Нефть - полезное ископаемое, представляющее из себя маслянистую жидкость. Это горючее вещество, часто черного цвета, хотя цвета нефти в разных районах различаются. Она может быть и коричневой, и вишневой, зеленой, желтой, и даже прозрачной. С химической точки зрения нефть - это сложная смесь углеводородов с примесью различных соединений, например, серы, азота и других. Ее запах также может быть различным, так как зависит от присутствия в ее составе ароматических углеводородов, сернистых соединений.

Углеводороды, из которых состоит нефть, - это химические соединения состоящие из атомов углерода (C) и водорода (H). В общем виде формула углеводорода - CxHy. Простейший углеводород, метан, имеет один атом углерода и четыре атома водорода, его формула - CH4 (схематично он изображен справа). Метан - легкий углеводород, всегда присутствует в нефти.

В зависимости от количественного соотношения различных углеводородов, составляющих нефть, ее свойства также различаются. Нефть бывает прозрачной и текучей как вода. А бывает черной и настолько вязкой и малоподвижной, что не вытекает из сосуда, даже если его перевернуть.

С химической точки зрения обычная (традиционная) нефть состоит из следующих элементов:

Углерод – 84%
Водород – 14%
Сера – 1-3% (в виде сульфидов, дисульфидов, сероводорода и серы как таковой)
Азот – менее 1%
Кислород – менее 1%
Металлы – менее 1% (железо, никель, ванадий, медь, хром, кобальт, молибден и др.)
Соли – менее 1% (хлорид кальция, хлорид магния, хлорид натрия и др.)
Нефть (и сопутствующий ей углеводородный газ) залегает на глубинах от нескольких десятков метров до 5-6 километров. При этом на глубинах 6 км и ниже встречается только газ, а на глубинах 1 км и выше - только нефть. Большинство продуктивных пластов находятся на глубине между 1 и 6 км, где нефть и газ встречаются в различных сочетаниях.

Залегает нефть в горных породах называемых коллекторами. Пласт-коллектор - это горная порода способная вмещать в себе флюиды, т.е. подвижные вещества (это могут быть нефть, газ, вода). Упрощенно коллектор можно представить как очень твердую и плотную губку, в порах которой и содержится нефть.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ
Образование нефти – процесс весьма и весьма длительный. Он проходит в несколько стадий и занимает по некоторым оценкам 50-350 млн. лет.

Наиболее доказанной и общепризнанной на сегодняшний день является теория органического происхождения нефти или, как ее еще называют, биогенная теория. Согласно этой теории нефть образовалась из останков микроорганизмов, живших миллионы лет назад в обширных водных бассейнах (преимущественно на мелководье). Отмирая, эти микроорганизмы образовывали на дне слои с высоким содержанием органического вещества. Слои, постепенно погружаясь все глубже и глубже (напомню, процесс занимает миллионы лет), испытывали воздействие усиливающегося давления верхних слоев и повышения температуры. В результате биохимических процессов, происходящих без доступа кислорода, органическое вещество преобразовывалось в углеводороды.

Часть образовавшихся углеводородов находилась в газообразном состоянии (самые легкие), часть в жидком (более тяжелые) и какая-то часть в твердом. Соответственно подвижная смесь углеводородов в газообразном и жидком состоянии под воздействием давления постепенно двигалась сквозь проницаемые горные породы в сторону меньшего давления (как правило, вверх). Движение продолжалось до тех пор, пока на их пути не встретилась толща непроницаемых пластов и дальнейшее движение оказалось невозможным. Это так называемая ловушка, образуемая пластом-коллектором и покрывающим ее непроницаемым пластом-покрышкой (рисунок справа). В этой ловушке смесь углеводородов постепенно скапливалась, образовывая то, что мы называем месторождением нефти. Как видите, месторождение на самом деле не является местом рождения. Это скорее местоскопление. Но, как бы там ни было, практика названий уже сложилась.

Поскольку плотность нефти, как правило, значительно меньше плотности воды, которая в ней всегда присутствует (свидетельство ее морского происхождения), нефть неизменно перемещается вверх и скапливается выше воды. Если присутствует газ, он будет на самом верху, выше нефти.

