


Как образуются газ и нефть?

Нефть и природный газ представляют собой органические ископаемые виды топлива, образующиеся из останков растений и животных, заключенных между слоями мелкозернистых отложений древних океанов и озер.Хотя многие люди шутят о том, что ископаемое топливо является преобразованными останками мертвых динозавров, ископаемое топливо, которое мы используем сегодня, на самом деле образовалось гораздо раньше в истории Земли, чем в эпоху рептилий.


На самом деле, большинство ископаемых видов топлива, которые мы используем сегодня, были образованы из древних растений и животных, которые умерли миллионы лет назад, живя задолго до того, как первые динозавры ступили на нашу планету. Со временем эти организмы умрут и разложатся на органические вещества, которые в конечном итоге смываются озерами и океанами.Здесь начинается процесс образования ископаемого топлива.


  1. Материальные поселения: Органический материал из доисторических растений и животных, смытый с суши дождем, оседающий в стоячих водах морей и внутренних озер. Они селятся на дне этих водных источников, постепенно покрываясь все большими слоями песка, ила и глины. Эти слои песка и ила улавливают органический материал до того, как он полностью разложится, создавая богатую органическими веществами грязь.

  2. Материал затвердевает: Прежде чем органическое вещество разрушится в результате разложения, оно соединяется с большим количеством отложений и образует осадочную породу, известную как органический сланец.

  3. Сланец похоронен: Со временем увеличивающиеся слои ила и органического вещества покрывают этот сланец, заставляя его все глубже погружаться в землю. Если сланец достигает глубины от двух до четырех километров, давление всего материала на нем, наряду с повышением температуры в результате приближения к глубине Земли, приведет к тому, что сланец превратится в кероген, предшественник к маслу, которое выглядит как восковое вещество.

  4. The Kerogen Cooks: При температурах выше 90 ° C, но ниже 160 ° C кероген эффективно готовится, превращаясь с годами в нефть и природный газ. Если в это время температура превысит 160 ° C, вместо этого кероген будет производить графит и природный газ.

  5. Взлет газа и нефти: И нефть, и природный газ легче воды, поэтому, если они вырвутся из исходного горючего сланца, они поднимутся через поры в земле, вытесняя воду.Чтобы нефть и газ оставались захваченными в коллекторе, должен быть толстый, непроницаемый слой породы, чтобы запечатать его. Если этот резервуар существует, его можно пробурить для добычи нефти и природного газа. Со временем эти отложения естественным образом поднимаются на поверхность, облегчая доступ к ним.

Природный газ действительно встречается вне этих условий, особенно в таких случаях, как болота, где органический материал задерживается под грязью и образует газ. Это называется биогенным газом, поскольку он образуется в результате биоразложения.Этот же газ можно также производить из навоза и контролируемого разложения.


Как собирают и очищают газ и нефть?

Как упоминалось ранее, условия, в которых эти органические материалы изменяются с образованием нефти и газа, приводят к очень разным химическим и молекулярным составам содержащихся нефти и природного газа. Однако каждая углеводородная цепь имеет свой уникальный набор свойств, что делает каждую цепь полезной по-своему. По этой причине чрезвычайно важно изолировать и разделить эти различные углеводороды.

Чтобы отделить эти углеводороды, чистая нефть и газ обычно проходят процесс переработки. Этот процесс немного отличается для газа и нефти.

Сбор газа и нефти

Нефтяные скважины обычно закачиваются, чтобы вывести газ и нефть на поверхность земли. Хотя некоторые запасы находятся под достаточным внутренним давлением, чтобы естественным образом подтолкнуть газ вверх, это не норма, и нефть по-прежнему остается под землей. В большинстве колодцев используется насос с конической головкой, названный так в честь старинной лошадки-качалки.Этот насос состоит из длинного стержня, прикрепленного к поршню глубоко в колодце. Стержень качается вверх и вниз, вращаясь вокруг неподвижной вертикальной балки, когда двигатель приводит в движение его движение.


При достижении поверхности земли природный газ и нефть разделяются. Газ по трубопроводу поступает на расположенный поблизости центральный газоперерабатывающий завод, а сырая нефть - на нефтеперерабатывающий завод. После этого они подвергаются дальнейшей обработке и уточнению.

Газопереработка

При выходе из подземных резервуаров природный газ содержит грязь, песок и водяной пар, которые необходимо удалить перед продолжением обработки.Он также содержит несколько различных газообразных углеводородов, каждый из которых обладает уникальными свойствами. Конечная цель обработки - разделить эти углеводороды в соответствии с их структурой и назначением.

Обычно процесс выглядит следующим образом:


  1. Удаление загрязняющих веществ: Фильтры и ловушки рядом с точкой отбора удаляют грязь, песок и другие крупные загрязнения из природного газа, когда он направляется к перерабатывающему заводу.

  2. Удаление воды: Водяной пар удаляется путем пропускания газа через колонну, заполненную гранулами осушителя, который осушает газ и удаляет воду.

  3. Разделение пропана и бутана: После удаления примесей неочищенный газ можно направить в переработчик для разделения более тяжелых углеводородных газов, таких как бутан и пропан. Эти вещества полезны по-разному, чем более мелкие углеводородные газы, и их добывают для отдельной продажи. Это делается путем пропускания сырого газа через колонну, содержащую холодное масло для абсорбции.

Когда газ входит в контакт с нефтью, более тяжелые углеводородные газы конденсируются в жидкости и попадают в масло.Отсюда масло перегоняется для удаления захваченных углеводородов и подвергается отдельной обработке. Более легкие углеводородные газы не конденсируются при этих температурах, а вместо этого вытекают из колонны и продолжают процесс очистки.


  1. Отделение этана: Некоторое количество этана удаляется из природного газа для использования в качестве сырья для других процессов. Это часто достигается путем повторения циклов сжатия и расширения газа для охлаждения этана и улавливания его в виде жидкости.

  2. Химическое удаление: Двуокись углерода и сероводород часто встречаются в природном газе. Эти химические вещества могут реагировать с водой в газе с образованием кислоты. Если оставить эту кислоту в газе, она может вызвать коррозию газопровода. Вместо этого эти химические вещества удаляются путем пропускания газа через другую колонну и пропускания воды через газ для взаимодействия с этими химическими веществами в контролируемой среде. Образовавшаяся кислота падает на дно башни, где она сливается и отдельно обрабатывается.

  3. Удаление азота: Азот - еще одно вещество, содержащееся в природном газе. Однако азот не горит, что снижает теплотворную способность природного газа. Его удаляют, пропуская другой процесс низкотемпературной перегонки для сжижения и отделения азота от газа.

