Skąd wzięła się ropa w głębinach ziemi? Teorie pochodzenia ropy naftowej. Zobacz, co oznacza „Pochodzenie ropy naftowej” w innych słownikach

Amerykańscy badacze odkryli mikroalgi, dzięki którym znajdują się wszystkie obecne zasoby ropy i węgla. Eksperci z USA są przekonani, że to właśnie odkryte przez nich mikroalgi były powodem akumulacji tych zasobów

Grupa ekspertów pod przewodnictwem profesora Joe Chapela z Uniwersytetu Kentucky w USA odkryła mikroorganizm, który stał się podstawą absolutnie wszystkich zasobów węgla i ropy na Ziemi. Obecnie naukowcy pracują nad modyfikacją genetyczną nowo odkrytego mikroorganizmu, który może stać się realnym źródłem paliwa i rozwiązać wszystkie przyszłe problemy energetyczne ludzkości.

Wcześniej naukowcy odkryli, że węgiel i ropa powstały w wyniku żywotnej aktywności mikroorganizmów, które żyły na Ziemi ponad 500 milionów lat temu. Niedawno zespół amerykańskich badaczy odkrył, że tylko jeden organizm był najbardziej bezpośrednią przyczyną pojawienia się i akumulacji tych ważnych zasobów naturalnych. Eksperci odkryli, że jest to mikroalga zwana Botryococcus braunii, która ma chemiczne „odciski” we wszystkich rodzajach olejów. Ponieważ z czasem ropa naftowa staje się węglem, glony B. braunii są również źródłem tego paliwa stałego.

„Ale jeszcze bardziej intrygujące jest to, że te niesamowite glony istnieją do dziś i mogą stać się głównym celem badań dla dużego przemysłu chemicznego i petrochemicznego” – mówi Joe Chapel.

Pomimo oczywistej kolosalnej „pracy” nad utworzeniem obecnych zasobów ropy i węgla, B. braunii, niestety, rośnie dość wolno i dlatego w swojej naturalnej postaci nie nadaje się zbyt dobrze jako bezpośrednie źródło do tworzenia rezerw biopaliw. Jednak eksperci mogą wykorzystać geny B. braunii do stworzenia alternatywnych mikroorganizmów, które mogą być zdolne do wydajnej i szybkiej biosyntezy węglowodorów.

Obecnie istnieją już bardzo udane przykłady izolowania niezbędnych genów, które charakteryzują się dużą aktywnością biochemiczną i wprowadzania ich na siłę do genomu drożdży. W efekcie powstają na ogół bezpretensjonalne, żywe źródła biopaliw, które w przyszłości mogą stać się odnawialną alternatywą dla klasycznej metody wydobycia ropy.

Według naukowców wykorzystanie genów B. braunii ma ogromne zalety, ponieważ mikroorganizm ten posiada unikalny mechanizm molekularny produkcji węglowodorów. I trzeba powiedzieć, że żadna znana bakteria nie jest obdarzona podobnymi właściwościami, co ogólnie potwierdzają kolosalne zasoby węgla i ropy, które B. braunii zaczął tworzyć wiele milionów lat temu. Zdaniem ekspertów przeniesienie unikalnych genów glony Botryococcus braunii do szybko rosnącego i niezbyt wybrednego organizmu umożliwi stworzenie niedrogich i wysoce wydajnych bioreaktorów produkujących paliwo.

Prognozy

Uważa się, że światowy wzrost gospodarczy, a także mroźna zima na półkuli północnej spowodują w tym roku wzrost zapotrzebowania na ropę, który przekroczy oczekiwania wielu ekspertów i przedstawicieli biznesu. O tym informuje Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA).

Według prognoz agencji popyt na ropę powinien wynieść 89,1 mln baryłek dziennie wobec 87,7 mln baryłek dziennie w roku ubiegłym.

MAE ostrzega, że ​​dzisiejsze podwyższone ceny ropy naftowej mogą spowodować spowolnienie ożywienia gospodarczego na świecie. Ponadto MAE ostrzega, że ​​producenci ropy, inwestorzy i konsumenci mogą znacznie ucierpieć, jeśli cena ropy utrzyma się na poziomie około 100 dolarów za baryłkę.

Czy ropa nigdy się nie skończy?

