Нефть происхождение свойства применение способы добычи. Основные физические свойства нефти

Переработка нефти - сложный многоступенчатый технологический процесс, результатом которого является широкий ассортимент товарных продуктов, отличающихся строением, физико-химическими свойствами, составом и областями применения; на нефтеперерабатывающих заводах после предварительной очистки от механических примесей, обессоливания и обезвоживания нефть поступает на переработку; по одному из вариантов:

• 1) по топливному варианту нефть поступает на атмосферновакуумную перегонку, где после многократной конденсации и испарения на тарелках ректификационной колонны происходит разделение нефти на фракции, после ректификации светлые продукты по-фракционно направляются на гидроочистку или каталитический риформинг, а вакуумный газойль и гудрон - на крекинг; выход светлых нефтепродуктов составляет 85% и выше в зависимости от состава перерабатываемой нефти;
• 2) по масляному варианту после отбора светлых нефтепродуктов, оставшийся после ректификации мазут направляют на глубокую вакуумную перегонку с температурами 350-500оС, где выделяют масляные дистилляты, которые подвергают комплексной очистке и используют для получения товарных масел; по м.в. получают также ряд ценных продуктов для нефтяного синтеза, строительной и химической отраслей промышленности.

Вырабатываемые на нефтеперерабатывающих заводах продукты подразделяют на следующие группы, различающиеся по составу, свойствам и областям применения:

• 1) Асфальт
• 2) Дизельное топливо
• 3) Мазут
• 4) Бензин
• 5) Керосин
• 6) Сжиженный нефтяной газ (СНГ)
• 7) Нефтяные масла
• 8) Парафин
• 9) Смазочные материалы

Асфамльт (от греч. Ьуцблфпт -- горная смола) -- смесь битумов (60-75 % в природном и 13-60 % в искусственном) с минеральными материалами (щебень или гравий, песок и минеральный порошок). Применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах, как кровельный, гидро- и электроизоляционный материал, для приготовления замазок, клеев, лаков и др. Асфальт может быть природного и искусственного происхождения. Часто словом асфальт называют асфальтобетон -- искусственный каменный материал, который получается в результате уплотнения асфальтобетонных смесей. Классический асфальтобетон состоит из щебня, песка, минерального порошка (филера) и битумного вяжущего (битум, полимерно-битумное вяжущее; ранее использовался дёготь, однако, являясь крайне неэкологичным, он в настоящее время не применяется).

Искусственный асфальт

Искусственный асфальт или асфальтобетонная смесь -- это строительный материал в виде уплотнённой смеси щебня, песка, минерального порошка и битума. Различают горячий, содержащий вязкий битум, укладываемый и уплотняемый при температуре не ниже 120 °C; тёплый -- с мало-вязким битумом и температурой уплотнения 40-80 °C; холодный -- с жидким битумом, уплотняемый при температуре окружающего воздуха, но не ниже 10 °C. Асфальтобетон применяют для покрытий дорог, аэродромов, площадок и пр.

Димзельное томпливо (соляровое масло, солярка) -- жидкий продукт, использующийся как топливо в дизельном двигателе внутреннего сгорания, а также -- и в газодизелях. Обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти.

Применение: Основные потребители дизельного топлива -- железнодорожный транспорт, грузовой автотранспорт, водный транспорт и сельскохозяйственная техника. Кроме дизельных и газодизельных двигателей, остаточное дизельное топливо (соляровое масло) зачастую используется в качестве котельного топлива, для пропитывания кож, в смазочно-охлаждающих средствах при механической и закалочных жидкостях при термической обработке металлов.

Основные характеристики топлива: Различают дистиллятное маловязкое -- для быстроходных, и высоковязкое, остаточное, для тихоходных (тракторных, судовых, стационарных и др.) двигателей. Дистиллятное состоит из гидроочищенных керосино-газойлевых фракций прямой перегонки и до 1/5 из газойлей каткрекинга и коксования. Вязкое топливо для тихоходных двигателей является смесью мазутов с керосиново-газойлевыми фракциями. Теплота сгорания дизельного топлива в среднем составляет 42624 кДж/кг (10180 ккал/кг).

Физические свойства: Летнее дизельное топливо: Плотность: не более 860 кг/мі. Температура вспышки: 62 °C. Температура застывания: ?5 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180--360 градусов Цельсия. Рост температуры конца выкипания приводит к усиленному закоксовыванию форсунок и дымности.

Зимнее дизельное топливо: Плотность: не более 840 кг/мі. Температура вспышки: 40 °C. Температура застывания: ?35 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180--340 °C. Так же зимнее дизельное топливо получается из летнего дизельного топлива добавление депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания топлива, однако слабо меняет температуру предельной фильтруемости. Кустарным способом в летнее дизельное топливо добавляют до 20 % керосина ТС-1 или КО, при этом эксплуатационные свойства практически не меняются.

Арктическое дизельное топливо: Плотность: не более 830 кг/мі. Температура вспышки: 35 °C. Температура застывания: ?50 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180--330 градусов Цельсия. Пределы кипения арктического топлива примерно соответствуют пределам выкипания керосиновых фракций, поэтому данное топливо -- по сути утяжеленный керосин. Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число 35-40 и плохие смазывающие свойства (сильный износ ТНВД). Для устранения данных проблем в арктическое топливо добавляют цетаноповышающие присадки и минеральное моторное масло (лучше тепловозное или камазовское) для улучшения смазывающих свойств. Более дорогой способ получения арктического дизельного топлива -- депарафинизация летнего дизельного топлива.

Мазумт (возможно, от арабского мазхулат -- отбросы), жидкий продукт темно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до 350--360°С. Мазут это смесь углеводородов (с молекулярной массой от 400 до 1000 г/моль), нефтяных смол (с молекулярной массой 500--3000 и более г/моль), асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы (V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca). Физико-химические свойства мазута зависят от химического состава исходной нефти и степени отгона дистиллятных фракций и характеризуются следующими данными: вязкость 8--80 ммІ/с (при 100 °C), плотность 0,89--1 г/смі (при 20 °C), температура застывания 10--40°С, содержание серы 0,5--3,5 %, золы до 0,3 %, низшая теплота сгорания 39,4--40,7 МДж/моль

Мазуты применяются в качестве топлива для паровых котлов, котельных установок и промышленных печей (см. Котельные топлива), для производства флотского мазута, тяжелого моторного топлива для крейцкопфных дизелей. Выход мазута составляет около 50 % по массе в расчете на исходную нефть. В связи с необходимостью углубления ее дальнейшей переработки мазут во все большем масштабе подвергают дальнейшей переработке, отгоняя под вакуумом дистилляты выкипающие в пределах 350--420, 350--460, 350--500 и 420--500°С. Вакуумные дистилляты применяют как сырье для получения моторных топлив, в процессах каталитического крекинга, гидрокрекинга, и дистиллятных смазочных масел. Остаток вакуумной перегонки мазута используют для переработки на установках термического крекинга и коксования, в производстве остаточных смазочных масел и гудрона, затем перерабатываемого на битум. Основные потребители мазута -- промышленность и жилищно-коммунальное хозяйство.

Бензин -- смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C. Плотность около 0,75 г/смі. Теплотворная способность примерно 10500 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр). Горючая жидкость. Предназначен для применения в качестве топлива. Получается путём перегонки нефти, гидрокрекингом и, при необходимости дальнейшей ароматизации -- каталитическим крекингом и риформингом. Для специальных бензинов характерна дополнительная очистка от нежелательных компонентов и смешение с полезными добавками.

Применение: В конце 19 века бензин не находил лучшего применения, чем антисептическое средство (бензин продавался в аптеках) и топлива для примусов. Зачастую из нефти отгоняли только керосин, а все остальное, включая бензин, либо сжигали, либо просто выбрасывали. Однако с появлением двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто, бензин стал одним из главных продуктов нефтепереработки. Хотя по мере более широкого распространения дизельных двигателей на первый план выходит дизельное топливо вследствие более высокого КПД дизельных двигателей. Бензин применяется как топливо для карбюраторных и инжекторных двигателей, высокоимпульсное ракетное топливо (Синтин), при производстве парафина, как растворитель, как горючий материал, сырье для нефтехимии прямогонный бензин или бензин газовый стабильный (БГС).

Керосимн (англ. kerosene от греч. кзсьт -- воск) -- смеси углеводородов (от C12 до C15), выкипающие в интервале температур 150-250 °С, прозрачная, слегка маслянистая на ощупь, горючая жидкость, получаемая путём перегонки или ректификации нефти.

Свойства и состав: Плотность 0,78--0,85 г/смі (при 20 °C), вязкость 1,2 -- 4,5 мм2/с (при 20 °C), температура вспышки 28-72°С, теплота сгорания ок. 43 МДж/кг.

В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:

предельные алифатические углеводороды -- 20-60 %

нафтеновые 20-50 %

бициклические ароматические 5-25 %

непредельные -- до 2 %

примеси сернистых, азотистых или кислородных соединений.

Применение: Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов, в аппаратах для резки металлов, как растворитель (например для нанесения пестицидов), сырьё для нефтеперерабатывающей промышленности. Керосин может использоваться как заменитель зимнего и арктического дизтоплива для дизельных двигателей, однако необходимо добавить противоизносные и цетаноповышающие присадки цетановое число керосина около 40, ГОСТ требует не менее 45. Для многотопливных двигателей (на основе дизеля) возможно применение чистого керосина и даже бензина АИ-80. Допускается добавление до 20% керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики. А также применяется в народной медицине при ангине. Также керосин -- основное топливо для проведения фаершоу (огненных представлений), из-за хорошей впитываемости и относительно низкой температуры горения. Применяется так же для промывки механизмов, для удаления ржавчины.

Сжиженные углеводородные газы (СУГ) (англ. Liquefied petroleum gas (LPG)) -- смесь сжатых под давлением лёгких углеводородов с температурой кипения от?50 до 0 °C. Предназначены для применения в качестве топлива. Состав может существенно различаться, основные компоненты: пропан, пропилен, изобутан, изобутилен, н-бутан и бутилен.

Производится в основном из попутного нефтяного газа. Транспортируется и хранится в баллонах и газгольдерах. Применяется для приготовления пищи, кипячения воды, отопления, используется в зажигалках, в качестве топлива на автотранспорте.

Нефтяные (минеральные) масла -- жидкие смеси высококипящих углеводородов (температура кипения 300--600 °C), главным образом алкилнафтеновых и алкилароматических, получаемые переработкой нефти. По способу производства делятся на дистиллятные, остаточные и компаундированные, получаемые соответственно дистилляцией нефти, удалением нежелательных компонентов из гудронов, депарафинизации, гидрочисткой или смешением дистиллятных и остаточных. В последнее время получил распростанение метод преобразования исходного нефтяного сырья в более ценные продукты гидрокрекингом -- получаемые в таком производстве масла, при значительно более низкой себестоимости, приближаются по свойствам к синтетическим.

По областям применения делятся на смазочные масла, электроизоляционные масла, консервационные масла. Используются также в косметической промышленности.

Для придания необходимых свойств в нефтяные масла часто вводят присадки. На основе нефтяных масел получают пластичные и технологические смазки, специальные жидкости, например смазочно-охлаждающие жидкости, гидравлические и т. п.

Парафин -- воскоподобное вещество, смесь предельных углеводородов (алканов) состава от С18Н38 до С35Н72. Название происходит от лат. parum -- «мало» и athnis -- «сродный» из-за его низкой восприимчивости к большинству реагентов. tпл 40-65 °С; плотность 0,880-0,915 г/смі (15 °C). Получают главным образом из нефти.

Свойства: Применяют для приготовления парафинистой бумаги, пропитки древесины в спичечном и карандашном производствах, в составе садового вара, для аппретирования тканей, как изоляционный материал, химическое сырье и т. д. В медицине используется для парафинолечения. Парафины представляют собой смесь твёрдых углеводородов метанового ряда преимущественно нормального строения с 18-35 атомами углерода в молекуле и температурой плавления 45-65°С. В парафинах обычно содержится некоторое количество изопарафиновых углеводородов, а также углеводородов с ароматическим или нафтеновым ядром в молекуле.

Парафин -- вещество белого цвета кристаллического строения с молекулярной массой 300--450, в расплавленном состоянии обладает малой вязкостью. Величина и форма кристаллов парафина зависят от условий его выделения: из нефти парафин выделяется в виде мелких тонких кристаллов, а из нефтяных дистиллятов и дистиллятных рафинатов селективной очистки -- в виде крупных кристаллов. При быстром охлаждении выделяемые кристаллы мельче, чем при медленном. Парафины инертны к большинству химических реагентов. Они окисляются азотной кислотой, кислородом воздуха (при 140 °C) и некоторыми другими окислителями с образованием различных жирных кислот, аналогичных жирным кислотам, содержащимся в жирах растительного и животного происхождения. Синтетические жирные кислоты, получаемые окислением парафина, применяют вместо жиров растительного и животного происхождения в парфюмерной промышленности, при производстве смазок, моющих средств и других продуктов.

Парафины могут быть выделены также из других продуктов, напр., из озокерита. В зависимости от фракционного состава, температуры плавления и кристаллической структуры парафины разделяют на жидкие (температура tпл? 27 °C), твердые (tпл = 28 -- 70 °C) и микрокристаллические (tпл >60--80 °C) -- церезины. При одинаковой температуре топ. церезины отличаются от парафинов большей молекулярной массой, густотой и вязкостью. Церезины энергично реагируют с дымящей серной кислотой, с соляной кислотой, в то время как парафины реагируют с ними слабо. При перегонке нефти церезины концентрируются в осадке, а парафин перегоняется с дистиллятом. Церезины, которые концентрируются в остатке после перегонки мазута, представляют собою смесь циклоалканов и в меньшем количестве твердых аренов и алканов. Изоалканов в церезине сравнительно мало. По степени очистки парафины делят на гачи (петролатумы), которые содержат до 30 % (масс.) масел; неочищенные парафины (церезины) с содержанием масел до 6 % (масс.); очищенные и высокоочищенные парафины (церезины). В зависимости от глубины очистки они имеют белый цвет (высокоочищенные и очищенные марки) или слегка желтоватый и от светло-жёлтого к светло-коричневому (неочищенные парафины). Для парафина характерна пластинчатая или ленточная структура кристаллов. Очищенный парафин имеет плотность 881--905 кг/мі. Церезины представляют собой смесь углеводородов с количеством углеродных атомов в молекуле от 36 до 55 (от С36 к С55). Их извлекают из природного сырья (природного озокерита также остатков высокопарафинистых сортов нефти, получаемых при ее переработкке) и производят синтетически из окисла углерода и водорода. В отличие от парафинов, церезины имеют мелкокристаллическое строение. Температура плавления 65--88 °C, молекулярная масса 500--700. Парафины широко используют в электротехнической, пищевой (парафины глубокой очистки; t_плавл = 50--54 °C; содержание масел 0,5--2,3 % по массе), парфюмерной и других отраслях. На основе церезина изготавливают разные композиции в промышленности бытовой химии, вазелины; они используются также как загустители в производстве пластичных смазок, изоляционных материалов в электро- и радиотехнике и восковых смесей.

Неочищенные твёрдые парафины производят методами: 1) обезмасливания гачей и петролатумов -- побочных продуктов производства (депарафинизации) масел с применением растворителей (смеси кетона, бензола и толуола, дихлоретан), получая при этом неочищенные парафины (из гача) и церезины (из петролатума); 2) выделения и обезмасливания парафина из дистиллятов высокопарафинистых нефтей смесью кетона, бензола и толуола; 3) кристаллизации твердых парафинов без применения растворителей (путем охлаждения в кристаллизаторах и фильтропрессованияя). Неочищенные парафины после этого облагораживают (доочищают) с использованием кислотно-щелочного, адсорбционного (контактного или перколяционного) или гидрогенизационного доочищення (для удаления нестабильных веществ, которые окрашивают и имеют запах). Жидкие парафины выделяют из дизельных фракций депарафинизацей с использованием избирательных растворителей (смесь ацетона, бензола и толуола), карбамидной депарафинизации (в производстве низкозастывающего дизельного топлива) и адсорбции на молекулярных ситах (выделение жидких парафинов С10-С18 с помощью пористого синтетического цеолита).

Применение: свечи для освещения, смазка для трущихся деревянных деталей (направляющих выдвижных ящиков, пеналов и т. п.), в смеси с бензином -- антикоррозионное покрытие (огнеопасно!), в косметике для производства вазелина, парафины зарегистрированы в качестве пищевых добавок E905х.

Смамзочные материамлы -- твёрдые, пластичные, жидкие и газообразные вещества, используемые в узлах трения автомобильной техники, индустриальных машин и механизмов, а также в быту для снижения износа, вызваного трением.