В некоторых районах нефть и углеводородный газ, не встретив на своем пути ловушку, выходили на поверхность земли. Здесь они подвергались воздействию различных поверхностных факторов, в результате чего рассеивались и разрушались.

Краткие сведения о нефти

К атегория:

Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

Краткие сведения о нефти

Нефть - это жидкое ископаемое, горючее вещество. По внешнему виду нефть - вязкая маслянистая жидкость темно-коричневого, иногда буро-зеленого цвета со специфическим запахом.

Химический состав нефти неоднороден. Она представляет собой смесь большого количества разнообразных веществ: многочисленных углеводородов, сернистых, кислородных, азотистых и других соединений.

По составу нефти, добытые в разных географических районах и даже из разных пластов одного и того же месторождения, сильно отличаются одна от другой. Любая нефть состоит из следующих химических элементов (%): углерода 83-87, водорода Н -14, азота 0,3-2,3, серы 0,1-6, кислорода 0,1 -1,3 и небольшого количества различных металлов. В нефти содержатся углеводороды, которые делят на парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (арены).

-

Кроме парафиновых углеводородов нормального строения существуют изомерные. Изомерное строение могут иметь углеводороды парафинового ряда с количеством атомов углерода 4 и более. Изомерные парафиновые углеводороды улучшают процесс сгорания бензинов, а нормальные парафиновые углеводороды повышают самовоспламеняемость дизельных топлив.

Углеводороды содержатся в нефти в значительных количествах. Присутствие легких нафтеновых углеводородов в бензине улучшает его свойства. Нафтеновые углеводороды обладают высокой химической стабильностью, т. е. способностью не вступать в химические реакции с другими веществами.

В автомобильных топливах не должно быть кислородных, азотистых и особенно сернистых соединений, которые вызывают сильную коррозию металлов.

Нефть - ископаемое вещество, представляющее собой маслянистую горючую жидкость. Залежи нефти находят на глубинах от нескольких десятков метров до 5-6 километров. Максимальное количество залежей располагается на глубине 2-3 километра. Нефть остается главным топливным сырьем в мире. Ее доля в мировом энергобалансе - 46%.

Характеристики и виды нефти

По химическому составу нефть - смесь около 1000 веществ. Главный "ингредиент" - углеводороды с различной молекулярной массой. В составе нефти их около 80-85%. Различают три вида углеводородов: парафиновые (метановые), нафтеновые и ароматические. Последние - самые токсичные.

Около 4-5% в составе нефти занимают органические соединения - сернистые, азотистые и кислородные. Остальные компоненты: углеводородные газы, вода, минеральные соли, металлы, механические примеси (песок, глина, известняк).

Цвет нефти разнится: от светло-желтого до темно-коричневого. Встречается и черная нефть, и насыщенно-зеленая и даже бесцветная. Запах тоже может быть разным: от легкого и приятного до тяжелого. Все зависит от содержания в нефти серы, кислорода и азота.

Самый важный показатель качества нефти - ее плотность. Чем она легче, тем выше ценится. Выделяют: легкую нефть (800— 870 кг/м ³), среднюю (870-910 кг/м ³) и тяжелую (свыше 910 кг/м ³). Показатели зависят от состава нефти, от температуры, давления и количества содержания газов. Плотность нефти измеряют ареометром.

Другие параметры, по которым определяется качество нефти: вязкость, температура кристаллизации, горения и вспышки, электрическая проводимость и теплоемкость.

Месторождение нефти

Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Месторождения этого полезного ископаемого классифицируют по-разному: в зависимости от географического месторасположения, от разведанности и изученности, от форм и размеров залежей.

Самая богатая нефтью страна - Саудовская Аравия (36 млрд. тонн). Далее следуют Канада (28 млрд. тонн), Иран (19 млрд. тонн) и Ливия (15 млрд. тонн). Россия в этом списке на 8-ом месте (13 млрд. тонн).