  4. Улавливание водорода: Природный газ является основным источником промышленного гелия в США, поэтому важно отделить это вещество от газа.Гелий улавливается в конце процесса очистки природного газа и включает сложный процесс дистилляции и очистки, чтобы отделить его от других газов.

  5. Добавление запаха: Меркаптан вводится в конечный продукт для придания ему предупреждающего запаха. Это источник запаха, который у нас ассоциируется с газом.

С этого момента газ полностью перерабатывается и может быть отправлен по трубопроводам в конечный пункт назначения.

Нефтепереработка

Когда нефть выходит из-под земли в необработанном состоянии, ее называют «сырой нефтью».«Эта сырая нефть обычно собирается путем бурения на месторождении и установки трубопроводов для откачки нефти. Отсюда его можно транспортировать на нефтеперерабатывающий завод для переработки.


Процесс очистки начинается с перегонки масла. Углеводородные цепи различной длины имеют все более высокие температуры кипения, что означает, что их можно разделить по температурам кипения. Это называется фракционной перегонкой, одним из старейших и наиболее распространенных способов разделения вещества на компоненты.Процесс выглядит следующим образом:


  1. Обогрев: Сырая нефть нагревается с помощью пара высокого давления до самой низкой точки кипения.

  2. Кипение: Смесь закипает, образуя парообразный газ, поднимающийся из вещества.

  3. Подъем: Пар поднимается вверх и поступает в колонну фракционной дистилляции, снабженную тарелками. В каждом поддоне есть множество маленьких отверстий, через которые проходит пар.

  4. Разделение: Колонка охлаждается по мере подъема пара.Когда пар достигает высоты, на которой температура из колонки равна температуре кипения вещества, он конденсируется в жидкость и собирается на ближайшую тарелку.

После завершения этого процесса разделения полученные партии химикатов охлаждают и удаляют из колонны. Отсюда они обычно переходят на химическую обработку.

Химическая обработка - это новая технология, включающая химическое изменение продуктов фракционной перегонки.Обычно это достигается путем разделения более длинных цепей на более короткие, и довольно часто можно увидеть, не хватает ли в конкретном месторождении или запасе одного или нескольких углеводородов. Например, обычным химическим процессом является преобразование дизельного топлива в бензин, чтобы удовлетворить спрос на бензин.


К наиболее распространенным методам химической обработки относятся следующие:


  • Крекинг: В этом процессе большие углеводороды разбиваются на более мелкие.Это может быть сделано путем нагревания этих крупных углеводородов до их разрушения, иногда с использованием катализаторов в смеси для ускорения реакции крекинга. После крекинга продукты снова проходят фракционную перегонку для их разделения.

  • Объединение: В этом процессе более мелкие углеводороды объединяются в более крупные. Чаще всего это делается с помощью каталитического риформинга, когда катализатор из платины используется для объединения молекул нафты в ароматические углеводороды. При этом часто в качестве побочного продукта выделяется газообразный водород.

  • Изменение: Этот процесс химически перестраивает структуру молекул одной фракции, чтобы создать другую. Чаще всего это делается с помощью химического процесса, называемого алкилированием, при котором небольшие соединения смешиваются с фтористоводородной или серной кислотой для получения высокооктановых углеводородов.

После химической обработки все эти фракции проходят дополнительную обработку для удаления примесей, таких как органические соединения, содержащие серу, азот, кислород, воду, растворенные металлы и соли.Этот процесс лечения обычно выглядит следующим образом:


  1. Серная кислота: Фракция пропускается через колонку с серной кислотой для удаления нежелательных атомных связей и остаточных твердых частиц.

  2. Абсорбционная колонка: Фракция пропускается через колонку, заполненную осушающим агентом, который удаляет воду.

  3. Обработка серой: После сушки добавляются средства обработки серой и сероводородные скрубберы для удаления серы и соединений серы из фракции.

По окончании обработки фракции охлаждают и смешивают с другими соединениями для создания знакомых нам продуктов.


Как потребляются газ и нефть?

После переработки и обработки сырой нефти и газа различные углеводороды смешиваются для получения нескольких продуктов.


Некоторые продукты, полученные из природного газа и сырой нефти, включают:


  • Нефтяной газ: Это вещество является первичным продуктом переработки природного газа и побочным продуктом переработки нефти.Он состоит из небольших алканов с одним-четырьмя атомами углерода, более известных как метан, этан, пропан и бутан. Это вещество имеет низкий интервал кипения около 40 ° C. Этот продукт, вероятно, наиболее известен как источник тепла и энергии для дома и в коммерческих целях, как источник тепла для промышленности и как чистое топливо для электрических генераторов. Он также используется в промышленности в качестве ингредиента для пластмасс, а также метанола и нитрата аммония для удобрений.

  • Нафта или лигроин: Это вещество является промежуточным продуктом, который обычно дополнительно перерабатывается для получения бензина.Он состоит из более мелких алканов с пятью-девятью атомами углерода и имеет интервал кипения от 60 ° C до 100 ° C. Нафта также используется в качестве ингредиента при разработке нескольких лекарств, пластмасс, красок, косметики и материалов для одежды.

  • Бензин: Это вещество знакомо каждому, кто бывал в автомобилях. Это жидкое моторное топливо, наиболее распространенный и наиболее потребляемый продукт из нефти, состоит из смеси алканов и циклоалканов с 5–12 атомами углерода и имеет диапазон кипения от 40 ° C до 205 ° C.

  • Керосин: Эта жидкость представляет собой еще одну форму топлива, состоящую из смеси более крупных алканов и ароматических углеводородов с 10–18 атомами углерода, и имеет интервал кипения от 175 ° C до 325 ° C. Он обычно используется в качестве топлива для реактивных двигателей и тракторов, а также является исходным материалом для производства других продуктов. Это третий наиболее потребляемый продукт из нефти.

  • Газойль или дизельное топливо: Другое жидкое топливо, этот продукт состоит из алканов с 12 или более атомами углерода и имеет диапазон кипения от 250 ° C до 350 ° C.Чаще всего он встречается в виде дизельного топлива и топочного мазута, но также является исходным материалом для других продуктов. Это второй по потреблению продукт из сырой нефти.

  • Смазочное масло: Этот жидкий продукт состоит из длинноцепочечных алканов с 20-50 атомами углерода, циклоалканов и ароматических углеводородов и имеет интервал кипения от 300 ° C до 370 ° C. Чаще всего он используется в смазочных материалах, таких как консистентная смазка и моторное масло, но также используется для изготовления восков и полиролей.