Назначение и роль смазочных материалов (смазок и масел) в технике: Смазочные материалы широко применяются в современной технике, с целью уменьшения трения в движущихся механизмах (двигатели, подшипники, редукторы, и.т д), и с целью уменьшения трения при механической обработке конструкционных и других материалов на станках (точение, фрезерование, шлифование и т.д.). В зависимости от назначения и условий работы смазочных материалов (смазок), они бывают твёрдыми (графит, дисульфид молибдена, иодид кадмия, диселенид вольфрама, нитрид бора гексагональный и т.д.), полутвёрдыми, полужидкими (расплавленные металлы, солидолы, консталины и др), жидкими (автомобильные и другие машинные масла), газообразными (углекислый газ, азот, инертные газы).

Виды и типы смазочных материалов: В зависимости от характеристик материалов трущейся пары, для смазки могут быть использованы жидкие (например, минеральные, частично синтетические и синтетические масла) и твёрдые (фторопласт, графит, дисульфид молибдена) вещества.

По материалу основы смазки делятся на: 1) минеральные - в их основе лежат углеводороды, продукты переработки нефти 2) синтетические - получаются путем синтеза из органического и неорганического (например, силиконовые смазки) сырья

Классификация: Все жидкие смазочные материалы делятся на классы по вязкости (классификация SAE для моторных и трансмиссионных масел, классификация ISO VG (viscosity grade) для индустриальных масел), и на группы по уровню эксплуатационных свойств (классификации API, ACEA для моторных и трансмиссионных масел, классификация ISO для индустриальных масел.

По агрегатному состоянию делятся на: 1) твёрдые, 2) полутвёрдые, 3) полужидкие, 4) жидкие, 5) газообразные.

По назначению: 1) Моторные масла -- применяемые в двигателях внутреннего сгорания. 2) Трансмиссионные и редукторные масла -- применяемые в различных зубчатых передачах и коробках передач. 3)Гидравлические масла -- применяемые в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах. 4) Пищевые масла и жидкости -- применяемые в оборудовании для производства пищи и упаковки, где возможен риск загрязнения продукты смазывающим веществом. 5)Индустриальные масла (текстильные, для прокатных станов, закалочные, электроизоляционные, теплоносители и многие другие) -- применяемые в самых разнообразных машинах и механизмах с целью смазывания, консервации, уплотнения, охлаждения, выноса отходов обработки и др. 6) Электропроводящие смазки (пасты) - применяемые для защиты электрических контактов от коррозии и снижения переходного сопротивления контактов. Электропроводящие смазки изготавливаются консистентными. 7) Консистентные (пластичные) смазки -- применяемые в тех узлах, в которых конструктивно невозможно применение жидких смазочных материалов.

Образование

Одним из самых значимых полезных ископаемых является нефть. Это маслянистая жидкость черного цвета, которая относится к разряду горючих веществ. Цвет нефти может немного отличаться в зависимости от района, в котором ее добывают. Встречается желтый, коричневый, зеленый, вишневый и даже прозрачный вид этого ископаемого. Запах нефти также может отличаться в зависимости от химического состава, в который входят углеводороды и примеси других соединений. Это некоторые общие характеристики. А теперь немного о том, каково происхождение нефти.

В процессе ее изучения выяснилось, что образование этого вещества может длиться до 350 млн. лет. Это очень долгий процесс. Многие ученые придерживаются версии органического происхождения нефти. Это биогенная теория.

Ее смысл состоит в том, что в основе этого процесса лежат останки микроорганизмов, которые жили много миллионов лет назад. Средой их обитания считается вода, в основном мелководье. В результате гибели микроорганизмов происходило скапливание слоев с высоким содержанием органических веществ. Так как происхождение нефти — это долгий процесс, то со временем эти слои погружались вглубь земли. Там на них оказывали воздействие верхние слои, что вызывало повышение температуры. Биохимические процессы, происходящие при этом, на фоне отсутствия кислорода преобразовывали органические вещества в углеводороды.

Эти углеводороды находились в разном физическом состоянии. Одни были неподвижные и твердые. Другая их часть находилась в жидком или газообразном состоянии. В результате давления она продвигалась вверх сквозь горные породы, которые можно было преодолеть.

Как только углеводороды сталкивались с непроницаемыми пластами, движение заканчивалось. Таким образом, появлялось их массовое скопление. Это место становилось месторождением. Так выглядит органическое происхождение нефти.

Нефть известна людям еще с древности. Но изначально ее собирали исключительно с поверхности. Если потоки нефти не встречали особых подземных препятствий, то они пробивались наверх. В те времена ее использовали не так активно. Нефть добавляли в раствор в смесь для строительства зданий для лучшей герметизации. Также ее использовали в виде лекарственного средства для борьбы с кожными заболеваниями. В меньшей степени применение нефти осуществлялось в качестве топлива.

После изобретения керосиновой лампы спрос на горючее значительно вырос. Извлечение керосина из этого ископаемого было самым дешевым способом. Людей заинтересовало происхождение нефти. Так стала развиваться нефтедобывающая промышленность.

Первая нефтяная вышка была пробурена в Баку в 1847 году. Со временем он стал городом, где уже было несколько скважин.

Способы добычи нефти в те времена были ручными. Но осенью 1864 года произошел переход к механическому ударно-штанговому способу. При этом использовалась паровая машина для того, чтобы привести буровую станцию в действие.

Бурение нефтяных скважин положило начало для добычи этого полезного ископаемого более дешевым способом.

Вода, которая содержится в нефти, имеет большую плотность. Поэтому нефть располагается выше воды. А газ более легкий, чем нефть, поэтому он располагается выше нефти. При разработке скважин иногда в первую очередь появляется газ.

Нефть может находиться от нескольких десятков метров до 5 километров вглубь земной поверхности. В этом промежутке нефть и газ встречаются в разных пропорциях. Чем ниже уровень добычи, тем больше газа.

Те места, где залегает нефть, называют коллекторами.

Нефть является одним из важнейших полезных ископаемых. Ее значение трудно переоценить. От наличия нефти в природно-ресурсном комплексе государства зависит и его экономическая стабильность.

Комментарии

Похожие материалы

Бизнес
Железная руда, ее добыча и применение

Железная руда представляют собой особое минеральное образование, включающее железо, а также его соединения. Руду считают железной в том случае, если она содержит этот элемент в достаточных объемах для того, чтобы было…

Автомобили
Карбон пленка, ее структура и применение.

Думаю, многим известно, что такое карбон, — пленка, которая является композитным материалом. Она состоит из нитей углерода, переплетающихся между собой. Изготовленные слои крепятся смолами эпоксидными. Такое волокно к…

Бизнес
Виды песка, их характеристики, добыча и применение

Песок представляет собой осадочную горную породу и искусственный материал, который имеет в составе фракции горных пород. Довольно часто он состоит из минерального кварца, который представляет собой вещество, называемо…

Дом и семья
Кулирка — что за ткань? Ее особенности и применение

В силу того что это довольно новый вид ткани, многие задаются вопросом: кулирка — что за ткань, а какого она происхождения - растительного, животного или искусственного. Кулирка — это вид 100% хлопкового полотна…

Здоровье
Трава расторопша: ее свойства и применение, противопоказания, фото

Полезные свойства такого растения, как расторопша, или молочный чертополох, известны еще с древних веков. Первыми о них узнали греки и египтяне. Чтобы растение проявило свои полезные свойства, необходимо лишь подобрат…

Компьютеры
Двемерский слиток: способы добычи и применение

Двемерский слиток — лишь один из тысячи материалов, которые применяются в ремеслах огромной игры под названием "Скайрим". Всякий пользователь, который начал свое приключение в провинции суровых нордов обязательно долж…

Образование
Физико-химические свойства природного газа. Добыча и применение природного газа

Газообразное состояние вещества — самое распространенное по сравнению с другими агрегатными параметрами соединений. Ведь в этом состоянии находятся:звезды;межзвездное пространство;планеты…

Образование
Какой состав бронза имеет в процентном соотношении. Ее свойства и применение

Бронза — это сплав двух металлов. Он широко используется в разных сферах человеческой жизни: от автомобилестроения до дизайна интерьера.Из чего состоит бронза?Это медь, сплавленная с оловом. Такж…

Технологии
Бифилярная катушка — ее разновидности и применение

Бифилярная катушка — это такая электромагнитная катушка, у которой есть в наличии две параллельных, близко расположенных обмотки. Также могут использоваться и три провода, изолированных друг от друга — такое устройств…

Образование
Что такое вата? Ее изготовление и применение

Значение слова "вата" - это волокна, состоящие из различных материалов, которые прошли специальную обработку. Вата может быть как готовым продуктом, так и материалом для дальнейшей переработки. Имеется несколько…

Добыча и применение нефти

Бурный научно-технический прогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйства в XIX – XX вв. привели к резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть. Нефть начали добывать на берегу Евфрата за 6 – 4 тыс. лет до нашей эры. Использовалась она и в качестве лекарства. Древние египтяне использовали асфальт (окисленную нефть) для бальзамирования. Нефтяные битумы использовались для приготовления строительных растворов. Нефть входила в состав "греческого огня". В средние века нефть использовалась для освещения в ряде городов на Ближнем Востоке, Южной Италии и др. В начале XIX в. в России, а в середине XIX в. в Америке из нефти путем возгонки был получен керосин. Он использовался в лампах. До середины XIX в. нефть добывалась в небольших количествах из глубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность. Изобретение парового, а затем дизельного и бензинового двигателя привело к бурному развитию нефтедобывающей промышленности.

Нефть – это жидкая природная смесь разнообразных углеводородов с небольшим количеством других органических соединений; ценное полезное ископаемое, залегающее часто вместе с газообразными углеводородами; маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом, обычно коричневого цвета с зеленоватым или другим оттенком, иногда почти черная, очень редко бесцветная.

Нефть – это горная порода. Она относится к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что порода – это твердое вещество, из которого состоит земная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, и даже газообразные. Одно из важных свойств нефти – способность гореть.

Состав нефти

По составу нефть - сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы, главным образом жидких (в них растворены твердые и газообразные углеводороды). В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Нефть состоит главным образом из углерода – 79,5-87,5% и водорода – 11,0-14,5% от массы нефти. Кроме них в нефти присутствуют еще три элемента – сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5-8%. В незначительных концентрациях в нефти встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий. Их общее содержание не превышает 0,02-0,03% от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоит нефть. Кислород и азот находятся в нефти только в связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода.

В состав нефти входит около 425 углеводородных соединений. Главную часть нефти составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические. Наряду с углеводородами в нефти присутствуют химические соединения других классов. Обычно все эти классы объединяют в одну группу гетеросоединений (греч. "гетерос" – другой). В нефти также обнаружено более 380 сложных гетеросоединений, в которых к углеводородным ядрам присоединены такие элементы, как сера, азот и кислород. В нефти так же выделяют неуглеводородные соединения: асфальто-смолистую части, порфирины, серу и зольную часть. Кислород в нефти встречается в связанном состоянии также в составе нафтеновых кислот (около 6%) – CnH2n-1(COOH), фенолов (не более 1%) – C6H5OH, а также жирных кислот и их производных – C6H5O6(P). Содержание азота в нефти не превышает 1%, содержание смол может достигать 60% от массы нефти.

Образование нефти

В последние годы благодаря трудам главным образом геологов, химиков, биологов, физиков и исследователей других специальностей удалось выяснить основные закономерности в процессах нефтеобразования. В настоящее время установили, что нефть органического происхождения, т.е. она, как и уголь, возникла в результате преобразования органических веществ. Процесс образования нефти начался много миллионов лет назад вместе с развитием жизни и продолжается, по сей день. Нефть причислена к невозобновляющимся источникам энергии, человек не в силах создать новое месторождение нефти за короткий срок.

Нефть и горючий газ накапливаются в пористых породах, называемых коллекторами. Хорошим коллектором является пласт песчаника, заключенный среди непроницаемых пород, таких, как глины или глинистые сланцы, препятствующие утечке нефти и газа из природных резервуаров. Наиболее благоприятные условия для образования месторождений нефти и газа возникают в тех случаях, когда пласт песчаника изогнут в складку, обращенную сводом кверху. При этом верхняя часть такого купола бывает заполнена газом, ниже располагается нефть, а еще ниже - вода.

О том, как образовались месторождения нефти и горючего газа, ученые много спорят. Одни геологи - сторонники гипотезы неорганического происхождения - утверждают, что нефтяные и газовые месторождения образовались вследствие просачивания из глубин Земли углерода и водорода, их объединения в форме углеводородов и накопления в породах - коллекторах. Другие геологи, их большинство, полагают, что нефть, подобно углю, возникла из органической массы, погребенной на глубину под морские осадки, где из нее выделялись горючие жидкость и газ. Это органическая гипотеза происхождения нефти и горючего газа. Обе эти гипотезы объясняют часть фактов, но оставляют без ответа другую их часть.

По вопросу об исходном материале существовали разные мнения. Некоторые учёные полагали, что нефть возникла из жиров погибших животных (рыбы, планктон и др.), другие считали, что главную роль играли белки, третьи придавали большое значение углеводам. Теперь доказано, что нефть может образоваться из жиров, белков и углеводов, т.е. из всей суммы органических веществ. Нефть образуется под поверхностью земли в процессе разложения морских организмов. Останки крошечных микроорганизмов, которые жили в море и в меньшей степени тех, что жили на суше и были унесены в море волнами рек, растения, растущие на дне океана – все это перемешивается с песком и илом, покоящимися на дне океана. Такие места, богатые органическими составляющими, становятся нефтематеринской породой для образования сырой нефти.

Постепенно отложения становятся все толще и толще и под собственной тяжестью погружаются все глубже в морское дно. Когда новые пласты накапливаются сверху, давление на нижние слои возрастает в несколько тысяч раз, а температура поднимается на несколько сотен градусов, грязь и песок затвердевают и превращаются в глинистый сланец и песчаник, карбонатный осадок и остатки раковин образуют известняк, а останки мертвых организмов трансформируются в сырую нефть и природный газ.

Как только нефть формируется, она начинает двигаться вверх, ближе к поверхности земли, поскольку плотность нефти меньше плотности морской воды, которая наполняет трещины в породах, песках и скалах, образующих земную кору. Природный газ и сырая нефть просачиваются в микроскопические поры пластов, расположенных выше. Иногда случается так, что нефть попадает в непроницаемые слои отложений или в окружения толстого слоя скалистых пород, который не позволяет ей двигаться дальше. Нефть попадает в ловушку, так образуются нефтяные месторождения.

Добыча нефти

Добыча нефти ведется человечеством с древних времен. Сначала применялись примитивные способы: сбор нефти с поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, при помощи колодцев. Первый способ применялся еще в Мидии и Сирии, второй — в 15 веке в Италии. Но началом развития нефтяной промышленности принято считать время появления механического бурения скважин на нефть в 1859 году в США, и сейчас практически вся добываемая в мире нефть извлекается посредством буровых скважин. За сотню с лишним лет развития истощились одни месторождения, были открыты другие, повысилась эффективность добычи нефти, увеличилась нефтеотдача, т.е. полнота извлечения нефти из пласта. Но изменилась структура добычи топлива.

Главная машина для добычи нефти и газа - буровой станок. Первые буровые станки, появившиеся сотни лет назад, по существу, копировали рабочего с ломом. Только лом у этих первых станков был потяжелее и по форме напоминал скорее долото. Он так и назывался - буровое долото. Его подвешивали на канате, который то поднимали с помощью ворота, то опускали. Такие машины называются ударно-канатными.

Источники энергии – Нефтяные месторождения (Нефть)

Их можно встретить кое-где и сейчас, но это уже вчерашний день техники: очень уж медленно пробивают они отверстие в камне, очень много расходуют энергии зря.

Гораздо быстрее и выгоднее другой способ бурения - роторный, при котором скважина высверливается. К ажурной металлической четырехногой вышке высотой с десятиэтажный дом подвешена толстая стальная труба. Ее вращает специальное устройство - ротор. На нижнем конце трубы - бур. По мере того как скважина становится глубже, трубу удлиняют. Чтобы разрушенная порода не забила скважину, в нее насосом через трубу нагнетают глинистый раствор. Раствор промывает скважину, уносит из нее вверх по щели между трубой и стенами скважины разрушенную глину, песчаник, известняк. Одновременно плотная жидкость поддерживает стенки скважины, не давая им обрушиться.

Но и у роторного бурения есть свой недостаток. Чем глубже скважина, тем тяжелее работать двигателю ротора, тем медленнее идет бурение. Ведь одно дело вращать трубу длиной 5-10 м, когда бурение скважины только начинается, и совсем другое - крутить колонну труб длиной 500 м. А что делать, если глубина скважины достигает 1 км? 2 км? В 1922 г. советские инженеры М. А. Капелюшников, С. М. Волох и Н. А. Корнев впервые в мире построили машину для бурения скважин, в которой не нужно было вращать буровые трубы. Изобретатели поместили двигатель не наверху, а внизу, в самой скважине - рядом с буровым инструментом. Теперь всю мощность двигатель расходовал только на вращение самого бура. У этого станка и двигатель был необыкновенный. Советские инженеры заставили ту самую воду, которая раньше только вымывала из скважины разрушенную породу, вращать бур. Теперь, прежде чем достигнуть дна скважины, глинистый раствор вращал маленькую турбину, прикрепленную к самому буровому инструменту.