Супергигантские месторождения нефти, запасы которых превышают отметку 5 млрд. тонн: Румайла в Ираке, Кантарел в Мексике, Тенгиз в Казахстане, Аль-Гавар в Саудовской Аравии, Самотлорское в России, Бурган в Кувейте и Дацин в Китае.

Постоянно ведутся работы по разработке новых месторождений. По оценочным данным BP Statistical review of world energy, весьма перспективны в этом отношении Венесуэла и Канада. Специалисты считают, что при нынешних темпах развития промышленности, нефти только в этих двух странах хватит всему миру на 110 лет.

Добыча и переработка нефти

Добыча нефти - весьма сложный процесс, состоящий из множества этапов.

Выделяют три способа нефтедобычи:

Первичный - нефть сама под естественным давлением верхних пластов фонтанирует. Чтобы нефть поднялась на поверхность, используют погружные насосы и станки-качалки. Таким образом добывают до 15% нефти во всем мире.

Вторичный способ. Когда естественного давления уже не хватает, в пласт для усиления давления закачивают пресную воду, углекислый газ или воздух. Коэффициент извлечения нефти в этом случае составляет 45%.

Третичный метод применяют, когда вторичный становится уже не актуальным. В этом случае либо закачивают водяной пар, либо разжижают нефть, нагревая ее до определенной температуры. Таким образом из месторождения можно выкачать еще процентов 15 нефти.

Переработка нефти - многоступенчатый цикл операций, который проводят с целью получения нефтепродуктов из сырья. Вначале нефть очищают от газов, воды, различных примесей, затем транспортируют на нефтеперерабатывающие заводы, где путем сложных операций получают промышленные продукты.

Применение нефти

Люди стали использовать нефть задолго до нашей эры. Так, например, при строительстве стен Вавилона использовали асфальт и битум. Царь Навуходоносор топил нефтью огромную печь. А древнегреческий историк Геродот описывал способ добычи нефти, которым пользовались древние греки. А в Древней Индии нефть вовсю применяли в строительстве.

В настоящее время перечень продуктов, получаемых из нефти, исчисляется тысячами. Достаточно упомянуть, что продукты из нефти используют практически во всех видах промышленности: энергетической, тяжелой и легкой, химической и пищевой. Нефтепродукты нашли применение в автомобилестроении, медицине, в ракетостроении, сельском хозяйстве и строительстве.

Добыча нефти - сложный и многоступенчатый процесс, поэтому необходим комплексный подход, включающий несколько стадий изучения, требующий огромных инвестиций и трудозатрат. Стремление к максимизации эффективности, сокращению издержек и исключению негативных последствий для окружающей среды подталкивает нефтедобывающие компании к внедрению инноваций и тщательному исследованию месторождения задолго до того, как на нем началась работа.

А стоит ли оно того?
Геологоразведка предшествует непосредственно добычи и требует огромных инвестиций, использования самых современных технологий, глубокой и всеобъемлющей экспертизы. Бурение самой простой неглубокой скважины обходится в миллионы рублей, на шельфе, например, в Северном море, затраты могут достигать 1,5 млрд, и это не предел.

На таком фоне значение всех этапов геологоразведки трудно переоценить, ведь каждая скважина, промахнувшаяся мимо нефти, может стать причиной огромных убытков. А для долгосрочного развития компании и отрасли в целом необходимо постоянно искать новые места залегания нефти. Даже небольшие перерывы чреваты резким снижением добычи в будущем.

В те времена, когда углеводороды практически не применялись в промышленности, а ценилась только их горючесть и вязкость, за миллионами баррелей никто не гнался. Поэтому добывали сырье часто там же, где увидели его на поверхности почвы, и никто не мог предугадать, когда оно закончится. По мере развития индустрии в начале двадцатого века потребовались большие объемы сырья, и именно это время можно считать точкой отсчета для геологоразведки в современном понимании.