Kilkadziesiąt lat temu geolodzy uważali, że zasoby gazu i ropy na Ziemi powinny wyczerpać się więcej niż raz. Najnowsze dane zmuszają naukowców do wyjaśnienia, że ​​zasoby węglowodorów na naszej rodzimej planecie najprawdopodobniej wystarczą na kolejne pół wieku. Mówimy oczywiście o węglowodorach pochodzenia organicznego.

Tymczasem ostatnie eksperymenty w Instytucie Fizyki Wysokich Ciśnień Rosyjskiej Akademii Nauk w Troicku wykazały, że nasza Ziemia może w sposób ciągły produkować ropę i gaz. Rosyjscy eksperci twierdzą, że w górnym płaszczu znajduje się dużo węgla, który często wydostaje się na powierzchnię – powiedzmy w postaci diamentów przez rury kimberlitowe.

Jak wyjaśniają krajowi naukowcy, w wnętrznościach ziemi następuje stały transfer masy i ciepła. Oznacza to, że skały i różne substancje obecne w płaszczu naszej planety są zdolne do niewyczerpanej reprodukcji węglowodorów, w tym ropy.

Zasadniczo istnieją dwie teorie pochodzenia ropy i gazu – organiczna (migracja osadowo-migracyjna) i nieorganiczna (abiogenna). Należy od razu zauważyć, że zdecydowana większość naukowców i geologów naftowych zajmujących się praktycznie poszukiwaniem ropy i gazu opowiada się za teorią organicznego pochodzenia ropy. Część naukowców w naszym kraju broni jednak abiogennej genezy ropy.

Podstawy teorii nieorganicznego pochodzenia ropy i gazu położył w 1877 r. wielki rosyjski naukowiec D.I. Mendelejew.

D.I. Mendelejew uważał, że węglowodory powstają głęboko w trzewiach Ziemi w wyniku interakcji węglików metali ciężkich z wodą wypływającą z powierzchni wzdłuż uskoków. Następnie pod ciśnieniem przegrzanej pary mieszanina tych węglowodorów unosi się wzdłuż tych samych uskoków do górnej części skorupy ziemskiej. Panują tu niskie ciśnienia i znacznie niższe temperatury, dlatego gazowe węglowodory ulegają kondensacji i gromadzeniu się.

Najbardziej przekonujące zastrzeżenia wobec teorii węglików D. I. Mendelejewa wyraził I. M. Gubkin. Po pierwsze, w skorupie ziemskiej nie ma uskoków wnikających do płaszcza, a nawet jądra na głębokość 2900 km; po drugie, nie udowodniono, że głębokie skały zawierają węgliki metali.

Czynniki biologiczne i chemiczne również przemawiają przeciwko nieorganicznemu pochodzeniu węglowodorów. Takich uzasadnionych zastrzeżeń jest wiele.

N. B. Vassoevich przedstawia przekonujący argument na rzecz biologicznego pochodzenia związków węgla zawartych w starożytnych skałach. Zwraca uwagę, że w przyrodzie występują dwa izotopy węgla – 12 C i 13 C, a w organizmach żywych izotopu 13 C jest mniej niż w minerałach. Niedobór izotopu 13 C w oleju jednoznacznie rozwiązuje kwestię jego związku z przyrodą żywą.

A.I. Kravtsov uważa, że ​​ropa mogła powstać z metanu, jednak sam metan powstał nie w wyniku rozkładu materii organicznej pochodzenia zwierzęcego, ale w wyniku syntezy z wodoru i tlenku lub dwutlenku węgla pochodzących z podskórnych głębin Ziemia wzdłuż głębokich uskoków, które można prześledzić aż do płaszcza. Ponadto A.I. Kravtsov dostarcza danych, że w całej historii Ziemi aktywność wulkaniczna była średnio równa aktywności współczesnej i podaje następujący przykład. W ciągu 83 milionów lat na powierzchnię samych Wysp Kurylskich wydobyto na powierzchnię 9,0 * 10 19 t H 2, 2,7 * 10 11 t CO, 2,7 * 10 11 t CH 4, 9,0 * 10 14 t CO 2. Następnie stwierdza, że ​​cząsteczki metanu mają zdolność polimeryzacji do ciężkich węglowodorów pod wpływem katalitycznego działania krzemianów, a także zawartych w skałach tlenków żelaza i niklu. Według tego samego naukowca większość początkowych nagromadzeń węglowodorów reprezentowana jest głównie przez metan i jego lekkie homologi - „suchy gaz”, stopniowo zamieniający się w kondensat składający się z „gazu płynnego”; ten ostatni zamienia się następnie w lekkie oleje benzynowe, które następnie w odpowiednich warunkach termodynamicznych stają się coraz cięższe, aż zamieniają się w bitum. Stąd wniosek, że regiony gazowe i naftowe należy kojarzyć nie z basenami sedymentacyjnymi, ale ze strefami głębokich uskoków wnikających w płaszcz i ułatwiających uwalnianie się z niego gazów.