  • Тяжелый газ или мазут: Он используется в качестве промышленного топлива, хотя он также используется для производства других продуктов.Этот продукт также состоит из длинноцепочечных алканов с 20-70 атомами углерода, циклоалканов и ароматических углеводородов. Типичный интервал кипения этого вещества составляет от 370 ° C до 600 ° C.

  • Остатки: Эти твердые вещества включают кокс, асфальт, гудрон и воски и обычно используются в качестве исходного материала для других продуктов. Они часто представляют собой соединения с несколькими кольцами, содержащими 70 или более атомов углерода, и имеют температуру кипения более 600 ° C. Эти остатки можно использовать для создания дорожных покрытий и кровельных материалов.

Эти многочисленные области применения нефти, нефти и природного газа означают, что существует множество вариантов инвестиций для бурения нефтяных и газовых скважин.


Эта прибыльная отрасль является основой как повседневной жизни Америки, так и развития отраслей по всей стране, что делает ее чрезвычайно привлекательной инвестицией для людей во всем мире.


OilScams.org потратил более 40 лет на обучение инвесторов в нефтегазовую отрасль. Если вы рассматриваете возможность инвестирования в бурение нефтяных и газовых скважин, свяжитесь с нами для получения бесплатной консультации.

.

Таинственное происхождение и поставка нефти

Он управляет современным обществом и разжигает серьезную политическую напряженность. Но откуда на самом деле масло и сколько осталось? Огромные возможности могут вас удивить.

Природа превращала мертвую жизнь в черное золото в течение миллионов лет, используя лишь тепло, давление и время, говорят нам ученые.

Но с учетом того, что в этом году цены на газ в Соединенных Штатах выросли более чем на 1 доллар за галлон, и некоторые эксперты предсказывают, что конец нефти близок, ученые до сих пор не знают наверняка, откуда берется нефть, сколько времени на ее производство или сколько там.

Так называемое ископаемое топливо, нефть, по мнению большинства ученых, представляет собой преобразованные останки давно умерших организмов. Считается, что большая часть нефти поступает из окаменелостей растений и крошечных морских организмов. Более крупные животные также могут внести свой вклад.

«Даже некоторые динозавры могли быть замешаны в этом», - говорит Уильям Томас, геолог из Университета Кентукки. «[Хотя] я думаю, что это будет довольно редкий и очень маленький и незначительный вклад."

Но другая теория утверждает, что с самого начала на Земле было больше нефти, чем было произведено мертвыми животными, но мы еще не обнаружили ее.

Как это работает

Согласно ведущей теории, мертвые органические вещества материал накапливается на дне океанов, речных русел или болот, смешиваясь с грязью и песком. Со временем наверху накапливается еще больше отложений, и в результате тепло и давление превращают органический слой в темное воскообразное вещество, известное как кероген.

, молекулы керогена в конечном итоге трескаются, распадаясь на более короткие и легкие молекулы, состоящие почти исключительно из атомов углерода и водорода.В зависимости от того, насколько жидкая или газообразная эта смесь, она превратится либо в нефть, либо в природный газ.

Итак, сколько времени занимает этот процесс?

Ученые не совсем уверены, но полагают, что это, вероятно, порядка сотен тысяч лет.

«Это определенно не мгновенный процесс», - сказал Томас Live Science. «Скорость, с которой образуется нефть, не будет решением проблемы наших запасов нефти».

Последнее напоминание США о своей нефтяной зависимости произошло, когда ураганы Катрина и Рита обрушились на Мексиканский залив, где расположено большинство нефтяных платформ и нефтеперерабатывающих заводов страны.Многие аналитики прогнозировали, что цены на газ вырастут до 4-5 долларов за галлон, но опасения оказались преувеличенными. Многие сооружения получили лишь скользящие удары и вскоре после этого снова заработали.

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ОТЧЕТ «Не ограничиваясь нефтью»

Тем не менее, по данным Американской автомобильной ассоциации, средняя цена на обычный бензин по стране сейчас составляет около 2,94 доллара за галлон. В начале года это было 1,77 доллара.

Альтернативный источник

Идея о том, что нефть образуется из мертвого органического вещества, известна как «биогенная теория» образования нефти и была впервые предложена российским ученым почти 250 лет назад.

Однако в 1950-х годах несколько российских ученых начали подвергать сомнению эту традиционную точку зрения и вместо этого предположили, что нефть может образовываться естественным образом глубоко внутри Земли.

Согласно одной из гипотез, эта так называемая «абиогенная» нефть может просачиваться вверх через трещины, образованные ударами астероидов, с образованием подземных бассейнов. Некоторые геологи предлагают исследовать древние ударные кратеры в поисках нефти.

Абиогенные источники нефти обнаружены, но никогда в коммерчески прибыльных количествах.По словам Ларри Нэйшна из Американской ассоциации геологов-нефтяников, споры не касаются того, существуют ли естественные запасы нефти. Все дело в том, сколько они вносят в общие запасы Земли и сколько времени и усилий геологи должны посвятить их поиску.

Если окажется, что абиогенных источников нефти действительно много, это будет означать, что Земля содержит огромные запасы неиспользованной нефти, и, поскольку другие скалистые объекты сформированы из того же сырья, что и Земля, эта сырая нефть может существовать на других планетах или лунах в солнечная система, говорят ученые.

Для обоих процессов производства нефти, вероятно, потребуются тысячи лет. Даже если Земля действительно содержит гораздо больше нефти, чем думают в настоящее время, неизбежно, что однажды запасы нефти закончатся. Однако ученые резко расходятся во мнениях относительно того, когда это произойдет. И, по мнению некоторых, глобальный кризис может начаться, как только растущий спрос превысит предложение, что, по мнению некоторых аналитиков, может измеряться годами, а не десятилетиями.

.

Нефть | Национальное географическое общество

Миллионы лет назад водоросли и растения жили в мелководных морях. После смерти и погружения на морское дно органический материал смешался с другими отложениями и был захоронен. За миллионы лет под высоким давлением и высокой температурой останки этих организмов превратились в то, что мы сегодня знаем как ископаемое топливо. Уголь, природный газ и нефть - все это ископаемые виды топлива, которые образовались в одинаковых условиях.

Сегодня нефть находится в огромных подземных резервуарах, где находились древние моря.Нефтяные резервуары можно найти под землей или на дне океана. Их сырая нефть добывается гигантскими буровыми установками.