Где искать нефть?
Одно из ключевых свойств нефти заключается в том, что она обладает меньшей плотностью, чем вода. Проверить это очень легко: налейте в любую емкость подсолнечного масла и добавьте воду. Вода окажется внизу, масло поднимется наверх. Если в емкости остался и воздух, представляющий собой смесь газов, то он расположится на самом верху, сформировав третий слой. Именно так нефтеносные пласты и формируются: снизу вода, посередине нефть, выше - природный газ. Породы, заключающие нефть и допускающие свободное перемещение и накопление жидкостей и газов, называются коллекторами. Чаще всего они - осадочные. Пористость коллекторов зависит от типов зерен, а также от наличия цемента. Проницаемость определяется размером пор и их сообщаемостью.

Главнейшими коллекторами нефти являются пески, песчаники, конгломераты, доломиты, известняки и другие, хорошо проницаемые горные породы. При этом для формирования коллектора необходимо, чтобы пористый слой был заключен между непроницаемыми слоями, например, глиной и гипсом.

Нефть залегает в так называемых "ловушках", в которых богатые углеводородами слои оказываются зажатыми между непроницаемыми слоями. Они являются главной добычей нефтяников. Но бурить наугад бесполезно, ведь большинство месторождений расположены на глубине более километра и с поверхности ловушки не видно. Чтобы увеличить шансы на успех, нефтяники используют аэрофотосъемку и сейсморазведку.

Аэрофотосъемка и сейсморазведка: это еще что?
Чтобы увеличить шансы на успех, человечество сначала научилось анализировать местность, по косвенным признакам определяя, где же находится нефть. Это направление получило развитие после появления аэрофотосъемки. В наши дни упор делается на аэромагнитную и гравиметрическую съемку - с помощью таких методов можно выявить структурные особенности почвы.

Более того, сегодня нефтяникам помогают и космические технологии: группировка российских научных спутников помогает определить, как формировалась почва, и где может залегать сырье. Важную роль играют и экспедиции, цель которых - выяснить, целесообразно ли начинать бурение.

Сегодня сейсморазведка на суше осуществляется с помощью специальных передвижных платформ и сети из тысяч высокоточных датчиков. Компьютеры на основе полученных данных составляют карту, на которой отчетливо видны не только очертания, но и сведения о составе тех или иных слоев. Дело в том, что разные по типу породы по разному отражают звук, то есть соль "поет" не так как, например, глина.

Звуковые волны способны пронизывать землю на 3 км в глубину и более. Почва хорошо проводит звук.

А как это работает в большой воде?
Специфика работы на шельфе заключается в том, что здесь приходится использовать пневматику. Сначала на дно опускается сеть датчиков, а затем корабль с помощью специальных звуковых пушек, высвобождающих сжатый воздух, отправляет звуковые сигналы, которые и позволяют узнать, что же находится под морским дном. Данные технологии применяются только вместе с целым комплексом мер по предотвращению влияния на морскую фауну.

Проверочная работа
После того как было принято решение о том, как глубоко и где конкретно находится ловушка с нефтью, приходит время проверочных скважин. На самом деле, если мы говорим о стратегической геологоразведке, то опорные, параметрические и структурные скважины могут буриться и на ранних этапах, чтобы определить, на какие месторождения компания может рассчитывать в будущем.

Если же говорить о запуске коммерческого использования конкретного месторождения, то здесь важно понять, сырье какой категории и в каком объеме находится под землей, насколько легко оно извлекается, и вообще, с точки зрения монетизации, стоит ли начинать здесь полномасштабную добычу?

Интересно, что первой целью при бурении поисковых скважин становится не сама нефть, а столбик породы, так называемого керна. На поверхность поднимают образец того или иного пласта цилиндрической формы, который затем направляется на детальный анализ в лабораторию. Сделав выводы о перспективах добычи нефти на основе структуры керна, пробу отправляют в специальное кернохранилище, где она будет оставаться всегда, даже когда само месторождение будет выработано.

Помимо физических проб, нужно добыть и дополнительную информацию. Например, о том, как пласт почвы меняется по мере удаления от скважины. Под землю могут опустить специальный геофизический зонд. Надо сказать, что нефтяники не лишены юмора. Этот метод называется каротаж от французского "carotte" ("морковь"). Уж очень высокотехнологичный зонд похож на морковку.

Вот такую трудоемкую работу приходится проделывать до полномасштабной добычи нефти.