Новый станок назвали турбобуром, со временем его усовершенствовали, и теперь в скважину опускают несколько турбин, насаженных на один вал. Понятно, что мощность такой "многотурбинной" машины во много раз больше и бурение идет во много раз быстрее. Другая замечательная буровая машина - электробур, изобретенный инженерами А. П. Островским и Н. В. Александровым. Первые нефтяные скважины пробурили электробуром в 1940 г. У этой машины колонна труб тоже не вращается, работает только сам буровой инструмент. Но вращает его не водяная турбина, а электрический двигатель, помещенный в стальную рубашку - кожух, заполненный маслом. Масло все время находится под высоким давлением, поэтому окружающая вода не может проникнуть в двигатель. Чтобы мощный двигатель мог поместиться в узкой нефтяной скважине, пришлось делать его очень высоким, и двигатель получился похожим на столб: диаметр у него, как у блюдца, а высота-6-7 м.

Бурение - основная работа при добыче нефти и газа. В отличие, скажем, от угля или железной руды нефть и газ не нужно отделять от окружающего массива машинами или взрывчаткой, не нужно поднимать на поверхность земли конвейером или в вагонетках. Как только скважина достигла нефтеносного пласта, нефть, сжатая в недрах давлением газов и подземных вод, сама с силой устремляется вверх. По мере того как нефть изливается на поверхность, давление уменьшается, и оставшаяся в недрах нефть перестает течь вверх. Тогда через специально пробуренные вокруг нефтяного месторождения скважины начинают нагнетать воду. Вода давит на нефть и выдавливает ее на поверхность по вновь ожившей скважине. А затем наступает время, когда только вода уже не может помочь. Тогда в нефтяную скважину опускают насос и начинают выкачивать из нее нефть.

Переработка нефти

Алкилирование появилось в 1930 г. В процессе алкилляции маленькие молекулы, полученные методом термического растрескивания, переорганизовываются под действием катализатора. В результате чего образуются молекулы с разветвленной цепью в зоне кипения бензина, обладающие более высокими показателями, например повышенной антидетонационной способность, такой способностью обладает горючее, обеспечивающее работу двигателей современного самолета.

Крекинг. Крекингом называется процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле. Выход бензина из нефти можно значительно увеличить (до 65-70 %) путем расщепления углеводородов с длинной цепью, содержащихся, например, в мазуте, на углеводороды с меньшей относительной молекулярной массой. Такой процесс называется крекингом (от англ. Crack- расщеплять). Крекинг изобрел русский инженер В. Г. Шухов в 1891 г. В 1913 г изобретение Шухова начали применять в Америке. В настоящее время в США 65% всех бензинов получается на крекинг — заводах. На крекинг-заводах углеводороды не перегоняются, а расщепляются. Процесс ведётся при более высоких температурах (до 600о), часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие.

Мазут густ и тяжёл, его удельный вес близок к единице. Это потому, что он состоит из сложных и крупных молекул углеводородов. Когда мазут подвергается крекингу, часть составляющих его углеводородов раздробляется на более мелкие. А из мелких углеводородов как раз и составляются лёгкие нефтяные продукты — бензин, керосин. Мазут – остаток первичной перегонки. На крекинг-заводе он снова подвергается переработке, и из него, так же как из нефти на заводе первичной перегонки, получают бензин, лигроин керосин. При первичной перегонки нефть подвергается только физическим изменениям. От неё отгоняются лёгкие фракции, т. е. отбираются части её, кипящие при низких температурах и состоящие из разных по величине углеводородов. Сами углеводороды остаются при этом неизменёнными.

При крекинге нефть подвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг-заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы. Одним из таких катализаторов является специально обработанная глина. Эта глина в мелком раздробленном состоянии – в виде пыли – вводится в аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся в парообразном и газообразном состоянии, соединяются с пылинками глины и раздробляются на их поверхности. Такой крекинг называется крекингом с пылевидным катализатором. Этот вид крекинга теперь широко распространяется. Катализатор потом отделяется от углеводородов. Углеводороды идут своим путём на ректификацию и в холодильники, а катализатор – в свои резервуары, где его свойства восстанавливаются. Катализаторы – крупнейшее достижение нефтепереработки. На крекинг-установках всех систем получают бензин, лигроин, керосин, соляр и мазут. Главное внимание уделяют бензину. Его стараются получить больше и обязательно лучшего качества. Каталитический крекинг появился именно в результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышение качества бензина.

Риформинг – (от англ. Reforming – переделывать, улучшать) промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов. При этом молекулы углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются. Сырьем служит бензинолигроиновая фракция нефти. С 40-х годов риформинг – каталитический процесс, научные основы которого разработаны Н. Д. Зелинским, а также В. И. Каржевым, Б. Л. Молдавским. Впервые этот процесс был осуществлен в 1940 г в США. Его проводят в промышленной установке, имеющей нагревательную печь и не менее 3-4 реакторов при t 350-520 0 С, в присутствии различных катализаторов: платиновых и полиметаллических, содержащих платину, рений, иридий, германий и др. во избежание дезактивации катализатора продуктом уплотнения коксом, риформинг осуществляется под высоким давлением водорода, который циркулирует через нагревательную печь и реакторы. В результате риформинга бензиновых фракций нефти получают 80-85 % бензин с октановым числом 90-95, 1-2% водорода и остальное количество газообразных углеводородов. Из трубчатой печи под давлением нефть подается в реакционную камеру, где и находится катализатор, отсюда она идет в ректификационную колонну, где разделяется на продукты. Большое значение имеет риформинг для производства ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола и др.). Ранее основным источником получения этих углеводородов была коксовая промышленность.

Использование нефти

Из нефти выделяют разнообразные продукты, имеющие большое практическое значение. В начале от нее отделяют растворенные углеводороды (преимущественно метан). После отгонки летучих углеводородов нефть нагревают. Первыми переходят в газообразное состояние и отгоняются углеводороды с небольшим числом атомов углерода в молекуле, имеющие относительно низкую температуру кипения. С повышением температуры смеси перегоняются углеводороды с более высокой температурой кипения. Таким образом, можно собрать отдельные смеси (фракции) нефти. Чаще всего при такой перегонке получают три основные фракции, которые затем подвергаются дальнейшему разделению.

В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов. Основными группами являются жидкое топливо, газообразное топливо, твердое топливо (нефтяной кокс), смазочные и специальные масла, парафины и церезины, битумы, ароматические соединения, сажа, ацетилен, этилен, нефтяные кислоты и их соли, высшие спирты. Эти продукты включают горючие газы, бензин, растворители, керосин, газойль, бытовое топливо, широкий состав смазочных масел, мазут, дорожный битум и асфальт; сюда относятся также парафин, вазелин, медицинские и различные инсектицидные масла.

Масла из нефти используются как мази и кремы, а также в производстве взрывчатых веществ, медикаментов, чистящих средств, наибольшее применение продукты переработки нефти находят в топливно-энергетической отрасли. Например, мазут обладает почти в полтора раза более высокой теплотой сгорания по сравнению с лучшими углями. Он занимает мало места при сгорании и не дает твердых остатков при горении. Замена твердых видов топлива мазутом на ТЭС, заводах и на железнодорожном и водном транспорте дает огромную экономию средств, способствует быстрому развитию основных отраслей промышленности и транспорта.

Энергетическое направление в использовании нефти до сих пор остается главным во всем мире. Доля нефти в мировом энергобалансе составляет более 46%. Однако в последние годы продукты переработки нефти все шире используются как сырье для химической промышленности. Около 8% добываемой нефти потребляются в качестве сырья для современной химии. Например, этиловый спирт применяется примерно в 150 отраслях производства. В химической промышленности применяются формальдегид (HCHO), пластмассы, синтетические волокна, синтетический каучук, аммиак, этиловый спирт и т.д. Продукты переработки нефти применяются и в сельском хозяйстве. Здесь используются стимуляторы роста, протравители семян, ядохимикаты, азотные удобрения, мочевина, пленки для парников и т.д. В машиностроении и металлургии применяются универсальные клеи, детали и части аппаратов из пластмасс, смазочные масла и др.

Широкое применение нашел нефтяной кокс, как анодная масса при электровыплавке. Прессованная сажа идет на огнестойкие обкладки в печах. В пищевой промышленности применяются полиэтиленовые упаковки, пищевые кислоты, консервирующие средства, парафин, производятся белково-витаминные концентраты, исходным сырьем, для которых служат метиловый и этиловый спирты и метан. В фармацевтической и парфюмерной промышленности из производных переработки нефти изготовляют нашатырный спирт, хлороформ, формалин, аспирин, вазелин и др. Производные нефтесинтеза находят широкое применение и в деревообрабатывающей, текстильной, кожевенно-обувной и строительной промышленности.

Нефть – ценнейшее природное ископаемое, открывшее перед человеком удивительные возможности "химического перевоплощения". Всего производных нефти насчитывается уже около 3 тысяч. Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Ее доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет. Нефть составляет основу топливно-энергетических балансов всех экономически развитых стран. В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов.

Нефть останется в ближайшем будущем основой обеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтегазохимической промышленности. Здесь будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и разработки нефтяных месторождений. Но ресурсы нефти в природе ограничены. Бурное наращивание в течение последних десятилетий их добычи привело к относительному истощению наиболее крупных и благоприятно расположенных месторождений.

В проблеме рационального использования нефти большое значение имеет повышение коэффициента их полезного использования. Одно из основных направлений здесь предполагает углубление уровня переработки нефти в целях обеспечения потребности страны в светлых нефтепродуктах и нефтехимическом сырье. Другим эффективным направлением является снижение удельного расхода топлива на производство тепловой и электрической энергии, а также повсеместное снижение удельного расхода электрической и тепловой энергии во всех звеньях народного хозяйства.

Без нефти невозможно представить современную жизнь. Зна-чение нефти и нефтепродуктов для энергетики, транспорта, оборо-ны страны, разнообразных отраслей промышленности исключи-тельно велико. Нефть играет решающую роль в развитии экономи-ки любой страны. По важности и значению нефтепродукты зани-мают не менее (а может и более) важное место, чем такие конструк-ционные материалы, как металлы и сплавы, резина и пластмассы. Решение вопросов, связанных с повышением качества используе-мых нефтепродуктов, находится в одном ряду с такими проблема-ми, которые определяют технический прогресс- повышение на-дежности, долговечности и экономичности эксплуатации техники.

Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энерге-тическом балансе. Ее доля в общем потреблении энергоресур-сов непрерывно растет. Так, в 1900 г.

Добыча и применение нефти

она составила 3 %, перед первой мировой войной- 5%, накануне второй мировой вой-ны — 17,5%, в 1950 г. — 24%, в 1974 г. — 42,4%. С 1980г. до-ля нефти и природного газа в мировом энергетическом балансе достигла 75%.

Из нефти вырабатываются все виды жидкого топлива: бензи-ны, дизельное топливо, котельное, реактивное, газотурбинное для локомотивов, а также огромный ассортимент смазочных, спе-циальных масел и пластичных смазок. Кроме того, из нефти по-лучают парафин, технический углерод (сажа) для резиновой про-мышленности, нефтяной кокс, бутимы, восковые составы и мно-гие другие товарные продукты, которые находят самое широкое применение во всех отраслях промышленности и строительства.

Нефть и продукты ее переработки являются прекрасным и уни-версальным химическим сырьем для производства огромного ко-личества химических продуктов и потребительских товаров. Пер-спективным является применение нефтепродуктов как сырья для производства белков и других заменителей пищевых продуктов.

Предыдущая45464748495051525354555657585960Следующая

Дата публикования: 2014-11-04; Прочитано: 2543 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Современные виды транспорта и промышленность не могут обходиться без нефтепродукте, и ни одна страна не может развивать свои промышленность без нефти.

Несмотря, на всю очевидность этого положения, потребовался катаклизм войны, чтобы значение нефти раскрылось в полной мере. Характер потребления нефтепродуктов во многих странах в значительной степени скрывался в результате конкуренции нефтяных компаний на рынках сбыта; считалось вполне естественным, что потребность в нефти любого района земного шара тотчас же удовлетворялась. Однако в годы второй мировой войны в связи с увеличением использования нефти в военных целях и потерей танкеров возможности поставок нефти для гражданских нужд сильно сократились, и только слаборазвитые страны не ощущали острейшего недостатка в нефти. В послевоенный период восстановление разрушенного хозяйства также не может быть осуществлено без нефти.

Нефтепродукты и их использование в разных странах

В странах, развитых в промышленном отношении, используются все виды нефтепродуктов; но в мировом масштабе нефть - это прежде всего источник энергии, теплоты, света, а также сырье для получения смазочных масел. Поэтому при рассмотрении вопроса об использовании нефти в центре внимания должны быть такие виды нефтепродуктов, как моторное топливо, керосин, нефтетопливо и смазочные масла. Из 2 млрд, баррелей ежегодного мирового производства нефтепродуктов до войны на перечисленные выше продукты приходилось около 9/10, а на все прочие - менее 1/10, поскольку сюда входят и потери при переработке нефти запасы и др.

На протяжении периода, достаточного для того, чтобы учесть все возможные колебания, установлено, что потребление нефтепродуктов примерно соответствует объему их производства. Нефтепродукты обычно производятся в количестве, соответствующем спросу на них (за исключением необходимых запасов); для того же, чтобы спрос на нефтепродукты удовлетворялся в любых районах земного шара, должен осуществляться их постоянный приток в эти районы в большом масштабе а также их непрерывное производство.

В 1938 г. Северная Америка была единственным континентом, где производство нефтепродуктов почти равнялось их потреблению. Южная Америка потребляла лишь около производимых ею нефтепродуктов, а Азия - около половины. Европа в целом потребляла почти в 1,75 раза больше нефтепродуктов, чем производила; Африка примерно в 18 раз больше, чем производила, а Океания почти все требующиеся ей нефтепродукты ввозила из других стран.

Использование нефти в Северной Америке

В 1938 г. Соединенные Штаты и Канада потребили около 63% мировой нефтедобычи. Хотя доля Соединенных Штатов в общем объеме потребления была выше, чем Канады, потребление нефти в расчете на душу населения и в той и другой стране было весьма высоким, причем основную массу потребляемых нефтепродуктов составляло моторное топливо. В Мексике, наоборот, первое место занимало нефтетопливо. На протяжении почти девяноста лет Северная Америка не только полностью удовлетворяла свои потребности в нефти за счет собственных ресурсов, но и являлась ее экспортером. В 1948 г. Соединенные Штаты импортировали нефть.

В годы второй мировой войны в Соединенных Штатах появилась необходимость не только увеличить объем производства прежних видов нефтепродуктов, но и начать производство многих новых. К последнему году войны суточное производство нефтепродуктов в стране увеличилось примерно на 1 млн. баррелей. Одновременно пришлось сократить гражданское потребление нефтетоплива и бензина для легковых автомобилей. После окончания войны потребление бензина быстро возросло и в 1947 г. составляло в среднем 2 177,5 тыс.

Нефть: происхождение, состав, методы и способы переработки (стр. 1 из 7)

баррелей в сутки по сравнению с 1 828,8 тыс. баррелей в 1941 г. Этот рост частично объяснялся огромным ростом потребления бензина в сельском хозяйстве. В 1948 г. на фермах работало около 3 млн. тракторов по сравнению с 1,6 млн. в 1941 г.; кроме того, фермы обслуживались 1,9 млн. грузовиков, что соответствует увеличению на 62% за тот же период. Большое число тракторов потребляют бензин, хотя многие используют дизельное и тракторное горючее, а также керосин.

В период между двумя мировыми войнами потребление керосина в Соединенных Штатах оставалось относительно стабильным до 1933 г., когда применение керосиновых плит в быту вызвало увеличение потребления керосина с 105,5 тыс. баррелей в сутки в том же году до 190,3 тыс. баррелей в 1941 г. и 280,8 тыс. баррелей в 1947 г. Последнее увеличение объясняется главным образом распространением нефтяных отопительных приборов.

В Соединенных Штатах широко применяются нефтяные форсунки, потребляющие средние дестилляты (типа газойля), спрос на которые с 1941 г. почти удвоился. Во время войны потребление этих нефтепродуктов ограничивалось ввиду того, что дизельное топливо и нефтетопливо использовались для военных нужд (потребление дизельного топлива для военных целей возросло с 2,6 до 22,9 млн. баррелей в год) и для производства военной продукции. В 1941 г. суточная потребность в нефти для отопления жилых домов определялась в 331 тыс. баррелей. В начале 1941 г. в Соединенных Штатах насчитывалось 2135 тыс. домашних нефтяных форсунок, а к началу 1948 г. это число возросло до 3650 тыс., так что керосинового топлива едва хватало для их обеспечения.