Сырая нефть обычно черного или темно-коричневого цвета, но также может быть желтоватой, красноватой, желто-коричневой или даже зеленоватой. Различия в цвете указывают на различный химический состав различных запасов сырой нефти. Например, нефть, в которой мало металлов или серы, обычно светлее (иногда почти прозрачна).

Нефть используется для производства бензина, важного продукта в нашей повседневной жизни.Он также обрабатывается и входит в состав тысяч различных предметов, включая шины, холодильники, спасательные жилеты и анестетики.

Когда нефтепродукты, такие как бензин, сжигаются для получения энергии, они выделяют токсичные газы и большое количество двуокиси углерода, парникового газа. Углерод помогает регулировать температуру атмосферы Земли, а добавление к естественному балансу за счет сжигания ископаемого топлива отрицательно влияет на наш климат.

Под поверхностью Земли и в битуминозных ямах, которые всплывают на поверхность, находятся огромные количества нефти.Нефть существует даже намного ниже самых глубоких скважин, которые разрабатываются для ее добычи.

Однако нефть, как уголь и природный газ, является невозобновляемым источником энергии. На его формирование потребовались миллионы лет, и когда его добывают и потребляют, у нас нет возможности заменить его.

Заканчиваются запасы нефти. В конце концов, мир достигнет «пика добычи нефти» или самого высокого уровня добычи. Некоторые эксперты прогнозируют, что пик добычи нефти может наступить уже в 2050 году. Поиск альтернатив нефти имеет решающее значение для глобального энергопотребления и является основной задачей многих отраслей.

Образование нефти

Геологические условия, которые в конечном итоге привели к образованию нефти, сформировались миллионы лет назад, когда растения, водоросли и планктон дрейфовали в океанах и мелководных морях. Эти организмы опустились на морское дно в конце своего жизненного цикла. Со временем они были погребены и раздавлены миллионами тонн отложений и даже большим количеством слоев растительного мусора.

В конце концов, древние моря высохли и остались сухие бассейны, называемые осадочными бассейнами.Глубоко под дном бассейна органический материал был сжат между мантией Земли с очень высокими температурами и миллионами тонн горных пород и отложений над ними. Кислород в этих условиях почти полностью отсутствовал, и органическое вещество начало превращаться в восковое вещество, называемое керогеном.

При повышении температуры, времени и давления кероген претерпел процесс, называемый катагенезом, и превратился в углеводороды. Углеводороды - это просто химические вещества, состоящие из водорода и углерода.Различные комбинации тепла и давления могут создавать разные формы углеводородов. Некоторые другие примеры - уголь, торф и природный газ.

Осадочные бассейны, где раньше лежало древнее морское дно, являются ключевыми источниками нефти. В Африке осадочный бассейн дельты Нигера покрывает сушу в Нигерии, Камеруне и Экваториальной Гвинее. Более 500 месторождений нефти были обнаружены в массивном бассейне дельты реки Нигер, и они составляют одно из самых продуктивных нефтяных месторождений в Африке.

Химический состав и классификация сырой нефти

Бензин, который мы используем для заправки наших автомобилей, синтетические ткани наших рюкзаков и обуви, а также тысячи различных полезных продуктов, изготовленных из нефти, имеют единообразные и надежные формы.Однако сырая нефть, из которой производятся эти предметы, не является ни однородной, ни однородной.

Химия
Сырая нефть состоит из углеводородов, которые в основном состоят из водорода (около 13% по весу) и углерода (около 85%). Другие элементы, такие как азот (около 0,5%), сера (0,5%), кислород (1%), и металлы, такие как железо, никель и медь (менее 0,1%), также могут быть смешаны с углеводородами в небольших количествах. .
Способ организации молекул в углеводородах является результатом первоначального состава водорослей, растений или планктона миллионы лет назад.Количество тепла и давления, которым подвергались растения, также вносит свой вклад в изменения, которые обнаруживаются в углеводородах и сырой нефти.

Из-за этого изменения сырая нефть, перекачиваемая из-под земли, может состоять из сотен различных нефтяных соединений. Легкие нефти могут содержать до 97% углеводородов, тогда как более тяжелые нефти и битумы могут содержать только 50% углеводородов и большее количество других элементов. Почти всегда необходимо очищать сырую нефть для получения полезных продуктов.

Классификация
Нефть классифицируется по трем основным категориям: географическое местоположение, где она была пробурена, содержание серы в ней и плотность в градусах API (показатель плотности).

Классификация: География
Нефть добывают во всем мире. Однако есть три основных источника сырой нефти, которые задают ориентиры для ранжирования и ценообразования других поставок нефти: Brent Crude, West Texas Intermediate и Дубай и Оман.

Brent Crude - это смесь, добываемая на 15 различных месторождениях нефти между Шотландией и Норвегией в Северном море.Эти месторождения поставляют нефть в большую часть Европы.

West Texas Intermediate (WTI) - более легкая нефть, которая добывается в основном в американском штате Техас. Он «сладкий» и «легкий» - считается очень качественным. WTI поставляет нефть в большую часть Северной Америки.

Дубайская сырая нефть, также известная как Фатех или Дубай-Оманская нефть, представляет собой легкую кислую нефть, которая добывается в Дубае, часть Объединенных Арабских Эмиратов. Соседняя страна Оман недавно начала добычу нефти. Нефть из Дубая и Омана используется в качестве ориентира для ценообразования на нефть Персидского залива, которая в основном экспортируется в Азию.

Справочная корзина ОПЕК - еще один важный источник нефти. ОПЕК - Организация стран-экспортеров нефти. Справочная корзина ОПЕК - это средняя цена на нефть из 12 стран-членов ОПЕК: Алжира, Анголы, Эквадора, Ирана, Ирака, Кувейта, Ливии, Нигерии, Катара, Саудовской Аравии, Объединенных Арабских Эмиратов и Венесуэлы.

Классификация: содержание серы
Сера считается «примесью» в нефти. Сера в сырой нефти может вызывать коррозию металла в процессе очистки и способствовать загрязнению воздуха.Нефть с содержанием серы более 0,5% называется «кислой», а нефть с содержанием серы менее 0,5% - «сладкой».

Сладкое масло обычно намного более ценно, чем кислое, потому что оно не требует такой очистки и менее вредно для окружающей среды.

Классификация: плотность по API
Американский институт нефти (API) - это торговая ассоциация предприятий нефтегазовой промышленности. API установил принятые системы стандартов для различных продуктов, связанных с нефтью и газом, таких как манометры, насосы и буровое оборудование.В API также установлено несколько единиц измерения. «Блок API», например, измеряет гамма-излучение в скважине (шахте, пробуренной в земле).