Нефть – основная составляющая часть энергоресурсов нашей планеты. Благодаря своим преимуществам в части тепловой отдачи и легкости использования нефть завоевала рынки развитых и развивающихся стран.

Нефть является топливом для транспорта, тепловых электростанций и сырьем для химической промышленности. Из-за ограниченности запасов нефти и ее запасов в мире все время идет политическая и вооруженная борьба за бесперебойное обеспечение нефтью.

Роль нефти в современном мире

Поскольку нефть является важным видом энергетического сырья, ее роль в мировой экономике и политике неуклонно возрастает. Страны, являющиеся экспортерами нефти, с помощью данного природного ресурса добиваются экономических и социальных успехов. В то же время зависимость экономики таких стран от цен нефти на рынке является их слабостью. Это неоднократно наблюдалось в России при падении цен на нефть. Единственным методом борьбы с таким негативным явлением является диверсификация экономики страны .

По добыче нефти на первом месте стоит Саудовская Аравия, которая производит в год 542 млн тонн, что составляет 13,1 % мировой добычи. На 2-м месте находится Россия (12,9 %), далее – США (10,8 %), Китай (5 %), Канада (4,7 %), Иран (4 %). Мировая добыча нефти в 2013 году составила 4,13 млрд тонн.

По потреблению нефти на 1-м месте стоят США, которые используют 831 млн тонн в год, что составляет 19,9 % всего мирового потребления нефти. На втором месте, как и следовало ожидать, Китай (12,1 %). Основные производители нефти, Саудовская Аравия и Россия, забирают всего 3,2 % и 3,7 % мирового потребления нефти соответственно.

Где используется нефть

Прежде чем начать использование продуктов из нефти, она перерабатывается на нефтеперерабатывающем заводе (НПЗ). При начальной переработке нефть разделяется на фракции с помощью специальных устройств – ректифиционных колонн. Сырая нагретая нефть подается в колонны, где происходит ее разделение на легкие и тяжелые фракции:

• бензин,
• лигроин,
• керосин,
• газойль,
• мазут.

Первые две фракции подвергают обработке под давлением при T = +300–350 °С и наличии катализаторов. В результате получают высококачественный бензин для автомобилей и углеводороды, которые становятся сырьем для нефтехимического производства различных пластмасс и других продуктов.

Керосин очищают и получают различные виды керосина, в том числе авиационный, тракторный и осветительный. Мазут, представляющий собой остатки после выделения всех других фракций, идет на топку котлов или перегонку для получения моторного масла и гудрона.

В нефтехимической промышленности используются углеводороды, в состав которых входят такие продукты, как метан, из которого получают аммиак для изготовления удобрений, и метанол, используемый при изготовлении смол и пластмасс, а также красок и лекарств.

Другим распространенным продуктом, получаемым из углеводородов, является этилен, из которого делают, этиловый спирт, дихлорэтан и полиэтилен ( и ПЭНД). Кроме того, из углеводородов, являющихся продуктом перегонки нефти, можно получать еще очень большое количество различных продуктов.

Влияние добычи нефти на окружающую среду

В состав нефти входят летучие токсичные углеводороды, нафталин, что делает нефть опасной для природы и здоровья человека.

К источникам загрязнения окружающей среде можно отнести следующие объекты:

• нефтепромыслы,
• нефтепроводы,
• нефтехранилища,
• средства наземного и морского транспорта.

Каждый из этих объектов в случае какой-либо неисправности может являться угрозой для экологии.

Если это наземные объекты, то результатом их аварии может стать разлив нефти по поверхности земли.

Особенно опасным может стать возникновение внештатной ситуации, в результате которой нефть выльется в море. Это может случиться на танкере или на береговом терминале. В таком случае погибает морская фауна, гибнут птицы и рыбы.

Для борьбы с такими разливами используются различные механические средства сбора нефти с поверхности земли или моря, а также специальные вещества – сорбенты.