Потребление дестиллятов за последнее десятилетие значительно возросло также и потому, что расширилось применение дизельных двигателей. В начале 1948 г. железнодорожные дизельные двигатели потребляли ежегодно около 21,5 млн. баррелей нефтетоплива по сравнению с 2,7 млн. баррелей в 1941 г. Подсчитано, что к 1953 г. мощность дизельных двигателей, а следовательно, и количество потребляемого ими топлива удвоится. Мощность стационарных дизельных установок на 1 января 1948 г. составляла в общем 6,8 млн. л. с., а судовых двигателей 3,3 млн. л. с. Применение как первого, так и второго типа двигателей быстро возрастает.

Остаточное нефтетопливо, ввиду своей вязкости, перед распылением требует подогрева и поэтому используется лишь в крупных котельных установках. Большая часть этих нефтепродуктов принадлежит к типу нефтетоплива, выпускаемому нефтеперерабатывающими заводами под № 6. Этот вид топлива применяется обычно на крупных торговых судах; суда военно-морского флота во время войны потребляли более легкое горючее, известное под названием «специальный флотский бензин», значительная часть которого получалась путем смешения остаточного нефтетоплива с дестиллятами.

Статистические данные об использовании смазочных масел в Соединенных Штатах весьма неполные. Больше половины смазочных масел в мирное время, по-видимому, потреблялось промышленностью, а остальная часть главным образом автотранспортом. Потребление смазочных масел в промышленности отражает степень ее развития.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ПРИМЕНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА

Нефть известна человечеству с давних времен. Уже за 6000 лет до нашей эры люди использовали нефть для освещения и отопления.

Что такое нефть? Свойства, добыча, применение и цена нефти

Наиболее древние промыслы находились на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань. Упоминание о нефти встречается во многих древних источниках (например, в Библии упоминаются смоляные ключи в окрестностях Мертвого моря).

Почему же нефть называется нефтью?

В языках многих народов мира встречаются слова, сходные по звучанию со словом «нефть» . В настоящее время считается, что исходным для образования слова «нефть» было мидийское слово «нафата», что означало «просачивающаяся», «вытекающая». Государство Мидия существовало в IX-VI веках до н. э. на границе территорий современных Азербайджана и Ирана. Когда персы завоевали Мидию, то вместе с клинописной письменностью и многими другими достижениями культуры позаимствовали слово «нафата». Постепенно оно трансформировалось в «нефт». Этим словом обозначались колодцы, из которых добывали нефть для священного огня. Позднее от слов «нефт» и «нафата» возникло греческое слово «нафта».

В странах Западной Европы, где все научные сочинения в средние века писали на латыни, для обозначения нефти широко используются слова, производные от латинского слова «петролеум», т. е. каменное масло («петрос» — камень, «олеум» — масло): в Англии — «петролеум», во Франции и Румынии — «петроль», в Италии — «петролио».

Другое широко распространенное название нефти — «ойл» — означает также «масло», «растительное масло». Так как нефть считали «каменным маслом», то слово «ойл» стало применяться и для ее обозначения. Эти три слова затем вошли во многие другие языки.

Как уже отмечалось, нефть широко применялась для освещения. Так, когда в 330 г. до н. э. войска Александра Македонского дошли до Каспийского моря, то они обнаружили, что в отличие от древних Египта, Рима и Греции, где светильники заправлялись оливковым маслом, местные жители использовали для этого нефть.

Нефть с давних времен применялась и как лекарственное средство. Считалось, что белая нефть излечивает от простудных заболеваний, а черная — от кашля. Египтяне использовали нефтяные масла при бальзамировании. Древнегреческий ученый Гиппократ (IV-V в.в. до и. э.), которого считают отцом медицины, описал много лекарств, составной частью которых была нефть.

Однако наиболее громкую славу нефти принесло ее использование в военных целях.

1. защитники осажденных городов сбрасывали с городских стен на головы атакующих горшки с горящей нефтью.

2. Войска Чингисхана (ХП-ХШ в.в.) выпускали горящие стрелы, смазанные нефтью

3. Однако самым страшным оружием древности был так называемый «греческий огонь» — смесь нефти с серой и селитрой.

Первым нефтепродуктом, с которым познакомилось человечество, был асфальт, представляющий собой вязкое смолистое вещество, получаемое в результате длительного выветривания нефти. Слово «асфальт» ввел в литературу Геродот, описавший в 460…450 г.г. до н.э. в «Истории греко-персидских войн» персидские и месопотамские асфальтовые месторождения. «Асфальт» — производное от слова «асфалес» (прочный, крепкий, надежный). Древние называли асфальт горной смолою, а по современным представлениям — это один из видов природного битума.

В целях освещения человечество использовало различные средства; лучину, оливковое масло, нефть, животные жиры и др. В 1830 г. австрийский химик К. Рейхеибах впервые получил осветительное масло путем сухой перегонки дерева, торфа и каменного угля. Полученный продукт он назвал «фотоген»- (от греческих слов «фотос» — свет и «генос» — рождение), т.е. «свет рождающий» или «свет дающий». Позже словом «фотоген» стали называть светлую прозрачную жидкость, получаемую при перегонке нефти (современный керосин).

Первый в мире нефтеперегонный завод был построен в 1745 г. российским предпринимателем Ф. С. Прядуновым на реке Ухте. Завод просуществовал до 1782 г., перерабатывая ежегодно до 2000 пудов нефти.

В 1825 г. около г. Моздока крепостные крестьяне братья Дубинины построили нефтеперегонный завод, просуществовавший 25 лет. В 1837 г. нефтеперегонный завод в 15 верстах от Баку построил горный инженер Н. И. Воскобойников. В 1869 г. в Баку существовало уже 2 фотогеновых завода, в 1872 г. — 57, в 1876 г. -146.

Откуда же появилось слово «керосин»? В 1846-1847 гг. производство осветительного масла из каменного угля организовал в США А. Геснер. Ошибочно полагая, что масло при этом образуется в результате разложения содержащегося в угле вещества, аналогичного воску, он назвал полученную жидкость «керосен ойл» (от греческого «керос» — воск), т.е. «восковое масло». В разговорной речи словосочетание «керосен ойл» постепенно преобразовалось в одно слово «керосен». Когда в пятидесятых годах XIX в. осветительное масло в США начали получать из нефти, то его также назвали «керосеном».

Американский продукт быстро завоевал рынок не только в США, но и в Европе. Во второй половине XIX в. он полностью вытеснил в Европе фотоген, получаемый из угля, а затем завоевал и рынок России. Здесь его название трансформировалось в керосин. После того, как в результате конкурентной борьбы американский продукт был полностью вытеснен российским, «керосином» стали называть отечественный «фотоген», получаемый при перегонке нефти.

В настоящее время «керосином» называют фракцию нефти, которая выкипает в температурных пределах от 175 до 300 °С. Различают «керосин осветительный», используемый для освещения, «керосин тракторный», применяемый в качестве горючего для тракторов, и «керосин авиационный» — топливо для реактивных двгателей.

С первых дней своего возникновения процесс переработки нефти был подчинен получению керосина (фотогена). Однако при этом получалось два побочных продукта. Один из них — более легкая фракция нефти, чем керосин — получил название «бензин» (от искаженного арабского «любензави» — горючее вещество), а другой — густая грязно-черная жидкость, получаемая в остатке и названная «мазутом» (от арабского — отброс). Длительное время оба они считались ненужными продуктами.

Однако в 1866 г. А. И. Шпаковский изобрел паровую форсунку, в результате чего мазут начал применяться в топках как топливо. Затем из мазута стали вырабатывать смазочные масла. А в 1890 г. выдающийся русский инженер В. Г. Шухов предложил способ расщепления тяжелых углеводородов мазута с целью получения светлых нефтепродуктов, получивший название «термический крекинг».

Около 100 лет бензин оставался опасным и ненужным продуктом. Только изобретение двигателя внутреннего сгорания русским изобретателем Игнатием Костовичем в 1879 г. открыло дорогу его широкому применению. О росте спроса на бензин можно судить по росту количеству автомобилей с карбюраторным двигателем, в 1896 г. в мире их было около 4х тысяч, в 1908 г. — 250 тысяч, а в 1910 г. — 10 миллионов, в 2010 более 40 миллионов, в 2020 планируетя их увеличение на 20-30 %.

В 1910 году в топливный баланс стран мира основной вклад вносили уголь (65 %), дрова (16 %), растительные и животные отбросы (16 %). На долю нефти приходилось всего 3 % потребляемой энергии. Природный газ использовался в ограниченных масштабах.

На рост потребления нефти значительное влияние оказало развитие сначала автомобильной промышленности, несколько позже — морского и речного флота, а затем — авиации.

В настоящее время нефть служит сырьем для производства не только топлив, но также масел, смазок и многих других продуктов: самых различных моющих веществ, спиртов, гербицидов, взрывчатых веществ, медицинских препаратов, серной кислоты, синтетического белка и т.д.

Природный газ, как и нефть, также стал известен человеку очень давно. В предгорьях Малого Кавказа за 6000 лет до н.э. горели «вечные огни». Это были случайно воспламенившиеся (от молнии или костра, например) выходы газа на поверхность.

В XIV веке на Апшеронском полуострове газ использовался для отопления, освещения, приготовления пищи и обжига извести.

В конце XVIII в. был изобретен способ получения искусственного газа из каменного угля. Англичанин В. Мэрдок применил полученный газ для освещения собственного дома и машиностроительного завода в Бирмингеме, а затем предложил этот новый вид топлива для освещения Лондона — «светильный газ».

Первый завод по производству светильного газа в России был построен в 1835 году в Петербурге. К концу прошлого века такие заводы были построены почти во всех крупных городах страны. Они давали свет улицам, фабрикам, театрам, жилым домам. В 1914 году в Петербурге было газифицировано 3000 квартир.

В конце XIX века в Баку начали использовать в котельных попутный нефтяной газ, добываемый вместе с нефтью.

Широкое применение природного газа в России и в мире началось лишь в 50-х годах прошлого века.

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Нефть - это важное полезное ископаемое. Она имеет осадочное происхождение и добывается по всему миру. На ней в буквальном смысле этого слова держится вся мировая экономика.

Добыча

Ведётся добыча нефти в тех местах, где геологи обнаруживают её месторождение. В таких местах строятся специальные нефтедобывающие сооружения. Они могут находиться не только на земле, но и на воде. Ведь очень часто залежи нефти обнаруживают, когда обследуют прибрежный шельф.

Это ископаемое топливо называют также «чёрным золотом» , потому что без неё не может существовать ни одна развитая страна. Россия - один из главных поставщиков нефти во всём мире. Богатые месторождения есть в Сибири, на Урале и на Дальнем Востоке, на Северном Кавказе, а также в некоторых других районах.

Но самые большие запасы обнаружены в арабских странах: Иране, Ираке, Саудовской Аравии. Экономика в них почти целиком построена на том, что они продают нефть в другие страны мира. Почему же «чёрное золото»?

Использование

Только что добытая (сырая) нефть обычно не используется. Зато её переработка позволяет получить многие виды топлива, например бензин, керосин.

Способы добычи нефти

Из нефти получают мазут, из неё же делают пластик и другие материалы. Благодаря этому, не прекращается движение транспорта по всей планете. Большая часть привычных предметов тоже делается из материалов на основе нефти. Это буквально все атрибуты современной жизни, начиная от пакетов и пластиковых окон и заканчивая корпусами для новейших компьютеров.

Разные нефтепродукты делаются по разным технологиям. Цена у них тоже разная. Например, бензин очищается от примесей, и чем он чище, тем дороже он стоит. Однако есть и отрицательные свойства у такого ценнейшего сырья, как нефть. Её добыча и переработка наносят вред окружающей среде. А при сгорании топлива, пластика и других искусственных материалов в атмосферу попадают вещества, ядовитые для всего живого. Если же терпит крушение корабль-танкер с грузом нефти на борту, то это становится экологической катастрофой.

Запасы

Как и другие полезные ископаемые, добываемая нефть рано или поздно закончится. Через несколько десятилетий она начнёт заканчиваться, и придётся искать новые виды топлива, производить новые материалы. Сейчас уже разработаны и опробованы двигатели, которым не нужны ни бензин, ни керосин.

Но пока это всё только эксперименты. Поэтому мировая экономика по-прежнему целиком зависит от нефти. Многие вещи в мире стоят от того, сколько стоит её баррель (основная единица измерения, равняется 159 литрам). Задача людей состоит в том, чтобы перестать целиком зависеть от нефти. Многие аналитики считают, что тогда в мире станет гораздо меньше войн, а экономика станет гораздо стабильнее.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя в группе ВКонтакте. А ещё - спасибо, если ты нажмёшь на одну из кнопочек «лайков»: Вы можете оставить комментарий к докладу.

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

Приняв к сведению данную информацию, Менделеев создал собственную теорию о том, как образуется нефть в природе. Она гласит, что поверхностные воды, которые проникают вглубь 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 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.

Нефть (от персидского - нефт) - полезное ископаемое, представляющее собой маслянистую жидкость цветом от мутно-желтого до почти черного и специфическим запахом. В состав сырой нефти входит более тысячи различных веществ, в основном жидких углеводородов. Важнейшим свойством нефти и ее производных является их способность выделять при сгорании большое количество энергии. Это качество в сочетании с относительной легкостью транспортировки делает нефть важнейшим энергоносителем для современного общества.

В настоящий момент практически вся производится из подземных месторождений разной глубины. Состав и свойства извлекаемого сырья могут значительно отличаться, однако, в связи с тем, что сейчас нефть крайне мало используется в сыром виде, для конечного потребителя нефтепродуктов их происхождение не имеет никакого значения.

Из сырой нефти производятся, в первую очередь, различные виды топлива для двигателей внутреннего сгорания: бензин, керосин, дизельное топливо, а также большинство смазочных материалов: мазут, масла, парафины и т.д. Кроме того продукты нефтепереработки весьма широко используются в различных отраслях химической промышленности, например для производства полимеров, пластмасс, синтетических каучуков и волокон, красителей, чистящих средств, асфальта, стройматериалов.

Особенная важность нефти связана не только с ее ролью в производстве, но и с тем фактом, что добыча и переработка нефти составляет во многих странах значительную часть государственных доходов. Следовательно, в зависимости от них оказываются устойчивость власти, национальной валюты, финансирование бюджетных расходов и пр.

История

Нефть известна человечеству с древних времен, чаще всего она имела название «горного масла», именно так можно перевести английское название нефти - petroleum происходящее, в свою очередь, от двух слов: греческого πέτρα — камень и латинского oleum — масло. Однако до середины 19 столетия было изобретено сравнительно мало способов использования нефти. По этой причине она употреблялась, в основном народами жившими недалеко от ее естественных месторождений.

Еще в древнем Вавилоне и соседних с ним государствах нефть и продукт ее окисления - асфальт, использовали в строительстве. В Египте времен фараонов - для бальзамирования. Несколько позже на Среднем Востоке и в Греции, а затем в Византии нашли употребление горючим свойствам нефти. Самый известный и эффективный пример этого - знаменитый греческий огонь, своим действием напоминающий современные огнеметы.

В 19 веке производимый из нефти керосин стали использовать для освещения, в известных всем керосиновых лампах. Но, по настоящему востребованной нефть стала только с появлением и развитием производства двигателей внутреннего сгорания. В этот же период стал распространяться и новый способ добычи - нефтяные скважины вместо колодцев.

Происхождение и месторождения нефти

В настоящее время наиболее распространенной остается органическая теория нефтеобразования из разложившихся останков живых существ, занесенных осадочными породами, и долгое время находившихся под давлением. Здесь можно провести некоторые параллели с наглядно знакомым жителям Беларуси торфом, в котором можно иногда разглядеть частички не сгнивших растений. Есть и другие гипотезы происхождения нефти, но главное значение для современного общества представляет не геологическая история, а возможность применения научных знаний для поиска новых месторождений. Исследования именно в этой области получают основной объем финансирования от государств и корпораций.

Наибольшие объемы разведанной нефти расположены на глубине от 1 до 6 километров. Нужно отметить, что она не всегда находится в относительно «чистом» состоянии, часто сырая нефть оказывается смешана с другими жидкими и твердыми породами. Такое состояние может делать извлечение и переработку сырья существенно дороже. Как правило, дешевле и удобнее всего оказывается добыча нефти на старых, давно разведанных месторождениях, где возможно производить ее на меньших глубинах. Однако, к началу 21 века они оказались в значительной степени истощены, что приводит к необходимости вкладывать дополнительные усилия и средства в нефтедобычу или искать новые залежи.

На 2016 год разведанные запасы нефти в разных государствах в оценивались так:

Страны мира	разведанные запасы нефти (млрд. баррелей)	в процентах
Венесуэла
Саудовская Аравия
Объединенные Арабские Эмираты
Остальные страны, включая США и Ливию

Необходимо заметить, что стоимость добычи нефти на разных месторождениях может существенно отличаться.