Плотность API

- это показатель плотности нефтяной жидкости по сравнению с водой. Если плотность нефтяной жидкости в градусах API больше 10, она «легкая» и плавает на поверхности воды. Если плотность в градусах API меньше 10, он «тяжелый» и тонет в воде.

Легкие нефтепродукты предпочтительны, потому что они имеют более высокий выход углеводородов.Более тяжелые масла содержат больше металлов и серы и требуют более тщательной очистки.

Нефтяные резервуары

Нефть находится в подземных карманах, называемых резервуарами. Глубоко под землей давление чрезвычайно велико. Нефть медленно просачивается к поверхности, где давление ниже. Он продолжает движение от высокого к низкому давлению, пока не встретит непроницаемый слой породы. Затем нефть собирается в резервуарах, которые могут находиться на глубине нескольких сотен метров от поверхности Земли.

Нефть может удерживаться с помощью структурных ловушек, которые образуются, когда массивные слои горных пород изгибаются или разрушаются (разрушаются) из-за движущихся массивов суши Земли. Нефть также может удерживаться стратиграфическими ловушками. Различные пласты или слои породы могут иметь разную пористость. Например, сырая нефть легко мигрирует через слой песчаника, но будет задерживаться под слоем сланца.

Геологи, химики и инженеры ищут геологические структуры, которые обычно задерживают нефть.Они используют процесс, называемый «сейсмическое отражение», для обнаружения подземных горных структур, которые могли удерживать сырую нефть. В процессе происходит небольшой взрыв. Звуковые волны проходят под землей, отскакивают от различных типов скал и возвращаются на поверхность. Датчики на земле интерпретируют возвращающиеся звуковые волны, чтобы определить геологическое строение подземелья и возможность залежи нефти.

Количество нефти в резервуаре измеряется в баррелях или тоннах.Бочка с маслом составляет около 42 галлонов. Это измерение обычно используется производителями нефти в США. Производители нефти в Европе и Азии обычно используют метрические тонны. В метрической тонне содержится от 6 до 8 баррелей нефти. Преобразование неточно, поскольку разные сорта масла весят разное количество в зависимости от количества примесей.

Сырая нефть часто встречается в коллекторах вместе с природным газом. Раньше природный газ либо сжигали, либо позволяли улетучиваться в атмосферу.Теперь была разработана технология улавливания природного газа и его закачки в скважину или его сжатия в сжиженный природный газ (СПГ). СПГ легко транспортируется и имеет универсальное применение.

Добыча нефти

В некоторых местах нефть поднимается на поверхность Земли пузырями. Например, в некоторых частях Саудовской Аравии и Ирака пористые породы позволяют нефти просачиваться на поверхность в небольших прудах. Однако большая часть нефти находится в подземных нефтяных резервуарах.

Общее количество нефти в пласте называется нефтеотдачей.Многие нефтяные жидкости, составляющие нефтеотдачу коллектора, не могут быть извлечены. Эти нефтяные жидкости могут быть слишком сложными, опасными или дорогими для бурения.

Часть геологической нефтеотдачи пласта, которая может быть извлечена и переработана, - это запасы нефти этого пласта. Решение об инвестировании в сложные буровые работы часто принимается на основании доказанных запасов нефти на участке.

Бурение может быть эксплуатационным, разведочным или направленным.

Бурение в районе, где уже обнаружены запасы нефти, называется эксплуатационным бурением.Прудхо-Бэй, Аляска, обладает крупнейшими запасами нефти в Соединенных Штатах. Эксплуатационное бурение в Прудхо-Бэй включает новые скважины и расширение технологий добычи.

Бурение при отсутствии известных запасов называется разведочным бурением. Разведочное бурение, также называемое «поисковым» бурением, - это рискованный бизнес с очень высокой частотой отказов. Однако потенциальные выгоды от добычи нефти побуждают многих «искателей» попробовать поисковое бурение. «Бриллиант» Гленн Маккарти, например, известен как «Король диких животных» из-за его успеха в обнаружении огромных запасов нефти недалеко от Хьюстона, штат Техас.В 1930-е годы Маккарти 38 раз ударил по нефти, заработав миллионы долларов.

Направленное бурение включает бурение вертикально до известного источника нефти с последующим поворотом бурового долота под углом для доступа к дополнительным ресурсам. Обвинения в наклонно-направленном бурении привели к первой войне в Персидском заливе в 1991 году. Ирак обвинил Кувейт в использовании методов наклонно-направленного бурения для добычи нефти из иракских нефтяных резервуаров недалеко от границы с Кувейтом. Впоследствии Ирак вторгся в Кувейт, что вызвало международное внимание и вмешательство.После войны граница между Ираком и Кувейтом была перекроена, и водохранилища теперь принадлежат Кувейту.

Нефтяные вышки

На суше нефть можно добывать с помощью устройства, называемого нефтяной вышкой или буровой установкой. На море нефть добывают с нефтяной платформы.

Первичная добыча
В большинстве современных скважин используется установка для пневматического роторного бурения, которая может работать 24 часа в сутки. В этом процессе двигатели приводят в действие буровую коронку. Сверло - это режущий инструмент, используемый для создания круглого отверстия.Буровые долота, используемые в установках воздушного роторного бурения, изготовлены из полой стали с вольфрамовыми стержнями, используемыми для резки породы. Нефтяные буровые коронки могут иметь диаметр 36 сантиметров (14 дюймов).

Когда буровое долото вращается и прорезает землю, небольшие куски породы отламываются. Мощный поток воздуха закачивается вниз по центру полого сверла и выходит через его нижнюю часть. Затем воздух устремляется обратно к поверхности, унося с собой крошечные глыбы камня. Геологи на месте могут изучить эти куски измельченной породы, чтобы определить различные пласты породы, с которыми сталкивается буровая установка.

Когда сеялка сталкивается с нефтью, часть нефти естественным образом поднимается с земли, перемещаясь из области высокого давления в область низкого давления. Этот немедленный выброс нефти может стать «фонтаном», стреляющим на десятки метров в воздух, что является одним из самых драматичных действий по добыче. Он также является одним из самых опасных, и элемент оборудования, называемый противовыбросовым превентором, перераспределяет давление, чтобы остановить такой фонтан.

Насосы используются для добычи нефти. Большинство буровых установок имеют два комплекта насосов: буровые насосы и откачивающие насосы.«Грязь» - это буровой раствор, используемый для создания скважин для добычи нефти и природного газа. Буровые насосы обеспечивают циркуляцию бурового раствора.