Добыча нефти

Месторасположение Вынгапуровского месторождения нефти, его хараВынгапуровское месторождение нефти и газа

Холмогорское месторождение – наиболее выработанный промысел. Сегодня нефтяники проводят менроприятия по повышению продуктивности эксплуатации этого объекта

Геологическая разведка на территории Куюмбинского месторождения. Планирование добычи нефти. Методы бурения. Финансирование проекта. Количество скважин

Основная краткая информация о мегионском месторождении нефти в ХМАО-Югре. Для широкого круга читателей, без сложных научных и профессиональных терминов

Рассмотрены основные характеристики Юрхаровского месторождения на севере Западной Сибири. Приведены величины подвержденных запасов газа и жидких углеводоводов, оценены значение и перспективы развития этого месторождения

Еще недавно Уват считался гиблым местом. С началом разработки Уватского проекта и Усть-Тегусского месторождения, входящего в проект, в этом районе жизнь забила ключом - появилась работа для местного населения, начали строиться дороги и целые поселки

Усть-Балыкское месторождение считается одним из пионеров Западно-Сибирской нефтяной летописи. Оно по праву признано 50-летним стратегическим оплотом топливно-энергетической безопасности России. Несмотря на упавший дебит, его еще рано списывать со счетов

Рассмотрены основные характеристики месторождения, история его развития, негативное влияние добычи нефти и газа на окружающую природу

Разработка компанией ООО «ИНК» Ярактинского нефтегазоконденсатного месторождения идёт полным ходом, а планируемый срок эксплуатации этого НГКМ составляет семьдесят лет

Опытно-промышленное освоение Сузунского месторождения закончится в следующем году. На данный момент в стадии строительства находятся два куста эксплуатационных скважин и промышленная площадка на насыпи

Особенности эксплуатации Талаканского месторождения нефти и газа, мощность залежей, этапы освоения, экологические проблемы

Ленский филиал ООО «Газпром добыча Ноябрьск» под названием Чаяндинское нефтегазопромысловое управление занимается обустройством и разработкой НГКМ - главного звена “Силы Сибири

Особенностью Комсомольского ГКНМ является наличие преимущественно тектонически экранированных залежей с незначительным участием залежей литологически экранированного и пластово-сводового типа

Самая вязкая и особо ценная нефть в залежах у Печоры

Мировые запасы нефти

Распределение и добыча нефти на земле очень неравномерны. В соответствии с данными статистического сборника компании British Petroleum основные месторождения нефти расположены на Ближнем Востоке. Они оцениваются в 109,4 млрд тонн и составляют 47,9 % от всех мировых запасов. При этом запасы нефти в Саудовской Аравии составляют 15,8 % мировых запасов. Запасы Северной Америки составляют 13,6 %, Южной Америки – 19,5%. При этом в Венесуэле сосредоточено 17,7 % запасов нефти. В Евразии имеются запасы нефти в 8,8 % от мировых запасов, при этом на Россию приходится 5,5 %.

Для того чтобы ориентировочно оценить срок, на который мировой экономике хватит нефтяных ресурсов при нынешнем темпе потребления нефти, можно разделить мировые запасы в 238,2 млрд тонн на суммарную годовую добычу нефти, которая составляет 4,13 млрд тонн. Этот срок равен приблизительно 50 годам. При этом надо учитывать неопределенность, которая связана с тем, что, с одной стороны, годовое потребление нефти может возрастать при росте экономик стран планеты. С другой стороны, идет процесс замещения нефти возобновляемыми источниками энергии.

Также источники энергии можно получать из синтетических материалов. Ярким примером может быть производство .

Одной из аварий, связанной с добычей нефти, является изменение состава , после чего оно из пресноводного превратилось в соленое.

Чтобы предприятие было успешным, а вложения выгодными, следует подумать об экономии электроэнергии. Какими способами это можно сделать, читайте .

Выводы

1. Нефть является основной составляющей частью энергоресурсов нашей планеты и используется не только как топливо, но и как сырье для нефтехимической промышленности.
2. Страны с наиболее развитой экономикой потребляют большое количество нефти.
3. Страны-экспортеры нефти, в том числе Россия, благодаря экспорту нефти получают дополнительные возможности в экономическом и социальном развитии.