Современная добыча и использование нефти

С конца 19 и до начала 21 века роль нефти в экономике практически непрерывно возрастала. Вероятно, такое положение будет сохраняться до появления и внедрения в массовое производство двигателей работающих на других, более дешевых и удобных в использовании энергоносителях.

Использование нефти в современном мире весьма обширно, потому кратко упомянем только основные направления производства в этой области.

Добыча нефти может происходить различными способами. Самый древний - поверхностный метод сбора, т.е. вычерпывание сырой нефти естественным путем выходящей на поверхность, давно ушел в прошлое. То же можно сказать и о добыче близко лежащей нефти через колодцы. В настоящее время добыча производится из скважин, проникающих в землю на несколько километров. Если не следовать строго принятой терминологии, но попытаться классифицировать добычу исходя из технологических приемов, то получится следующая классификация:

• Первичный, фонтанный метод - нефтесодержащая жидкость сама выходит из скважины под давлением, существующим в нефтеносном слое;
• Компрессорный метод, газлифтный или эрлифтный начинает применяться после того, как давление в нефтеносном слое становится недостаточным для применения предыдущего способа. При таком варианте добычи в скважину под давлением закачивается газ (или воздух) для создания избыточного давления, приводящего к выходу нефтегазовой смеси на поверхность. С той же целью в нефтеносный слой может закачиваться вода;
• Насосный метод - нефть выкачивается из пласта мощными скважинными и погружными электронасосами;
• Третичные способы добычи представляют собой применение различных приемов повышения давления в нефтесодержащем пласте: закачка нагретой воды; сжигание части нефти под землей и др.

Добыча сланцевой нефти оказывается еще более сложной технологически: приходится применять гидроразрывы и термический или химический разогрев нефтеносного слоя; и потому требует привлечения максимального для отрасли объема финансовых ресурсов.

Среди способов транспортировки нефти наибольшее распространение получили:

• Перекачка по трубопроводам - самый дешевый и экологически чистый вариант;
• Транспортировка по суше в автомобильных и железнодорожных цистернах;
• Перевозка в танкерах по морским путям.

Себестоимость добычи и транспортировки нефти обычно составляют расходы продавца и не влияют на цену продажи, которая является одинаковой для большей части мирового рынка.

Продажная цена нефти в значительной степени унифицирована по сортам принятым за эталонные на рынках. Для Европы и в некоторой степени Азии это Brent. Для Америки - WTI. Страны Персидского залива имеют свой маркерный сорт Dubai Crude.

Список основных нефтедобывающих стран на конец 2017 года году выглядел так:

Большая часть добываемой нефти уходит на изготовления бензина и дизтоплива. Способы ее переработки разнообразны, сложны в деталях но, в общем сводятся к процессу перегонки, наглядно знакомому большинству наших сограждан на примере самогонного аппарата.

Нефть - это горючая жидкость

Добыча и переработка запасов нефти является основой экономики многих стран

Нефть - это, определение Места залежей нефти Химическая природа нефти Общий состав нефти Содержание серы в нефти Содержание алканов в нефти Содержание аренов в нефти Содержание нафтенов в нефти Физические свойства нефти Применение нефти Очистка нефти Исторические сведения о нефти Миграция (перемещение) нефти Месторождения нефти Происхождение нефти Нефтяные запасы Цены на нефть и их экономическое и политическое значение История нефтедобыавющей отрасли в России Нефтяные пески Цены на нефть Источники статьи "Нефть"

Нефть - это, определение

Нефть — это природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений.

Нефть - это один из инструментов рынка сырья, на цену которого основывается большая часть продаваемых энергоносителей в мире, таких как газ, электричества и другие виды энергии. В состав черного золота входит смесь углеводородов самого разнообразного строения. Их молекулы представляют собой и короткие цепи атомов углерода, и длинные, и нормальные, и разветвленные, и замкнутые в кольца, и многокольчатые. Путем перегонки из нее получают различные продукты черного золота: , реактивное топливо, осветительный , дизтопливо, .

Нефть

Нефть (Oil) - это

Места залежей нефти

Нефть обнаруживается вместе с газообразными углеводородами на глубинах от десятков метров до 5—6 км. Однако на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей черного золота располагается на глубине 1—3 км. На малых глубинах и при естественных выходах на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. образования — например, битуминозные пески и битумы. Нефтяные месторождении классифицируется на:мелкие - до 10 млн. тонн черного золота;средние - 10 - 100 млн. тонн черного золота (Кумколь, Верх-Тарское);крупное - 100 - 1000 млн. тонн черного золота (Каламкас, Пенглай, Правдинское, Статфьорд);крупнейшие (гигантские) - 1 - 5 млрд. тонн черного золота (Тенгиз, Самотлор, Ромашкино);Уникальные (супергигантские) - 5 млрд. тонн черного золота и более (Аль-Гавар, Большой Бурган, Эр-Румайла). Заключающие нефть породы обладают сравнительно высокой пористостью и достаточной для её извлечения проницаемостью. Породы, допускающие свободное перемещение и накопление в них жидкостей и газов, называются коллекторами. Пористость коллекторов зависит от степени отсортированности зёрен, их формы и укладки, а также и от наличия цемента. Проницаемость определяется размером пор и их сообщаемостью. Главнейшими коллекторами черного золота являются пески, песчаники, конгломераты, доломиты, известняки и другие хорошо проницаемые горные породы, заключённые среди таких слабопроницаемых пород, как глины или гипсы. При благоприятных условиях коллекторы могут быть трещиноватые метаморфические и изверженные породы, находящиеся в соседстве с осадочными нефтеносными породами. Часто нефтяная залежь занимает лишь часть коллектора и поэтому в зависимости от характера пористости и степени цементации породы (гетерогенности залежи) обнаруживается различная степень насыщенности черным золотом отдельных её участков в пределах самой залежи. Иногда этой причиной обусловливается наличие непродуктивных участков залежи. Обычно нефть в залежи сопровождается водой, которая ограничивает залежь вниз по падению слоёв либо по всей её подошве. Кроме того, в каждой залежи черного золота вместе с ней находится т. н. плёночная, или остаточная вода, обволакивающая частицы пород (песков) и стенки пор. В случае выклинивания пород коллектора или обрезания его сбросами, надвигами и т п. дизъюнктивными нарушениями залежь может либо целиком, либо частично ограничиваться слабопроницаемыми породами. В верхних частях нефтяной залежи иногда сосредоточивается газ (т. н. «газовая шапка»). Дебит скважин, помимо физических свойств коллектора, его мощности и насыщения, определяется давлением растворённого в черного золота газа и краевых вод. При добыче нефти скважинами не удаётся целиком извлечь всю нефть из залежи, значительное количество её остаётся в недрах земной коры (см. Нефтеотдача и Нефтедобыча). Для более полного извлечения черного золота применяются специальные приёмы, из которых большое значение имеет метод заводнения (законтурного, внутриконтурного, очагового). Нефть в залежи находится под давлением (упругого расширения и/или краевой воды и/или газа, как расстворенного так и газовой шапки) вследствие чего вскрытие залежи, особенно первыми скважинами, сопровождается риском газонефтепроявлений (очень редко фонтанными выбросами черного золота). Весьма продолжительное время (со 2-й половины XIX в.) геологи полагали, что нефтяные залежи приурочиваются почти исключительно к антиклинальным складкам, и только в 1911 И. М. Губкиным был открыт в Майкопском районе новый тип залежи, приуроченной к аллювиальным пескам и получившей название «рукавообразной». Спустя более 10 лет подобные залежи были обнаружены в США. Дальнейшее развитие разведочных работ в СССР и в США завершилось открытием залежей, связанных с соляными куполами, приподнимающими, а иногда и протыкающими осадочные толщи. Изучение нефтяных месторождений показало, что образование нефтяных залежей обусловлено различными структурными формами изгибов пластов, стратиграфическими соотношениями свит и литологическими особенностями пород. Предложено несколько классификаций месторождений и залежей черного золота как в Российской Федерации, так и за рубежом. Нефтяные месторождения различаются друг от друга по типу структурных форм и условиям их образования. Залежи черного золота и газа различаются друг от друга по формам ловушек-коллекторов и по условиям образования в них скоплений черного золота. Нефть находится в недрах в виде скоплений различного объёма от нескольких мм3 до нескольких десятков млрд. м3. Практический интерес имеют залежи черного золота, представляющие её скопления с массой от 100 тыс. т и больше, находящиеся в проницаемых породах-коллекторах.

Нефть (Oil) - это

Химическая природа нефти

По химической природе и происхождению нефть близка к естественным горючим газам, озокериту, а также асфальту. Иногда все эти горючие ископаемые объединяют под общим названием петролитов и относят к ещё более обширной группе так называемых каустобиолитов — горючих минералов биогенного происхождения, которые включают также ископаемые твёрдые топлива — торф, бурые и каменные угли, антрацит, сланцы. По способности растворяться в органических жидкостях (сероуглероде, хлороформе, спиртобензольной смеси) нефть, как и другие петролиты, а также вещества, извлекаемые этими растворителями из торфа, ископаемых углей или продуктов их переработки, принято относить к группе битумов .

Нефть — легко воспламеняющаяся жидкость; температура вспышки от −35 до +121 °C (зависит от фракционного состава и содержания в ней растворённых газов). Нефть растворима в органических растворителях, в обычных условиях не растворима в воде, но может образовывать с ней стойкие эмульсии. В технологии для отделения от черного золота воды и растворённой в ней соли проводят обезвоживание и обессоливание.

Общий состав нефти

Состав черного золота представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80—90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4—5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты — растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1—4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси (частицы глины, песка, известняка).Кислорода в черного золота содержится от 0,05 до 3,6%, а содекислот азота не превышает 1,7%. Распределение гетероатомов по фракциям черного золота неравномерно. Обычно большая их часть сосредоточена в тяжелых фракциях и особенно в смолистой ее части.Кислородсодержащие соединения в отечественных нефтях редко составляют больше 10%. Эти компоненты черного золота представлены кислотами, эфирами, фенолами и др. Содержание кислорода в нефтяных фракциях возрастает с повышением их температуры кипения, причем до 90-95% кислорода приходится на смолы и асфальтены.Наиболее распространенными кислородсодержащими соединениями черного золота являются кислоты и фенолы, которые обладают кислыми свойствами и могут быть выделены из черного золота или ее фракций щелочью. Их суммарное кислоты тво обычно оценивают кислотным числом (количество мг КОН, пошедшего на титрование 1 г нефтепродукта). Содержание веществ с кислыми свойствами также, как и всех кислородсодержащих соединений, убывает с возрастом и глубиной нефтяных залежей.Процентное содержание кислорода чаще всего определяют по разности между ста и суммарным содержанием всех остальных элементов в процентах. Это неточный метод, так как на его результатах сказываются погрешности определения всех остальных элементов.Имеются прямые методы определения кислорода, например, гравиметрический метод пиролиза нефтепродуктов в токе инертного газа в присутствии платинированного графита и оксида купрума. О содержании кислорода судят по массе выделившегося СО2.

Может составлять от 0,2 до 7,0%, что отвечает содержанию сернистых соединений ~ 0,2-7,0%.. является наиболее распространенным гетероэлементом в нефтях и нефтепродуктах. Содержание ее в черного золота колеблется от сотых долей процента до 14% (нефтепроявление Роузл Пойнт, США ). В последнем случае почти все соединения черного золота являются серосодержащими.Как и кислородсодержащие соединения черного золота, серосодержащие неравномерно распределены по ее фракциям. Обычно их содержание увеличивается с повышением температуры кипения. Однако в отличие от других гетероэлементов, содержащихся в основном в асфальто-смолистой части черного золота, сера присутствует в значительных количествах в дистиллятных фракциях.В нефтях сера встречается в виде растворенной элементарной серы, сероводорода, меркаптанов, сульфидов, дисульфидов и производных тиофена, а также в виде сложных соединений, содержащих одновременно атомы серы, кислорода и азота в различных сочетаниях.Серосодержащие соединения наиболее вредны как при переработке, так и при использовании нефтепродуктов. Они отрицательно влияют на многие эксплуатационные свойства нефтепродуктов. У автомобильных бензинов снижается приемистость к ТЭС, стабильность, способность к нагарообразованию, коррозионную агрессивность. При сгорании сернистых соединений выделяются SO2 и SО3, образующие с водой коррозионно-агрессивные сернистую и серную кислоты. Серный ангидрид (SО3) сильнее, чем SО2 влияет на нагарообразование, износ и коррозию в двигателе, а также на качество масла, При наличии SО3 в продуктах сгорания повышается точка росы и тем самым облегчается коррозиюция Н2SO4 на стенках гильз цилиндров и усиливается коррозия. При воздействии на масло Н2SО4 образуются смолистые продукты, образующие затем нагар, обладающий в результате повышенного содержания серы большой плотностью и абразивностью и способствующий износу двигателя.Сернистые соединения могут вызвать временное обратимое отравление. Вместе с тем, при длительном воздействии сернистых соединений, отравление зачастую бывает необратимым. Отравление сернистыми соединениями избирательно ведет к падению активности катализатора лишь в отношении реакций ароматизации углеводородов. При этом возрастает расщепляющее действие катализатора . Снижение скорости реакции ароматизации, с одной стороны, и усиление реакций распада, с другой, вызывает нарушение селективности процесса, ослабление гидрирующей функции катализатора ведет за собой также более быстрое закоксовывание катализатора. Наиболее чувствительны к действию сернистых соединений полиметаллические ренийсодержащие катализаторы.

Содержание азота в черного золота редко превышает 1%. Оно снижается с глубиной залегания черного золота. Азотистые соединения сосредоточены в высококипящих фракциях черного золота, и особенно в тяжелых остатках. Обычно азотсодержащие соединения делят на две большие группы: азотистые основания и нейтральные азотистые соединения.Азотистые основания сравнительно легко выделяются минеральными кислотами и поэтому наиболее изучены.Нейтральные азотистые соединения черного золота представлены арилпроизводными пиррола и амидами кислот. кислотами нием температуры кипения нефтяных фракций увеличивается содержание в них нейтральных азотистых соединений и падает содержание основных.Интересным типом азотсодержащих соединений являются нефтяные порфирины. Они содержат в молекуле 4 пиррольных кольца и встречаются в виде комплексов с ванадилом VО+2 или никелем. Порфириновые комплексы чаще всего присутствуют в черного золота в виде мономолекулярных соединений. Эти соединения различаются алкильными заместителями. Могут встречаться порфирины, которые на перифирии содержат конденсированные с пиррольными ароматическое или ароматическое кольцо.Порфириновые комплексы черного золота обладают каталитической активностью. Предполагают, что они играют определенную роль в реакциях диспропорционирования водорода в процессах генезиса черного золота.Азотсодержащие соединения являются сильнейшим ядом для катализаторов процесса гидрокрекинга. Счиводородао высокомолекулярные азотистые соединения прочно адсорбируются на кислотных центрах, блокируя их и понижая тем самым расщепляющую способность.Содержание азота определяют методом Дюма или методом Кьельдаля. Метод Дюма заключается в окислении нефтепродукта твердым окислителем - оксид купрума (I) - в токе диоксида углерода. Образовавшиеся в процессе окисления оксиды азота восстанавливаются купрумом до азота, который улавливают после поглощения СО2, и по его объему определяют количество азота в нефтепродукте. По методу Кьельдаля нефтепродукт окисляют концентрированной серной кислотой. Из образовавшегося сульфата аммония азот выделяют при обработке щелочью в виде аммиака, который улавливают титрованием раствором кислоты.К минеральным компонентам черного золота относятся содержащиеся в черного золота соли, образованные металлами и кислотами, металлические комплексы, а также коллоидно-диспергированные минеральные вещества. Элементы, входящие в состав этих веществ. Часто называют микроэлементами, их содержание колеблется от 10-8 до 10-2 %.В состав черного золота входят многие металлы , в том числе щелочные и щелочноземельные, металлы подгруппы купрума, цинка, бора, ванадия, а также типичные неметаллы.Внутримолекулярные комплексы относительно хорошо изучены на примере порфириновых комплексов ванадила и никеля. Кроме порфириновых в нефтях обнаружены псевдопорфириновые и другие более сложные внутримолекулярные комплексы, где помимо азота в комплексообразовании участвуют атомы кислорода и серы в различном сочетании.Несмотря на малое содержание в черного золота микроэлементы значительно влияют на процессы ее переработки и дальнейшее использование нефтепродуктов. Большиство элементов, находящихся в черного золота в микроколичествах являются каталитическими ядами, быстро дезактивирующими промышленные катализаторы нефтепереработки. Поэтому для правильной компании технологического процесса и выбора типа катализатора необходимо знать состав и количество микроэлементов. Большая их часть концентрируется в смолистом остатке, поэтому для при сжигании мазутов образующаяся пятиокись ванадия сильно корродирует топливную аппаратуру и отравляет окружающую среду.До недавнего времени содержание и состав микроэле6ментов черного золота определяли исключительно спектральным анализом золы. Этот метод может внести значительные искажения, особенно когда при озолении образуются летучие соединения. Химико-атомно-спектральный метод анализа черного золота и нефтепродуктов на содержание микроэлементов. Метод включает в себя пробоподготовку и прямой анализ полученного раствора атомно-эмиссионным методом с индуктивно связанной плазмой и атомно-адсорбционным методом с пламенным электролитическим атомизаторами. Для анализа используются специально приготовленные образцы сравнения. Метод позволяет определять в черного золота и нефтепродуктах содержание микроэлементов до уровней концентраций 0,1-100мг.Даже узкие фракции представляют собой сложные смеси гетероорганических соединений. Для технических целей достаточно знать суммарное содержание углеводородов по классам.Общее содержание алканов в черного золота составляет 25-30 %. С повышением средней молекулярной массы фракций черного золота содержание в них алканов уменьшается. В средних фракциях перегоняющихся при 200-300oС, ихсодержание обычно уже не превышает 55-61 %.