В нефтяной промышленности используется широкий спектр откачивающих насосов. Какой насос использовать, зависит от географии, качества и положения нефтяного резервуара. Например, погружные насосы погружаются непосредственно в жидкость. Газовый насос, также называемый пузырьковым насосом, использует сжатый воздух для выталкивания нефти на поверхность или в скважину.

Один из наиболее известных типов откачивающих насосов - это насосная головка, верхняя часть поршневого насоса.Pumpjacks прозвали «жаждущими птицами» или «кивающими ослами» за их контролируемое, регулярное движение вниз. Кривошип перемещает большую насосную домкрат в форме молотка вверх и вниз. Глубоко под поверхностью насосная домкрат перемещает полый поршень вверх и вниз, постоянно вынося нефть на поверхность или в колодец.

Успешные буровые площадки могут добывать нефть примерно 30 лет, хотя некоторые добывают еще много десятилетий.

Вторичная добыча
Даже после закачки подавляющая часть (до 90%) нефти может оставаться в плотно захваченном подземном резервуаре.Для извлечения этой нефти необходимы другие методы - процесс, называемый вторичным извлечением. Откачка лишнего масла была методом, использовавшимся в 1800-х и начале 20-го века, но он улавливал только более тонкие масляные компоненты и оставлял большие запасы тяжелой нефти.

Затопление обнаружено случайно. В 1870-х годах производители нефти в Пенсильвании заметили, что в заброшенных нефтяных скважинах накапливаются дождевая и грунтовые воды. Вес воды в скважинах вытеснил нефть из пластов в соседние скважины, увеличив их добычу.Вскоре производители нефти начали намеренно затоплять скважины, чтобы добыть больше нефти.

На сегодняшний день наиболее распространенным вторичным методом извлечения является использование газа. Во время этого процесса скважина намеренно пробуривается глубже, чем нефтяной пласт. Более глубокая скважина попадает в резервуар природного газа, и газ под высоким давлением поднимается вверх, вытесняя нефть из резервуара.

Нефтяные платформы

Бурение на море намного дороже, чем бурение на суше. Обычно здесь используются те же методы бурения, что и на суше, но для этого требуется массивная конструкция, способная выдержать огромную силу океанских волн в штормовом море.

Морские буровые платформы - одни из крупнейших искусственных сооружений в мире. Часто они включают в себя жилые помещения для людей, которые работают на платформе, а также причалы и вертолетную площадку для перевозки рабочих.

Платформа может быть либо привязана к дну океана и плавать, либо может представлять собой жесткую конструкцию, которая крепится к дну океана, моря или озера с помощью бетонных или стальных опор.

Платформа Hibernia, расположенная в 315 км (196 миль) от восточного побережья Канады в северной части Атлантического океана, является одной из крупнейших нефтяных платформ в мире.На платформе работают более 70 человек в трехнедельную смену. Платформа имеет высоту 111 метров (364 фута) и закреплена на дне океана. Для дополнительной устойчивости было добавлено около 450 000 тонн твердого балласта. Платформа может хранить до 1,3 миллиона баррелей нефти. Всего Hibernia весит 1,2 миллиона тонн! Однако платформа по-прежнему уязвима для сокрушительного веса и прочности айсбергов. Его края зазубрены и острые, чтобы выдерживать удары морского льда или айсбергов.

Нефтяные платформы могут вызвать огромные экологические катастрофы.Проблемы с буровым оборудованием могут вызвать взрыв нефти из скважины в океан. Ремонт колодца на глубине сотен метров ниже уровня океана - это чрезвычайно сложно, дорого и медленно. Миллионы баррелей нефти могут вылиться в океан до того, как скважина закроется.

Когда нефть разливается в океане, она плавает по воде и наносит ущерб популяции животных. Одно из самых разрушительных воздействий на птиц. Масло нарушает гидроизоляционные свойства перьев, и птицы не защищены от холодной воды океана.Тысячи людей могут умереть от переохлаждения. Разливы нефти также угрожают рыбе и морским млекопитающим. Темные тени от разливов нефти могут выглядеть как еда. Нефть может повредить внутренние органы животных и быть еще более токсичными для животных, находящихся на более высоких уровнях пищевой цепи. Этот процесс называется биоаккумуляцией.

В 2010 году взорвалась огромная нефтяная платформа в Мексиканском заливе, Deepwater Horizon . Это был крупнейший аварийный разлив нефти на море в истории. Одиннадцать рабочих платформы погибли, и более 4 миллионов баррелей нефти хлынули в Мексиканский залив.Ежедневно в океан текло более 40 000 баррелей. Под угрозой оказались восемь национальных парков, экономика сообществ вдоль побережья Мексиканского залива оказалась под угрозой из-за упадка туризма и рыболовства и гибели более 6000 животных.

От буровых установок до рифов
Морские нефтяные платформы также могут выступать в качестве искусственных рифов. Они обеспечивают поверхность (субстрат) для водорослей, кораллов, устриц и ракушек. Этот искусственный риф может привлекать рыбу и морских млекопитающих и создавать процветающую экосистему.

До 1980-х годов нефтяные платформы демонтировали и выносили из океанов, а металл продавали как металлолом. В 1986 году Национальная ассоциация морского рыболовства разработала программу «От буровых установок до рифов». Теперь нефтяные платформы либо опрокидываются (из-за подводного взрыва), либо удаляются и отбуксируются на новое место, либо частично разбираются. Это позволяет морской жизни продолжать процветать на искусственном рифе, который десятилетиями служил местом обитания.

Воздействие программы «Rigs to-Reefs» на окружающую среду все еще изучается.Оставленные под водой нефтяные платформы могут представлять опасность для судов и водолазов. Сети рыболовных судов застряли в платформах, и есть опасения по поводу правил безопасности заброшенных сооружений.

Экологи утверждают, что нефтяные компании должны нести ответственность за выполнение первоначально согласованного обязательства по восстановлению морского дна до его первоначального состояния. Оставляя платформы в океане, нефтяные компании освобождаются от выполнения этого соглашения, и есть опасения, что это может создать прецедент для других компаний, которые захотят утилизировать свой металл или оборудование в океанах.

Нефть и окружающая среда: битум и северный лес

Нефть не всегда нужно добывать глубоким бурением. Если он не встречает под землей каменистые препятствия, он может просочиться на поверхность и пузыриться над землей. Битум - это черная, очень липкая нефть, которая иногда поднимается на поверхность Земли.