To współczesne idee jednego ze zwolenników nieorganicznego (abiogennego) pochodzenia ropy i gazu.

Teorię organicznego pochodzenia ropy naftowej z powodzeniem opracował I.M. Gubkin. Według jego poglądów materiałem wyjściowym do powstania ropy naftowej są tłuszcze, woski i inne związki, a węgla – lignina, błonnik itp. W środowisku utleniającym (przy dostępie tlenu) materia organiczna przekształca się w węgiel, a w środowisku redukującym - w węglowodory naftowe.

W ostatnich latach wielu naukowców z sukcesem bada problem pochodzenia ropy naftowej. Szczególnie interesująca jest teoria N.B. Vassoevicha na temat jego formacji migracyjnej osadowo-migracyjnej. Według autora tej teorii ropa powstaje w skałach osadowych w postaci równomiernie rozproszonej substancji bitumicznej, którą nazywa mikroolejem, z planktonu zawierającego substancje tłuszczowe. Całkowita zawartość zdyspergowanych węglowodorów w kontynentalnym sektorze stratisfery wynosi około (70 80) 10 12 m. Następnie wraz ze wzrostem głębokości macierzystych warstw osadowych następuje „dojrzewanie” mikrooleju. Głównymi czynnikami stymulującymi ten proces są temperatura, czas ekspozycji i ciśnienie. Główna faza powstawania oleju charakteryzuje się zakresem temperatur 60-150°C i ciśnieniem od 15 do 45 MPa. Takie warunki obserwuje się zwykle na głębokości 1500-5000 m. W fazie głównej powstają nie tylko ciekłe węglowodory, ale także warunki do ich migracji ze skał macierzystych.

Według I. O. Broda i N. B. Vassoevicha obszary roponośne i gazonośne to zagłębienia w skorupie ziemskiej, zwane potocznie basenami skał osadowych. Baseny te powstawały przez miliony i dziesiątki milionów lat. N.B. Vassoevich i inni naukowcy wskazują, że obszary takich zagłębień sięgają wielu tysięcy, a nawet setek tysięcy kilometrów kwadratowych, a objętość wypełniających je skał waha się od n10 3 do n10 6 km 3. Baseny te są kolebką ropy naftowej.

Wraz z powstawaniem ropy naftowej następuje proces wytwarzania gazów węglowodorowych.

Prace poszukiwawcze prowadzone w basenach sedymentacyjnych na kontynentach corocznie zapewniają wzrost zasobów ropy i gazu. Ropa naftowa i gaz czają się na dnie mórz, w basenach sedymentacyjnych powstałych niemal wszędzie w strefie szelfu (i stoku kontynentalnego) wokół kontynentów.

Podsumowując dyskusję na temat pochodzenia ropy i gazu, należy podkreślić, że głównym źródłem ich powstawania jest materia węglowa zakopana w skałach osadowych. Obecnie zgromadzono na ten temat duży, przekonujący i dokładnie zweryfikowany materiał faktograficzny i doświadczalny.

Zatem teoria organicznego pochodzenia ropy i gazu, czyli migracji osadów, jest najbardziej akceptowalna. Prognozując zawartość ropy i gazu w podłożu oraz poszukując ropy i gazu, geolodzy zwykle kierują się teorią przedstawioną powyżej.

W magazynie uroczym vl_ad_le_na Przeczytałem świetny post na temat produkcji ropy. Publikuję za zgodą autora.

Co to jest olej?
Olej jest mieszaniną ciekłych węglowodorów: parafin, aromatów i innych. Tak naprawdę olej nie zawsze jest czarny - może być też zielony (dewon, miałem go kiedyś w słoiczku, przepraszam, wyrzuciłem), brązowy (najczęściej), a nawet biały (przezroczysty, wydaje się znalezione na Kaukazie).