Алканы черного золота представлены изомерами нормального и разветвленного строения. Общее содержание алканов в нефтях в основном составляет 25--30% (не считая растворенных газов). С учетом углеводородов, находящихся в растворенном состоянии, содержание алканов повышается до 40--50, а в некоторых нефтях -- до 50--70%. Однако есть черного золота, в которых содержание алканов составляет всего 10--15%. Из отечественных нефтей наиболее богаты алканами озексуатская (Ставропольский край), мангышлакские, грозненская парафинистая, некоторые эмбенские и ферганские, ишимбаевская, майкопская, туймазинская, бугурусланская, ромашкинская, марковская и ряд других.

С повышением средней молекулярной массы фракций черного золота содержание в них алканов уменьшается. В средних фракциях, перегоняющихся в пределах 200--300°С, их содержится обычно уже не 55--61 %, а к 500°С, как правило, количество этих углеводородов снижается до 19--5% и менее. Исключение составляют высокопарафинистые черного золота полуострова Мангышлак. Так, в узенской черного золота с увеличением температуры отбора фракций четко проявляется тенденция к увеличению содержания алканов, хотя в более тяжелых фракциях оно постепенно снижается.

Алканы черного золота представлены изомерами нормального и разветвленного строения, причем их относительное содержание зависит от типа черного золота. Так, в нефтях глубокого превращения алканы часто составляют 50 % и более от содержания всех изомеров, затем следуют изомеры с метильной группой в положении 2. Несколько ниже содержание изомеров с заместителем в положении 3. Среди монозамещенных изомеров основное количество составляют изомеры с заместителями в положениях 2 или 3. Двухзамещенные при одном атоме углерода изомеры не имеют большого распространения, преобладают изомеры, имеющие симметричное строение.

В небольших количествах обнаружены также изомеры алканов, в которых боковая цепь длиннее метила. Имеются и исключения из этого правила. Например, в анастасиевской черного золота Краснодарского края и черного золота месторождения Нефтяные Камни найдены сильноразветвленные углеводороды, в то же время в анастасиевской черного золота практически нет гексана, гептана и октана.

Черного золота нафтеновой природы содержат алканы в основном изостроения -- до 75% и более. В бензине жирновской черного золота среди разветвленных углеводородов явно преобладают дизамещенные. В жирновской черного золота не оказалось простейших циклоалканов (циклопентана и циклогексана).

В черного золота из месторождения Нефтяные Камни в бензиновой части разветвленных алканов с одним третичным углеродным атомом найдено несколько меньше половины всех алканов, затем следуют углеводороды с двумя заместителями и совсем мало -- с тремя.

Разветвленные алканы распределяются неравномерно по различным фракциям черного золота. Так, в черного золота Понка-Сити "50 % их количества приходится на фракцию Се--Сю, 32,2 % -- на фракцию Сц--Сп и только 10,8% -- на фракцию C18--C25-Углеводородов С26--С38 в этой черного золота содержится "5,9% в расчете на сумму разветвленных алканов.

Новейшими методами изучен индивидуальный углеводородный состав фракции 140--180°С черного золота Понка-Сити. Было выделено и идентифицировано 49 алканов и циклоалканов 84 % от всех возможных углеводородов погона, или 10 % в пересчете на нефть, в том числе шесть диметилоктанов из 12 возможных: 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 4,4- и 4,5-. Остальные шесть диметилоктанов: 2,2-, 2,3-, 2,7-, 3,3-, 3,5- и 3,6--по-видимому, содержатся в черного золота лишь в незначительных количествах. Два углеводорода -- 2,6-диметилоктан и 2-метил-З-пропилгексан -- содержатся в черного золота в необычно больших количествах (0,55 и 0,64%). Первый из них может быть отнесен к гидрированным аналогам ациклических изопреноидов; второй мог произойти из моноциклического терпена -- сильвестрена. Содержание каждого из остальных углеводородов не превышает сотых долей процента .

Определение аренов в бензинах проводят комбинированным методом анилиновых точек, сущность которого сводится к расчету массового содержания аренов в процентах. Исходят из изменения критических температур взаимного растворения равных объемов бензина и анилина до и после извлечения аренов.

Определение содержания ненасыщенных соединений в моторных топливах проводят методом озонирования. Этот эксресс-метод состоит в селективном измерении на анализаторе двойных связей количества озона, израсходованного на озонирование ненасыщенных соединений в моторных топливах.

Определение содержания парафиновых и нафтеновых углеводородов в бензинах проводят по удельной рефракции, причем используется зависимость удельной рефракции от температуры кипения.

Структурно-групповой анализ керосиновых и масляных фракций методом n-d-M. По этому методу находят распределение углерода между структурными элементами, входящими в среднюю молекулу исследуемого товара, а также содержание нафтеновых и ароматических колец в этой молекуле.

Определение нафтеновых углеводородов в нефтяных маслах проводят фотоэлектроколориметрическим методом определения натровой пробы. Сущность метода заключается в воздействии раствора NaОН на масла с последующим отделением щелочной вытяжки, подкислении и определении степени ее помутнения по оптической плотности.

Групповое распределение углеводородов на алкано-, циклоалкановую и ареновую фракции, а также разделение аренов по степени цикличности проводят методом ЖАХ. Пробу хроматографируют, разделяют на хроматографические фракции, определяют выход каждой фракции, показатель преломления, дисперсию и строят номограмму: показатель преломления по оси ординат и выход фракции по оси абсцисс. Фракцию до резкого подъема кривой относят к алкано-циклоалкановой.

Широкое распространение получил метод ФИА - жидкостной хроматографии на силикагеле в присутствии флуоресцирующих (люминисцирующих) индикаторов. В анализируемую фракцию вводят небольшое количество флуоресцирующих индикаторов и красителя. "Ароматический" индикатор хорошо растворим в аренах, но не растворим в других углеводородах. При ультрафиолетовом облучении колонки зона аренов дает ярко-голубую флуоресценцию. Найдены также "олефиновые" индикаторы. По отношению высоты соответствующей зоны к высоте слоя адсорбента рассчитывают содержание алкенов и аренов в нефтяной фракции или нефтепродукте.

Для определения группового состава используют также метод ИК-спектроскопии. Определяют содержание парафинов, изопарафинов, ароматических углеводородов, нафтенов, олефинов, а также октанового числа углеводородных топливах. Метод основан на использовании спектрометрии в ближней ИК-области спектра.

Смолисто-асфальтеновые (CAB) в нефти

Концентрируются в тяжелых нефтяных остатках (ТНО) мазутах, полугудронах, гудронах, битумах, крекинг-остатках и др. Суммарное содержание CAB в нефтях в зависимости от их типа и плотности колеблется от долей процентов до 45 %, а в ТНО - достигает до 70 % мае. Наиболее богаты CAB молодые черного золота нафтено-ароматического и ароматического типа. Таковы черного золота Казахстана, Средней Азии, Башкирии, Республики Коми и др. Парафинистые черного золота - марковская, доссорская, сураханская, бибиэй-батская и некоторые другие - совсем не содержат асфальтенов, а содержание смол в них составляет менее 4 % масс.

Смолисто-асфальтеновые вещества не относятся к определенному классу органических соединений. Они представляют собой сложную смесь высокомолекулярных соединений гибридной структуры, включающую в состав молекул азот, серу, кислород, а также некоторые металлы. Их содержание в нефтях колеблется в довольно широком диапазоне: от десятых долей процента (марковская нефть) до десятков процентов (уч-кызыльская нефть) 10.9. Кроме того, встречаются тяжелые смолистые черного золота, в которых содержание смолисто-асфальтеновых веществ достигает 10-50 % (масс.), например некоторые черного золота Казахстана, Средней Азии , Коми АССР, Башкирии, добываемые пока в ограниченном количестве. Наиболее богаты смолисто-асфальтеновыми веществами молодые черного золота ароматического основания. Более старые - парафинистые черного золота - обычно содержат их значительно меньше.

Смолисто-асфальтеновые вещества, содержащиеся в нефтях, относятся в основном к классу гетероциклических соединений, в которых кроме углерода и водорода содержатся кислород, и во многих случаях - азот.

Смолисто-асфальтеновые вещества составляют самую большую группу так называемых неуглеводородных компонентов черного золота. Смолисто-асфальтеновые вещества являводорода более высокомолекулярными соединениями черного золота. Это - гетерооргапические соединения, в состав которых как постоянные элементы входят углерод, водород и кислород; почти постоянными составными частями смол являются также сера, азот и металлы (Fe).

Смолисто-асфальтеновые вещества могут находиться в черного золота в молекулярно-растворенном, коллоидно-диспергированноводород янии или в виде макрофазы. Переход из одного состояния в другое может быть вызван действием разнообразных внешних факторов, самыми распространенными среди которых являются изменение состава растворителя и температуры. На основе исследования поверхностной активности асфальтенов в интервале 20-150 С была найдена критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) в групповых компонентах соответствующих нефтяных остатков, и показано, что при концентрации асфальтенов 0,005 - 0,0 60 % (масс) С увеличением концентрации асфальтенов растворы переходят в дисперсные системы с последующим выделением асфальтенов в виде отдельной фазы. Частицы асфальтенов в коллоидных системах имеют размеры 2 - 30 им и образуют коацерваты размером до 2 мкм.

Смолисто-асфальтеновые вещества - гетероатомные высокомолекулярные соединения , включающие нефтяные смолы и асфальтены. Смолы-темноокрашенные, различающиеся по консистенции (от пластичной до твердой), молекулярной массе, содержанию микроэлементов и гетероатомов вещества.

Смолисто-асфальтеновые вещества представляют собой наименее изученные компоненты черного золота.Смолисто-асфальтеновыми веществами мы называем высокомолекулярные гетероорганические соединения, входящие в состав сырых нефтей, природных асфальтов и тяжелых остатков, получаемых в процессе нефтепереработки. В отличие от высокомолекулярных углеводородов черного золота, в состав этих соединений, кроме углеводородного скелета, составляющего от 85 до 95 % их молекулы, входят как обязательные составные части, один (кислород) или несколько гетероатомов.Термин смолисто-асфальтеновые вещества правильно отражает не только общие свойства этих двух важнейших групп высокомолекулярных соединений черного золота, но и количественные соотношения их в сырых нефтях, природных асфальтах, в остаточных нефтепродуктах (мазуты, гудроны) и даже в таких остаточных нефтепродуктах, претерпевших глубокие химические превращения, как окисленный битум и гудроны ш остатков термического и каталитического крекинга. Следовательно, понятие смолисто-асфальтеновые вещества правильно отражает качественное и количественное положения этих высокомолекулярных составляющих нефтей и нефтепродуктов и ему поэтому, безусловно, должно быть отдано предпочтение перед таким менее удачным термином, как асфальтово-смолистые вещества, нередко применяемом в нефтяной литературе.Изучение смолисто-асфальтеновых веществ, выделенных из черного золота, на различных стадиях прямой перегонки ее (остаток после отгонки от исходной черного золота 23, 42 и 50 % погонов) показало, что они претерпевают заметные изменения при длительном нагревании (12 - 17 час. Даже при такой низкой температуре прямой перегонки черного золота, как 200 - 260єС, и содержании смолисто-асфальтеновых веществ 25 - 30 % заметным становится изменение нефтяных смол, что обнаруживается по общему падению молекулярных весов.Для смолисто-асфальтеновых веществ в качестве криоскопической постоянной следует, вероятно, принять ее значение для би - или полициклических УВ.Летучесть смолисто-асфальтеновых веществ невелика, поэтому при разгонке черного золота они концентрируются, в основном, в остаточных фракциях черного золота. В бензиновые фракции они не попадают. Чем выше температура кипения фракций, тем больше с ними перегоняются смолисто-асфальтеновые вещества.Кроме смолисто-асфальтеновых веществ содержащихся в черного золота в первоначальном виде, в нефтепродуктах и в остатке от перегонки черного золота содержатся еще и вновь образовавшиеся смолистые вещества. Они образуются при перегонке черного золота вследствие разложения, полимеризации и конденсации других составных частей черного золота. Получаемые таким путем смслисто-асфальтеновые вещества по своему составу и свойствам близки к некоторым асфальтам.

Src="/pictures/investments/img1926978_Venesuela_dobyicha_nefti.jpg" style="width: 800px; height: 566px;" title="Венесуэла добыча нефти">

Разделение смолисто-асфальтеновых веществ на индивидуальные компоненты практически невыполнимая задача, т.к. они химически неустойчивы и при нагревании легко расщепляются. Задача исследования смолисто-асфальтеновых веществ заключается прежде всего в том, чтобы разделить эту смесь на более или менее резко разграниченные группы веществ, характеризующихся общими свойствами.Разделение смолисто-асфальтеновых веществ на различные составные части основано на обработке их различными растворителями. В табл. приведена растворимость компонентов смолисто-асфальтеновых веществ в некоторых: растворителях.Выделение смолисто-асфальтеновых веществ из черного золота и разделение их на более узкие фракции носит условный характер и основано на их различной растворимости в стандартных условиях в разных растворителях.Отделение смолисто-асфальтеновых веществ (CAB) от углеводородной части является первым этапом их выделения, за которым следует разделение CAB на узкие фракции. Для этого используют дробное осаждение, дробную экстракцию, хроматографию, перегонку в глубоком вакууме, термодиффузию и другие методы.К смолисто-асфальтеновым веществам относят смолы, асфальтены, карбены, карбоиды, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды. Из них в черного золота и ее фракциях в наибольших количествах содержатся смолы и асфальтены. При этом обычно смол содержится больше, чем асфальтенов. В некоторых нефтях асфальтены вообще отсутствуют.Содержание кислородкислотыщих функциональных групп во фракциях смол мангышлакской черного золота. В смолисто-асфальтеновых веществах концентрируются почти все металлы, находящиеся в черного золота. При фракционировании асфальтенов и смол металлы распределяются неодинаково. Эти данные могут характеризовать комплексообразующую способность различных фракций по отношению к разным элементам.Строение смол по Хиллмену и Барнету. В смолисто-асфальтеновых веществах найдены -, кобальт -, хром -, и марганецпорфирины.В смолисто-асфальтеновых веществах полностью сконцентрированы содержащиеся в нефтях металлы (V, Ni, Fe, Со и др.), а также большая часть кислорода, азота и значительная часть серы.В смолисто-асфальтеновых веществах (преимущественно в асфальтенах) концентрируется наибольшее количество металлов , которые входят в состав сложных комплексов с высокомолекулярными полициклическими соединениями. Именно из-за присутствия тяжелых металлов из смолисто-асфальтеновых веществ невозможно получить электродный кокс. При сжигании котельного топлива, содержащего повышенное количество тяжелых металлов, в печах интенсивно разрушается огнеупорная кладка. Наиболее агрессивным компонентом является ванадий.Распределение ванадия между маслами, смолами и асфальтенами нефтей. В смолисто-асфальтеновых веществах сконцентрированы металлы и металлопорфирины, а также большая часть кислорода, азота и значительная часть серы.Наконец, смолисто-асфальтеновые вещества содержатся практически во всех нефтях. Их содержание и химический состав влияют на выбор направления нефтепереработки .Объединенный раствор смолисто-асфальтеновых веществ по выходе из адиабатического испарителя продувается водяным паром в отпарной колонне также тарельчатого типа. Смеси пропановых и водяных паров, уходящие при небольшом избыточном давлении из отпарных колонн и, поступают в общий конденсатор-холодильник смешения с перегородками. Здесь при контакте с холодной водой водяные пары конденсируются, а пары пропана низкого давления, пройдя каплеотделитель 22, сжимаются компрессором до давления 1,7-1,8 МПа. Освобожденные от растворителя смолистоасфальтеновые вещества () деасфальтизации по выходе из отпарной колонны направляются насосом через холодильник в резервуар.