В своем естественном состоянии битум обычно смешан с «нефтеносными песками» или «битуминозными песками», что делает его чрезвычайно трудным для добычи и является нетрадиционным источником нефти.Только около 20% мировых запасов битума находятся над землей и могут быть добыты на поверхности.

К сожалению, поскольку битум содержит большое количество серы и тяжелых металлов, его извлечение и рафинирование является дорогостоящим и вредным для окружающей среды. Производство битума в полезные продукты приводит к выбросам углерода на 12% больше, чем при переработке обычной нефти.

Битум - это консистенция холодной патоки, и в скважину нужно закачивать мощный горячий пар, чтобы расплавить битум и извлечь его.Затем большое количество воды используется для отделения битума от песка и глины. Этот процесс истощает близлежащие источники воды. Выпуск очищенной воды обратно в окружающую среду может еще больше загрязнить оставшуюся воду.

Переработка битума из битуминозных песков также сложная и дорогостоящая процедура. Для производства одного барреля нефти требуется две тонны нефтеносных песков.

Однако мы зависим от битума из-за его уникальных свойств: около 85% добытого битума используется для производства асфальта для мощения и ремонта наших дорог.Небольшой процент используется для кровли и других изделий.

Запасы битума
Большая часть мировых битуминозных песков находится в восточной части Альберты, Канада, в нефтеносных песках Атабаски. Другие крупные запасы находятся в Северо-Каспийском бассейне Казахстана и Сибири, Россия.

Нефтяные пески Атабаски - четвертые по величине запасы нефти в мире. К сожалению, запасы битума находятся под частью бореального леса, также называемого тайгой. Это делает добычу трудной и экологически опасной.

Тайга окружает Северное полушарие чуть ниже замерзшей тундры, охватывая более 5 миллионов квадратных километров (2 миллиона квадратных миль), в основном в Канаде, России и Скандинавии. На его долю приходится почти треть всех лесных угодий на планете.

Тайгу иногда называют «легкими планеты», потому что она ежедневно фильтрует тонны воды и кислорода через листья и иголки своих деревьев. Каждую весну северный лес выбрасывает в атмосферу огромное количество кислорода и сохраняет наш воздух чистым.Это дом для мозаики растений и животных, все из которых зависят от зрелых деревьев, мхов и лишайников северного биома.

По оценкам, открытые рудники занимают лишь 0,2% бореальных лесов Канады. Около 80% нефтеносных песков Канады можно получить путем бурения, а 20% - путем открытых горных работ.

Переработка нефти

Переработка нефти - это процесс преобразования сырой нефти или битума в более полезные продукты, такие как топливо или асфальт.

Сырая нефть выходит из-под земли с примесями, от серы до песка.Эти компоненты необходимо разделить. Это осуществляется путем нагревания сырой нефти в дистилляционной башне, в которой установлены тарелки и разные температуры. Нефтяные углеводороды и металлы имеют разные температуры кипения, и когда масло нагревается, пары от различных элементов поднимаются на разные уровни башни, прежде чем снова конденсироваться в жидкость на многоярусных тарелках.

Пропан, керосин и другие компоненты конденсируются на разных ярусах башни и могут собираться индивидуально.Их транспортируют по трубопроводам, океанским судам и грузовикам в разные места для непосредственного использования или дальнейшей обработки.

Нефтяная промышленность

Нефть не всегда добывалась, очищалась и использовалась миллионами людей, как сегодня. Однако он всегда был важной частью многих культур.

Самые первые известные нефтяные скважины были пробурены в Китае еще в 350 году нашей эры. Скважины были пробурены на глубину почти 244 метра (800 футов) с использованием прочных бамбуковых долот.Нефть добывалась и транспортировалась по бамбуковым трубопроводам. Его сжигали как отопительное топливо и как промышленный компонент. Китайские инженеры сжигали нефть, чтобы испарить рассол и получить соль.

На западном побережье Северной Америки коренные жители использовали битум в качестве клея для изготовления водонепроницаемых каноэ и корзин, а также в качестве связующего для создания церемониальных украшений и инструментов.

К 7 веку японские инженеры обнаружили, что нефть можно сжигать для получения света. Позже персидский алхимик в IX веке перегонял масло в керосин.В течение 1800-х годов нефть постепенно вытеснила китовый жир в керосиновых лампах, что привело к радикальному сокращению охоты на китов.

Современная нефтяная промышленность возникла в 1850-х годах. Первая скважина была пробурена в Польше в 1853 году, и технология распространилась на другие страны и была усовершенствована.

Промышленная революция открыла новые широкие возможности для использования нефти. Машины, приводимые в движение паровыми двигателями, быстро стали слишком медленными, мелкими и дорогими. Спросом пользовалось топливо на нефтяной основе.Изобретение серийного автомобиля в начале 20 века еще больше увеличило спрос на нефть.

Добыча нефти быстро выросла. В 1859 году в США было добыто 2000 баррелей нефти. К 1906 году это количество составляло 126 миллионов баррелей в год. Сегодня США ежегодно добывают около 6,8 миллиарда баррелей нефти.

По данным ОПЕК, ежедневно во всем мире добывается более 70 миллионов баррелей. Это почти 49 000 баррелей в минуту.

Хотя это кажется невероятно большим количеством, использование нефти распространилось почти на все сферы жизни.Нефть во многих отношениях облегчает нашу жизнь. Во многих странах, включая США, нефтяная промышленность предоставляет миллионы рабочих мест - от геодезистов и рабочих платформ до геологов и инженеров.

Соединенные Штаты потребляют больше нефти, чем любая другая страна. В 2011 году США ежедневно потребляли более 19 миллионов баррелей нефти. Это больше, чем весь объем нефти, потребляемой в Латинской Америке (8,5 миллиона), Восточной Европе и Евразии (5,5 миллиона) вместе взятых.

Нефть входит в состав тысяч предметов повседневного обихода.Бензин, который нам нужен для транспортировки в школу, на работу или на каникулы, производится из сырой нефти. Из барреля нефти производится около 72 литров (19 галлонов) бензина, и люди во всем мире используют его для приведения в движение автомобилей, лодок, самолетов и скутеров.

Дизельные генераторы используются во многих удаленных домах, школах и больницах. Во время чрезвычайных ситуаций, когда электросеть отключается, дизельные генераторы спасают жизни, обеспечивая электричеством больницы, жилые комплексы, школы и другие здания, которые в противном случае были бы холодными и «в темноте».”

Нефть также используется в жидких продуктах, таких как лак для ногтей, медицинский спирт и аммиак. Нефть содержится в различных предметах для отдыха, таких как доски для серфинга, футбольные и баскетбольные мячи, велосипедные шины, сумки для гольфа, палатки, фотоаппараты и рыболовные приманки.

Нефть также содержится в более важных предметах, таких как протезы, водопроводные трубы и витаминные капсулы. В наших домах мы окружены продуктами, содержащими нефть, и зависим от них. Краска для дома, мешки для мусора, кровля, обувь, телефоны, бигуди и даже мелки содержат очищенную нефть.

углеродный цикл

Существует серьезные недостатки по добыче ископаемых видов топлива, а также извлечение нефти является спорной промышленностью.

Углерод, важный элемент на Земле, составляет около 85% углеводородов нефти. Углерод постоянно колеблется между водой, сушей и атмосферой.

Углерод поглощается растениями и является частью каждого живого организма при движении по пищевой сети. Углерод естественным образом выделяется из-за вулканов, эрозии почвы и испарения.Когда углерод выбрасывается в атмосферу, он поглощает и сохраняет тепло, регулируя температуру Земли и делая нашу планету пригодной для жизни.

Не весь углерод на Земле участвует в углеродном цикле над землей. Его огромные количества улавливаются или хранятся под землей в виде ископаемого топлива и в почве. Этот секвестрированный углерод необходим, потому что он поддерживает баланс «углеродного бюджета» Земли.

Однако этот бюджет выходит из равновесия. После промышленной революции ископаемое топливо активно добывалось и сжигалось для получения энергии или топлива.Это высвобождает углерод, который был изолирован под землей, и нарушает углеродный бюджет. Это влияет на качество воздуха, воды и климата в целом.

Тайга, например, поглощает огромное количество углерода своими деревьями и под лесной подстилкой. При бурении в поисках природных ресурсов высвобождается не только углерод, хранящийся в ископаемом топливе, но и углерод, хранящийся в самом лесу.

Горючий бензин, производимый из нефти, особенно вреден для окружающей среды.Каждые 3,8 литра (1 галлон) не содержащего этанола газа, сжигаемого в двигателе автомобиля, выделяют в окружающую среду около 9 кг (20 фунтов) диоксида углерода. (Бензин, наполненный 10% этанолом, выделяет около 8 кг (17 фунтов).) Дизельное топливо выделяет около 10 кг (22 фунта) диоксида углерода, а биодизель (дизельное топливо с 10% биотоплива) выделяет около 9 кг (20 фунтов).

Бензин и дизельное топливо также напрямую загрязняют атмосферу. Они выделяют токсичные соединения и твердые частицы, включая формальдегид и бензол.

Люди и нефть

Нефть - важнейший компонент современной цивилизации. В развивающихся странах доступ к недорогой энергии может расширить возможности граждан и привести к повышению качества жизни. Нефть служит топливом для транспорта, входит в состав многих химикатов и лекарств и используется для изготовления таких важнейших предметов, как сердечные клапаны, контактные линзы и бинты. Запасы нефти привлекают внешние инвестиции и имеют важное значение для улучшения экономики страны в целом.

Однако доступ развивающейся страны к нефти может также повлиять на властные отношения между правительством и его народом.В некоторых странах доступ к нефти может привести к тому, что правительство станет менее демократичным - ситуация, получившая название «нефтяной диктатуры». Россию, Нигерию и Иран обвиняют в нефтеавторитарных режимах.

Peak Oil
Нефть - невозобновляемый ресурс, и мировых запасов нефти не всегда будет достаточно для удовлетворения мирового спроса на нефть. Пик нефти - это момент, когда нефтяная промышленность добывает максимально возможное количество нефти. После пика добычи нефти будет только уменьшаться.После пика добычи произойдет спад добычи и рост затрат на оставшиеся поставки.

При измерении пиковой нефти используется отношение запасов к добыче (RPR). Этот коэффициент сравнивает количество доказанных запасов нефти с текущим уровнем добычи. Отношение запасов к добыче выражается в годах. RPR различается для каждой нефтяной вышки и каждого нефтедобывающего района. В нефтедобывающих регионах, которые также являются основными потребителями нефти, RPR ниже, чем в нефтедобывающих регионах с низким уровнем потребления.

Согласно одному отраслевому отчету, в США RPR составляет около девяти лет. У богатой нефтью развивающейся страны Ирана, где уровень потребления намного ниже, показатель RPR составляет более 80 лет.

Невозможно узнать точный год пика добычи нефти. Некоторые геологи утверждают, что это уже прошло, в то время как другие утверждают, что технология добычи задержит пик добычи нефти на десятилетия. По оценкам многих геологов, пик добычи нефти может быть достигнут в течение 20 лет.

Альтернативы нефти

Отдельные лица, отрасли и организации все больше обеспокоены пиковыми ценами на нефть и экологическими последствиями добычи нефти.В некоторых областях разрабатываются альтернативы нефти, и правительства и организации поощряют граждан изменить свои привычки, чтобы мы не полагались так сильно на нефть.

Биоасфальты, например, представляют собой асфальты, полученные из возобновляемых источников, таких как патока, сахар, кукуруза, картофельный крахмал или даже побочные продукты нефтяных процессов. Хотя они представляют собой нетоксичную альтернативу битуму, биоасфальты требуют больших урожаев, что создает нагрузку на сельскохозяйственную промышленность.

Водоросли также являются потенциально огромным источником энергии.Масло водорослей (так называемое «зеленое сырье») можно превратить в биотопливо. Водоросли растут очень быстро и занимают лишь часть места, используемого другим сырьем для биотоплива. Около 38 849 квадратных километров (15 000 квадратных миль) водорослей - менее половины площади американского штата Мэн - обеспечат достаточно биотоплива, чтобы полностью восполнить потребности США в нефти. Водоросли поглощают загрязнения, выделяют кислород и не требуют пресной воды.

Швеция сделала своей приоритетной задачей радикальное снижение своей зависимости от нефти и других видов ископаемого топлива к 2020 году.Эксперты в области сельского хозяйства, науки, промышленности, лесного хозяйства и энергетики объединились для разработки источников устойчивой энергии, включая геотермальные тепловые насосы, ветряные фермы, энергию волн и солнечную энергию, а также домашнее биотопливо для гибридных автомобилей. Изменения в привычках общества, такие как увеличение количества общественного транспорта и видеоконференцсвязи для предприятий, также являются частью плана по сокращению использования нефти.

.

Смотрите также

Сделать заказ

Пожалуйста, введите Ваше имя
Пожалуйста, введите Ваш номер телефона
Пожалуйста, введите Ваше сообщение