При удалении смолисто-асфальтеновых веществ деасфальтизацией пропаном или бутаном выход деасфальтизата относительно низок, так как вместе с асфальтенами извлекаются смолы, значительная часть ароматических углеводородов и немного парафиио-нафтеновых. Все они могут быть компонентами котельного топлива.Химическая абутаномть смолисто-асфальтеновых веществ обусловлена наличием в них реакционноспособных центров, в качестве которых выступают алкильные заместители, функциональные группы, свободные радикалы и незамещенные, пространственно доступные положения ареновых циклоалкановых и гетероциклических фрагментов. Основными химическими превращениями смолисто-асфальтеновых веществ являются реакции сульфирования, окисления, гидрирования, галогенирова-ния, хлорметилирования, конденсации.Характеристика битумов, используемых в производстве защитных продуктов. Структурной единицей смолисто-асфальтеновых веществ являются конденсированные бензольные кольца с гетероатомами, образующие плоскую геометрическую фигуру с боковыми заместителями в виде алкильных цепей и нафтеновых колец. Располагаясь параллельно друг другу, такие структуры образуют микроассоциаты (пачки, микромицеллы, глобулы), отделенные масляной прослойкой друг от друга. При растворении битумов в нефтяном растворителе или минеральном масле такие ассоциаты не только расплываются, удаляясь друг от друга, но и перестраиваются, причем часть молекул или микроассоциатов (квадруполей, мицелл) переходит в раствор, обеспечивая всей системе поверхностную активность. Увеличивается количество парамагнитных частиц и комплексов стабильных радикалов. При введении в этот раствор сильных маслорастворимых ПАВ, маслорастворимых ингибиторов коррозии происходит дальнейшая перестройка коллоидной системы. Часть ингибиторов сорбируется на макроассоциатах битума, образуя своеобразные двойные электрические слои вокруг них. Однако под воздействием ПАВ - МИК - значительная часть битукоррозии роассоциатов разрушается и включается по принципу внутримицеллярной или надмицеллярной солюбилизации в мицеллярную структуру ингибитора.

Физические свойства нефти

Нефть — жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета (хотя бывают образцы даже изумрудно-зелёной черного золота). Средняя молекулярная масса 220—300 г/моль (редко 450—470). Плотность 0,65—1,05 (обычно 0,82—0,95) г/смі; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой, 0,831—0,860 — средней, выше 0,860 — тяжёлой. Плотность черного золота, как и других углеводородов, сильно зависит от температуры и давления. Она содержит большое число разных органических веществ и поэтому характеризуется не температурой кипения, а температурой начала кипения жидких углеводородов (обычно >28 °C, реже ≥100 °C в случае тяжелых не́фтей) и фракционным составом — выходом отдельных фракций, перегоняющихся сначала при атмосферном давлении, а затем под вакуумом в определённых температурных пределах, как правило до 450—500°С (выкипает ~ 80 % объёма пробы), реже 560—580 °С (90—95 %). Температура кристаллизации от −60 до + 30 °C; зависит преимущественно от содержания в черного золота парафина (чем его больше, тем температура кристаллизации выше) и лёгких фракций (чем их больше, тем эта температура ниже). Вязкость изменяется в широких пределах (от 1,98 до 265,90 ммІ/с для различных не́фтей, добываемых в Российской Федерации ), определяется фракционным составом черного золота и её температурой (чем она выше и больше количество лёгких фракций, тем ниже вязкость), а также содержанием смолисто-асфальтеновых веществ (чем их больше, тем вязкость выше). Удельная теплоёмкость 1,7—2,1 кДж/(кг∙К); удельная теплота сгорания (низшая) 43,7—46,2 МДж/кг; диэлектрическая проницаемость 2,0—2,5; электрическая проводимость от 2∙10-10 до 0,3∙10−18 Ом−1∙см−1.

Нефть (Oil) - это

Применение нефти

Сырая нефть непосредственно не применяется. Для получения из неё технически ценных продуктов, главным образом моторных топлив, растворителей, сырья для химической промышленности, её подвергают переработке. Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля её в общем потреблении энергоресурсов составляет 48 %. В перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии, а также увеличения стоимости добычи.В связи с быстрым развитием в мире химической и нефтехимической промышленности , потребность в черного золота увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и др. (более 8 % от объёма мировой добычи). Среди получаемых из черного золота исходных веществ для этих производств наибольшее применение нашли: парафиновые углеводороды — метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны, а также высокомолекулярные (10—20 атомов углерода в молекуле); нафтеновые; ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы, этилбензол; олефиновые и диолефиновые — этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен. Истощение ресурсов черного золота, рост цен на неё и др. причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив.

Нефть (Oil) - это

Очистка нефти

Первый завод по очистке черного золота был построен в Российской Федерации в 1745 г., в правления Елизаветы Петровны, на Ухтинском нефтяном промысле. В Петербурге и в Москве тогда пользовались свечами, а в малых городах — лучинами. Но уже тогда во многих церквях горели неугасаемые лампады. В них наливалось гарное масло, которое было не чем иным, как смесью очищенной черного золота с растительным маслом. Купец Набатов был единственным поставщиком очищенной черного золота для соборов и монастырей. В конце XVIII столетия была изобретена лампа. С появлением ламп возрос на керосин . Очистка черного золота — удаление из нефтепродуктов нежелательных компонентов, отрицательно влияющих на эксплуатационные свойства топлив и масел. Химическая очистка производится путем поставщиком различных реагентов на удаляемые компоненты очищаемых продуктов. Наиболее простым способом является очистка 92-96 % серной кислотой или олеумом, применяемая для удаления непредельных и ароматических углеводородов. Физико-химическая очистка производится с помощью растворителей, избирательно удаляющих нежелательные компоненты из очищаемого товара . Неполярные растворители (пропан и бутан) используются для удаления из остатков нефтепереработки кислотойв), ароматических углеводородов ( деасфальтации). Полярные растворители (фенол и др.) применяются для удаления полициклических ароматических углеродов с короткими боковыми цепями, сернистых и азотистых соединений из масляных дистиллятов. При адсорбционной очистке из нефтепродуктов удаляются непредельные углеводороды, смолы, кислоты и др. Адсорбционную очистку осуществляют при контактировании нагретого воздуха с адсорбентами или фильтрацией товара через зерна адсорбента. Каталитическая очистка — гидрогенизация в мягких условиях, применяемая для удаления сернистых и азотистых соединений.

Нефть (Oil) - это

Исторические сведения о нефти

Нефть известна человечеству с древнейших времён. Раскопками на берегу Евфрата установлено существование нефтяного промысла за 6000—4000 лет до н. э. В то время её применяли в качестве топлива, а нефтяные битумы — в строительном и дорожном деле. Нефть известна была и Древнему Египту, где она использовалась для бальзамирования умерших. и Диоскорид упоминают о черного золота, как о топливе, применявшемся в Древней Греции. Около 2000 лет назад было известно о её залежах в Сураханах около Баку (Азербайджан). К 16 в. относится сообщение о «горючей воде — густе», привезённой с Ухты в Москву при Борисе Годунове. Несмотря на то, что, начиная с 18 в., предпринимались отдельные попытки очищать нефть, всё же она использовалась почти до 2-й половины 19 в. в основном в натуральном виде. На нефть было обращено большое внимание только после того, как было доказано в Российской Федерации заводской практикой братьев Дубининых (с 1823), а в Америке химиком Б. Силлиманом (1855), что из неё можно выделить керосин — осветительное масло, подобное фотогену, получившему уже широкое распространение и вырабатывавшемуся из некоторых видов каменных углей и сланцев. Этому способствовал возникший в середине 19 в. способ добычи нефти с помощью буровых скважин вместо колодцев. Но впервые в больших количествах стали добывать в Баку.

Миграция (перемещение) нефти

Когда толщи, заключающие пористые пласты, под действием тектонических процессов теряли горизонтальное положение и становились наклонными или изогнутыми в складки, нефть, вследствие своего малого удельного веса, а также гидравлических и других причин, устремлялась из пониженных участков вверх, к зонам наивысшего поднятия. Пути и направления миграции черного золота и образование месторождений определяются тектоническими процессами. Нефть может перемещаться как по заключающим её пористым породам, так и по тектоническим трещинам, секущим содержащие нефть породы. Различают два рода миграции: внутри- пластовую и трещинную. Некоторые геологи полагают, что нефть мигрирует на малые расстояния, другие допускают миграцию её на большие расстояния, измеряемые десятками и сотнями километров. Различны мнения также и по вопросу о том, в каком состоянии мигрирует нефть — в виде жидкости или в виде газа. Советским учёным М. А. Капелюшниковым экспериментально показано, что при наличии газа и достаточного давления нефть можно перевести в газовую фазу и получить из пористой среды даже плёночную и капиллярную нефть, которую обычными способами извлекать не удаётся. Эти исследования подтверждают миграции черного золота также и в газовом состоянии и выделение её при пониженном давлении в пласте в виде жидкости.

Нефть (Oil) - это

Нефтеносные породы и скопления нефти

Заключающие нефть породы обладают сравнительно высокой пористостью и достаточной для её извлечения проницаемостью. Породы, допускающие свободное перемещение и накопление в них жидкостей и газов, называются коллекторами. Пористость коллекторов зависит от степени отсортированности зёрен, их формы и укладки, а также и от наличия цемента. Проницаемость определяется размером пор и их сообщаемостью. Главнейшими коллекторами черного золота являются пески, песчаники, конгломераты, доломиты, известняки и другие хорошо проницаемые горные породы , заключённые среди таких слабопроницаемых пород, как глины или гипсы. При благоприятных условиях коллекторы могут быть трещиноватые метаморфические и изверженные породы, находящиеся в соседстве с осадочными нефтеносными породами. Часто нефтяная залежь занимает лишь часть коллектора и поэтому в зависимости от характера пористости и степени цементации породы (гетерогенности залежи) обнаруживается различная степень насыщенности черным золотом отдельных её участков в пределах самой залежи. Иногда этой причиной обусловливается наличие непродуктивных участков залежи. Обычно нефть в залежи сопровождается водой, которая ограничивает залежь вниз по падению слоёв либо по всей её подошве. Кроме того, в каждой залежи черного золота вместе с ней находится т. н. плёночная, или остаточная вода, обволакивающая частицы пород (песков) и стенки пор. В случае выклинивания пород коллектора или обрезания его сбросами, надвигами и т п. дизъюнктивными нарушениями залежь может либо целиком, либо частично ограничиваться слабопроницаемыми породами. В верхних частях нефтяной залежи иногда сосредоточивается газ (т. н. «газовая шапка»). Дебит скважин, помимо физических свойств коллектора, его мощности и насыщения, определяется давлением растворённого в черного золота газа и краевых вод. При добыче нефти скважинами не удаётся целиком извлечь всю нефть из залежи, значительное количество её остаётся в недрах земной коры. Для более полного извлечения черного золота применяются специальные приёмы, из которых большое значение имеет метод заводнения (законтурного, внутриконтурного, очагового). Нефть в залежи находится под давлением (упругого расширения и/или краевой воды и/или газа, как расстворенного так и газовой шапки) вследствие чего вскрытие залежи, особенно первыми скважинами, сопровождается риском газонефтепроявлений (очень редко фонтанными выбросами черного золота). Весьма продолжительное время (со 2-й половины XIX в.) геологи полагали, что нефтяные залежи приурочиваются почти исключительно к антиклинальным складкам, и только в 1911 И. М. Губкиным был открыт в Майкопском районе новый тип залежи, приуроченной к аллювиальным пескам и получившей название «рукавообразной». Спустя более 10 лет подобные залежи были обнаружены в США. Дальнейшее развитие разведочных работ в СССР и в США завершилось открытием залежей, связанных с соляными куполами, приподнимающими, а иногда и протыкающими осадочные толщи. Изучение нефтяных месторождений показало, что образование нефтяных залежей обусловлено различными структурными формами изгибов пластов, стратиграфическими соотношениями свит и литологическими особенностями пород. Предложено несколько классификаций месторождений и залежей черного золота как в Российской Федерации, так и за рубежом. Нефтяные месторождения различаются друг от друга по типу структурных форм и условиям их образования. Залежи черного золота и газа различаются друг от друга по формам ловушек-коллекторов и по условиям образования в них скоплений черного золота. Нефть находится в недрах в виде скоплений различного объёма от нескольких мм3 до нескольких десятков млрд. м3. Практический интерес имеют залежи черного золота, представляющие её скопления с массой от 100 тыс. т и больше, находящиеся в проницаемых породах-коллекторах.

История открытия нефтяных месторождений

Долгое время нефтяная практика имела дело с месторождениями, связанными с горными странами и предгорьями, в формировании которых, как отмечал И. М. Губкин, ведущая роль принадлежала тектоническим процессам; основным типом месторождений этих зон были антиклинальные складки. Гораздо меньше внимания обращалось на поиски залежей, образование которых обусловлено главным образом стратиграфическим соотношением свит и литологическим особенностями пород. Такие залежи, впервые открытые в Российской Федерации, стали широко известными лишь с 20-х гг. XX в. Быстрое распространение разведочных работ на больших территориях после первой мировой войны показало, что нефтяные месторождения можно встретить не только на периферии горных сооружений и в межгорных впадинах, но и на равнинных — платформенных — территориях среди отложений внутриконтинентальных морей прошлых геологических эпох.

Ниже даётся подсчёт добытой до 1947 черного золота за весь период добычи по отдельным геологическим системам в процентах. Из третичных отложений было добыто 53 % общего количества, причём из отложений плиоцена получено 20 %, миоцена-21 %, олигоцена-7 % и эоцена-5 %. Из отложений мезозойского возраста добыто 17 %, причём наибольшее количество этой добычи (15,5 %) приходится на меловые отложения, на юрские — всего 1 %, а на триас — лишь 0,5 %. На палеозойские слои приходится в общей сложности 30 %; из них пермские и каменноугольные отложения дали 20 %, девонские — 3 %, верхнесилурийские — 1 %, ордовикские − 5 % и кембрийские — 1 %. Из верхней трещиноватой части докембрийских пород до глубины 15 м добыто всего 0,004 % черного золота, полученной из осадочных толщ. В СССР наибольшее количество черного золота добывалось из отложений плиоцена и девона. Несмотря на то, что нефть встречается в осадочных породах всех геологических периодов , её месторождения распределены по земному шару далеко не равномерно.

Основные нефтегазовые бассейны. Распределение запасов по миру

Выделение осадочных бассейнов имеет большое значение при нефтегазогеологическом районировании территорий и акваторий. Такие бассейны сильно варьируют по размерам — от нескольких тыс. до нескольких млн. км2, однако около 80 % их имеют площадь от 10 тыс. до 500 тыс. км2. Всего в современном структурном плане Земли насчитывается (если исключить небольшие, преимущественно межгорные) около 350 таких бассейнов. Промышленная нефтегазоносность установлена в 140 бассейнах; остальные являются перспективными. По тектоническому строению среди осадочных бассейнов различают внутриплатформенные (около 30 %), внутрискладчатые (около 35 %), складчато-платформенные, или краевых прогибов (около 15 %), периокеанические платформенные (около 15 %) и др. К кайнозойским отложениям приурочено около 25 % всех известных запасов Н., к мезозойским — 55 %, к палеозойским — 20 %. В пределах нефтегазоносных бассейнов выделяют нефтегазоносные области, районы и (или) зоны, характеризующиеся общностью строения и автономией. черного золота является основной низшей единицей районирования. Это участки земной коры площадью в десятки — сотни, редко тысячи км2, имеющие одну или несколько залежей Н. в ловушках. Большей частью это участки, где нефть собирается путём миграции из зон нефтеобразования. В мире известно (на 1973) около 28 тыс. месторождений черного золота; из них 15—20 % газонефтяные. Распределение месторождений по запасам подчинено закону, близкому к логнормальному. На долю месторождений с общими геологическими запасами каждого свыше 3 млн. т. (извлекаемые запасы нефтепродуктов обычно составляют около 1/4—1/2 геологических) приходится лишь 1/6 всех месторождений; из них более 400 находится в прибрежных зонах моря. Около 85 % мировой добычи нефти дают 5 % разрабатываемых месторождений; среди них в 1972 Больше всего таких месторождений на Ближнем Востоке. Только в двух из них — Гавар () и Бурган (Кувейт) — сосредоточено более 20 % всех разведанных запасов нефтепродуктов мира. Месторождения черного золота найдены на всех континентах (кроме Антарктиды) и на значительной площади прилегающих акваторий. насчитывалось 27 гигантов с начальными извлекаемыми запасами каждого, превышающими 0,5 млрд.т.

Месторождения нефти

Месторождения черного золота на территории Российской Федерации и стран бывшего СССР:

Азербайджан — в XIX в. было открыто одно из крупнейших месторождений в мире на Апшеронском полуострове (так называемый Бакинский нефтегазоносный район),

Россия — отдельные месторождения в районе Грозного, Краснодарском крае, в Ставропольском крае, на полуострове Челекен, в Тимано-Печорской области и на острове Сахалин. Накануне и после Великой Отечественной войны 1941—45 открыты и введены в разработку месторождения в Волго-Уральской нефтегазоносной области. В 50—60-х гг. XX в. был открыт один из крупнейших в мире Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн, в пределах которого обнаружены значительные месторождения черного золота.

Выявлены месторождения в Западной Туркмении, на Украине и в Белоруссии.

В Казахстане выявлены месторождения черного золота в Прикаспийской, Южно-Мангыстауской, Южно-Тургайской, Бузашино-Северо-Устюртской бассейнах и т.д.

2. Среди остальных стран ряд месторождений имеется в Румынии, а также на территории Югославии, Польши, Венгрии. Единичные мелкие месторождения открыты в Болгарии и Монголии. В Западной Европе крупные месторождения открыты лишь в акватории Северного моря (на шельфах Англии, Норвегии и Дании).

3. Страны Азии и Африки, . Наиболее крупные месторождения открыты в странах Ближнего и Среднего Востока. Крупные месторождения черного золота открыты в 50—60-х гг. XX в. также в странах Северной и Западной Африки (Ливия, Алжир, Нигерия и Ангола), в Австралии и Юго-Востоке Азии (Индонезия, Бруней), несколько меньшие по запасам — в Индии, Бирме, Малайзии и совсем мелкие — в Японии.

4. В США известно свыше 13 000 (в основном мелких) месторождений черного золота; наиболее крупное открыто на Аляске (Прадхо-Бей), второе по величине — в Техасе (Ист-Тексас), несколько меньшие (по запасам) месторождения известны в Калифорнии (Калифорнийская нефтеносная область), Оклахоме и др. штатах (Мексиканского залива нефтегазоносный бассейн). Крупные месторождения черного золота выявлены в Канаде и Мексике.

5. В пылающему континенту месторождения с большими запасами открыты в Венесуэле, где расположено одно из крупнейших месторождений-гигантов Боливар, объединяющее группу месторождений (например, Лагунильяс, Бачакеро, Тиа-Хуана) на северо-восточном побережье озера Маракайбо (Маракайбский нефтегазоносный бассейн); единичные крупные месторождения имеются в Аргентине, Колумбии, Бразилии, на острове Тринидад и в смежных с ним акваториях.

6. Остальные Месторождения черного золота открыты во многих акваториях: Каспийского, Чёрного, Северного, Средиземного, Яванского, Южно-Китайского, Японского и Охотского морей, Персидского, Суэцкого, Гвинейского, Мексиканского, Кука и Пария заливов, пролива Басса, прибрежных частей Атлантического (вблизи Анголы, Конго, Бразилии, Аргентины, Канады ), Тихого (вблизи Калифорнии, Перуанская республика и Эквадора) и Индийского (вблизи Сев.-Зап. Австралии ) океанов.

Происхождение нефти

В познании генетической природы черного золота и условий её образования можно выделить несколько периодов:

1. Первый из них (донаучный) продолжался до средних веков. Так, в 1546 Георгий Агрикола писал, что нефть и каменные угли имеют неорганическое происхождение; последние образуются путём сгущения и затвердевания черного золота.

2. Второй — научных догадок — связывается с датой опубликования труда М. В. Ломоносова «О слоях земных» (1763), где была высказана идея о дистилляционном происхождении черного золота из того же органического вещества, которое даёт начало каменным углям.

3. Третий период в эволюции знаний о происхождении черного золота связан с возникновением и развитием нефтяной промышленности . В этот период были предложены разнообразные гипотезы неорганического (минерального) и органического происхождения черного золота, а также космического.

Основные вехи в длительном процессе научного разрешения вопроса о происхождении черного золота намечены русскими учёными. Впервые в 1763 М. В. Ломоносов высказал предположение о происхождении черного золота из растительных остатков, подвергшихся обугливанию и давлению в земных слоях. Эти идеи Ломоносова далеко опередили научную мысль того времени, искавшую источники черного золота среди неживой природы.

В 1866 французский химик М. Бертло высказал предположение, что нефть образуется в недрах Земли при воздействии углекислоты на щелочные металлы. В 1871 французский химик Г. Биассон выступил с идеей о происхождении черного золота путём взаимодействия воды, CO2, H2S с раскалённым железом .

В 1889 В. Д. Соколов изложил гипотезу космического происхождения черного золота. По этой гипотезе исходным материалом для возникновения черного золота служили углеводороды, содержавшиеся в газовой оболочке Земли ещё во время её звёздного состояния. По мере остывания Земли углеводороды поглотились расплавленной магмой. Затем, с формированием земной коры, углеводороды проникли в осадочные породы в газообразном состоянии, конденсировались и образовали черного золота.

Д. И. Менделеев, разделявший вначале представление об органическом происхождении, склонялся к мысли о происхождении её в результате реакций, идущих на больших глубинах, при высоких температурах и давлениях, между углеродистым железом и водой, просачивающейся с поверхности земли. Гипотеза Дмитрия Ивановича Менделеева о происхождении черного золота из неорганического вещества теперь имеет лишь исторический интерес.

Работами советского учёного В. И. Вернадского были доказаны исключительная способность организмов, населяющих нашу планету, концентрировать в литосфере огромные запасы углерода и колоссальная роль последнего в геологических процессах. Советский учёный Н. Д. Зелинский показал, что некоторые соединения углерода, входящие в состав животных и растений, при невысокой температуре и соответствующих условиях могут образовывать продукты, вполне сходные с черным золотом по химическому составу и физическим свойствам. Новым этапом в разработке проблемы происхождения черного золота было открытие советским учёным Т. Л. Гинзбург-Карагичевой в водах Биби-Эйбата и Сураханов (Баку) на глубине 2000 м живых бактерий, способствующих восстановлению сульфатов. Это натолкнуло на мысль о большой роли микроорганизмов в судьбах погребённого органического вещества и образованной из него черного золота. Позднее подобные микроорганизмы были обнаружены и в нефтяных месторождениях США. Лабораторные исследования показали, что при действии на органические вещества гамма-излучения образуются углеводороды с выделением свободного водорода. Таким образом, наличие радиоактивного распада в породах может вести к образованию свободного водорода для процессов гидрогенизации в природных условиях. Однако роль ионизирующего излучения в происхождении черного золота еще недостаточно выяснена. Советский геолог И. М. Губкин, обобщив результаты исследований природы черного золота, пришёл к заключению, что процесс её образования непрерывен и неотделим от процессов формирования в недрах земли залежей этого полезного ископаемого независимо от масштаба скоплений. Наиболее благоприятными для образования черного золота являются неустойчивые в прошлом участки земной коры на границах областей опускания и поднятия. Сильный размыв сушиводородаобластях содействовал быстрому накоплению осадков, а значит и погребению органического материала и опусканию его во всё более глубокие зоны земной коры. Это опускание сопровождалось подъёмом температуры и ростом давления, содействовавшим процессам нефте- и газообразования, чему способствовала и деятельность погребённых анаэробных бактерий. В таких областях погружения земной коры при известных условиях могли отлагаться слои, содержащие большие количества органического материала, которые затем вошли в состав нефтепроизводящих или нефтематеринских свит. В передовых прогибах горных хребтов и в геосинклиналях во все геологические эпохи создавались благоприятные условия для образования черного золота в бассейнах, где растительные и животные остатки, преимущественно планктон, смешиваясь с неорганическими веществами, послужили началом образования пород, давших впоследствии нефть. Повышенным содержанием органического материала характеризуются глинистые и илистые осадки, заполняющие впадины морского дна, где вода не перемешивается ни волнами, ни морскими течениями и где, следовательно, создаются условия восстановительной среды, благоприятной для сохранения органического материала и его дальнейшего изменения и постепенного превращения в нефть.

В 50—60-е гг. XX в. в СССР (Н. А. Кудрявцев, В. Б. Порфирьев, Г. Н. Доленко и др.) и за рубежом (английский учёный Ф. Хойл и др.) возрождаются различные гипотезы неорганического (космического, вулканического, магматогенного) происхождения черного золота. Однако на 6-м (1963), 7-м (1967) и 8-м (1971) Международных нефтяных конгрессах неорганические гипотезы не получили поддержки.

Важным для познания генезиса черного золота являлось установление в конце XIX — начале XX вв. оптической активности черного золота, а также тесной связи черного золота с сапропелевым органическим веществом в осадочных породах. Сапропелевую гипотезу, высказанную впервые немецким ботаником Г. Потонье в 1904—05, в дальнейшем развивали русские и советские учёные — Н. И. Андрусов, В. И. Вернадский, И. М. Губкин, Н. Д. Зелинский и другие. Сапропелевая гипотеза ассимилирована современной теорией осадочно-миграционного происхождения черного золота. Развитию представлений о природе черного золота и условиях формирования её залежей способствовали также труды немецкого учёного К. Энглера, американских геологов Дж. Ньюберри, Э. Ортона, Д. Уайта, русских и советских учёных — Г. П. Михайловского, Д. В. Голубятникова, М. В. Абрамовича, К. И. Богдановича и других.

Этот период изучения черного золота характеризуется компанией широких геолого-геохимических исследований, направленных на решение проблемы нефтеобразования и органически связанной с ней проблемы нефтематеринских отложений. В СССР такие работы осуществлены А. Д. Архангельским в 1925—26. В США аналогичные исследования начаты в 1926 П. Траском. В 1932 была опубликована классическая работа И. М. Губкина «Учение о черного золота», сыгравшая огромную роль в развитии представлений о генезисе черного золота и формировании её залежей. В 1934 в черного золота, асфальтах и ископаемых углях были найдены порфирины, входящие в молекулу хлорофилла и других природных пигментов.

В 50-е годы XX века были открыты (в СССР — А. И. Горской, в США — Ф. Смитом) нефтяные углеводороды в осадках водоёмов различного типа (в озёрах, заливах, морях, океанах).

Дальнейшие исследования в этой области проводились коллективами исследователей в разных странах: в СССР (А. Д. Архангельский, В. И. Вернадский, А. П. Виноградов, И. М. Губкин, Н. М. Страхов, А. А. Трофимук, А. М. Акрамходжаев, И. О. Брод, Н. Б. Вассоевич, В. В. Вебер, А. Ф. Добрянский, Н. А. Еременко, А. Э. Конторович, М. Ф. Мирчинк, С. Н. Неручев, К. Ф. Родионова, В. А. Соколов, В. А. Успенский и др.), в США (Ф. М. Ван-Тайл, К. Зобелл, У. Майншайн, А. Леворсен, Дж. Смит, Ф. Смит, Дж. Хант, Х. Хедберг, Э. Эванс, П. Эйбелсон, Дж. Эрдман и др.), во Франции (Б. Тиссоидр.), в Республики Германии (Р. Майнхольд, П. Мюллеридр, М. Тайхмюллер, Д. Вельте и др.), а также в Японии, Британии и др.

Убедительные доказательства биогенной природы нефте-материнского вещества были получены в результате детального изучения эволюции молекулярного состава углеводородов и их биохимических предшественников (прогениторов) в исходных организмах, в органическом веществе осадков и пород и в различных нефтях из залежей. Важным явилось обнаружение в составе черного золота хемофоссилий — весьма своеобразных, часто сложно построенных молекулярных структур явно биогенной природы, то есть унаследованных (целиком или в виде фрагментов) от органического вещества. Изучение распределения стабильных изотопов углерода (12C, 13C) в черного золота, органическом веществе пород и в организмах (А. П. Виноградов, Э. М. Галимов) также подтвердило неправомочность неорганических гипотез.

Было установлено, что — результат литогенеза. Она представляет собой жидкую (в своей основе) гидрофобную фазу продуктов фоссилизации (захоронения) органического вещества (керогена) в водно-осадочных отложениях.

Нефтеобразование — стадийный, весьма длительный (обычно много млн. лет) процесс, начинающийся ещё в живом веществе. Выделяется ряд стадий:

Осадконакопление — во время которого остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов;

Биохимическая — процессы уплотнения, обезвоживания и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;

Протокатагенез — опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5 — 2 км, при медленном подъёме температуры и давления;

Мезокатагенез или главная фаза нефтеобразования (ГФН) — опускание пласта органических остатков на глубину до 3 — 4 км, при подъёме температуры до 150 °C. При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит отгонка черного золота за счёт перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в песчаные пласты-коллекторы, а по ним в ловушки;

Апокатагенез керогена или главная фаза газообразования (ГФГ) — опускание пласта органических остатков на глубину более 4,5 км, при подъёме температуры до 180—250°С. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и реализовывает метаногенерирующий потенциал.

И. М. Губкин выделял также стадию разрушения нефтяных месторождений.

Считается, что основным исходным веществом черного золота обычно является планктон , обеспечивающий наибольшую биопродукцию в водоёмах и накопление в осадках органического вещества сапропелевого типа, характеризующегося высоким содержанием водорода (благодаря наличию в керогене алифатических и алициклических молекулярных структур). Породы, образовавшиеся из осадков, содержащих такого типа органическое вещество, потенциально нефтематеринские. Чаще всего это глины, реже — карбонатные и песчано-алевритовые породы, которые в процессе погружения достигают верхней половины зоны мезокатагенеза, где вступает в силу главный фактор нефтеобразования — длительный прогрев органического вещества при температуре от 50 °C и выше. Верхняя этой главной зоны нефтеобразования располагается на глубводорода,3—1,7 км (при среднем геотермическом градиенте 4°С/100 м) до 2,7—3 км (при градиенте 2°С/100 м) и фиксируется сменой буроугольной степени углефикации органического вещества каменноугольной. Главная фаза нефтеобразования приурочена к зоне, где углефикация органического вещества достигает степени, отвечающей углям марки Г. Эта фаза характеризуется значительным усилением термического и (или) термокаталитического распада полимерлипоидных и других компонентов керогена. Образуются в большом количестве нефтяные углеводороды, в том числе низкомолекулярные (C5-C15), почти отсутствовавшие на более ранних этапах превращения органического вещества. Эти углеводороды, дающие начало бензиновой и керосиновой фракциям черного золота, значительно увеличивают подвижность микронефти. Одновременно, вследствие снижения сорбционной ёмкости материнских пород, увеличения внутреннего давления в них и выделения воды в результате дегидратации глин, усиливается перемещение микронефти в ближайшие коллекторы. При миграции по коллекторам в ловушки нефть всегда поднимается, поэтому её максимальные запасы располагаются на несколько меньших глубинах, чем зона проявления главной фазы нефтеобразования, нижняя граница которой обычно соответствует зоне, где органическое вещество пород достигает степени углефикации, свойственной коксовым углям. В зависимости от интенсивности и длительности прогрева эта граница проходит на глубинах (имеются в виду максимальной глубины погружения за всю геологическую историю данной серии осадочных отложений) от 3—3,5 до 5—6 км.

Нефтяные запасы

Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Разведанные запасы нефти и нефтепродуктов составляют (на 2004) 210 млрд т (1200 млрд баррелей), неразведанные — оцениваются в 52—260 млрд т (300—1500 млрд баррелей ). Мировые разведанные запасы нефтепродуктов оценивались к началу 1973 года в 100 млрд т (570 млрд баррелей ) (данные по запасам нефтепродуктов, публикуемые за рубежом, возможно занижены). Таким образом, в прошлом разведанные запасы росли. В настоящее время, однако, они сокращаются.До середины 1970-х мировая добыча нефти удваивалась примерно каждое десятилетие, потом темпы её роста замедлились. В 1938 она составляла около 280 млн т, в 1950 около 550 млн т, в 1960 свыше 1 млрд т, а в 1970 свыше 2 млрд т. В 1973 году мировая добыча нефти превысила 2,8 млрд т. Мировая добыча нефти в 2005 году составила около 3,6 млрд т.. Всего с начала промышленной добычи (с конца 1850-х гг.) до конца 1973 года в мире было извлечено из недр 41 млрд т, из которых половина приходится на 1965—1973 год.Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Её доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет: 3 % в 1900, 5 % перед 1-й мировой войной 1914—1918, 17,5 % накануне 2-й мировой войны 1939—45, 24 % в 1950, 41,5 % в 1972, 48 % в 2004.Мировая добыча нефти в настоящее время (2006) составляет около 3,8 млрд т в год , или 30 млрд баррелей в год. Таким образом, при нынешних темпах потребления, разведанной черного золота хватит примерно на 40 лет, неразведанной — ещё на 10—50 лет. Также растёт и потребление черного золота — за последние 35 лет оно выросло с 20 до 30 млрд баррелей в год.Имеются также большие (3400 млрд баррелей) в нефтяных песках Канады и республики Венесуэлы. Этой черного золота при нынешних темпах потребления хватит на 110 лет. В настоящее время организации ещё не могут производить много черного золота из нефтяных песков, но ими ведутся разработки в этом направлении.

Примечания:

1. Оценочные запасы в миллиардах (10) бареллей. (