Olej dzieli się na kilka klas jakościowych w zależności od składu chemicznego – odpowiednio zmienia się jego cena. Ponadto towarzyszący temu gaz często rozpuszcza się w ropie, która płonie bardzo jasno w pochodniach.

W metrze sześciennym oleju można rozpuścić od 1 do 400 metrów sześciennych gazu. To dużo. Gaz ten sam w sobie składa się głównie z metanu, lecz ze względu na trudność jego przygotowania (należy go wysuszyć, oczyścić i doprowadzić do liczby Wobbego GOST – tak, aby istniała ściśle określona wartość opałowa) gaz towarzyszący jest bardzo rzadko wykorzystywany do celów domowych . Z grubsza rzecz biorąc, jeśli gaz z pola przedostanie się do mieszkania do kuchenki gazowej, konsekwencje mogą sięgać od sadzy na suficie do śmiertelnie uszkodzonego pieca i zatrucia (na przykład siarkowodorem).

O tak. Inną nieprzyjemną rzeczą związaną z olejem jest rozpuszczony siarkowodór (ponieważ olej jest substancją organiczną). Jest wysoce trujący i silnie żrący. Nakłada to własne trudności na produkcję ropy. DO PRODUKCJI OLEJU. Profesjonalizm, z którego, notabene, nie korzystam.

Skąd wziął się olej?
Istnieją dwie teorie na ten temat (więcej szczegółów -). Jeden jest nieorganiczny. Została ona po raz pierwszy zaproponowana przez Mendelejewa i polegała na tym, że woda przepływała przez węgliki gorących metali, tworząc w ten sposób węglowodory. Druga to teoria organiczna. Uważa się, że olej „dojrzewa” z reguły w warunkach morskich i lagunowych poprzez gnicie organicznych szczątków zwierząt i roślin (muł) w określonych warunkach termobarycznych (wysokie ciśnienie i temperatura). W zasadzie badania potwierdzają tę teorię.

Dlaczego geologia jest potrzebna?
Warto chyba wspomnieć o budowie naszej Ziemi. Moim zdaniem wszystko na zdjęciu jest piękne i wyraźne.

Zatem geolodzy zajmujący się ropą naftową zajmują się wyłącznie skorupą ziemską. Składa się z podłoża krystalicznego (ropa jest tam bardzo rzadko spotykana, ponieważ są to skały magmowe i metamorficzne) oraz pokrywy osadowej. Pokrywa osadowa składa się ze skał osadowych, ale nie będę zagłębiać się w geologię. Powiem tylko, że głębokości odwiertów naftowych wynoszą zwykle około 500 - 3500 m. To na tej głębokości leży ropa. Powyżej jest zwykle tylko woda, poniżej jest krystaliczny fundament. Im głębsza skała, tym wcześniej została osadzona, co jest logiczne.

Gdzie znajduje się olej?
Wbrew niektórym rozpowszechnionym mitom o podziemnych „jeziorach ropy”, ropa znajduje się w pułapkach. Dla uproszczenia pułapki w przekroju pionowym wyglądają tak (woda jest wiecznym towarzyszem oleju):

(Fałda zakrzywiona „tylem” do góry nazywana jest antykliną. A jeśli wygląda jak misa, jest to synklina; olej nie jest zatrzymywany w synklinie).
Lub tak:

A w rzucie mogą to być elewacje okrągłe lub owalne. Wymiary wahają się od setek metrów do setek kilometrów. Jedna lub więcej takich pułapek znajdujących się w pobliżu stanowi złoże ropy naftowej.

Ponieważ olej jest lżejszy od wody, wypływa na wierzch. Aby jednak olej nie spływał gdziekolwiek indziej (w prawo, w lewo, w górę lub w dół), warstwa z nim musi być ograniczona przez nadkład górny i dolny. Zazwyczaj są to gliny, gęste węglany lub sole.

Skąd biorą się zagięcia skorupy ziemskiej? W końcu skały odkładają się poziomo czy prawie poziomo? (jeśli są składowane w hałdach, wówczas hałdy te są zwykle szybko niwelowane przez wiatr i wodę). A zakręty - podwyżki, w dół - powstają w wyniku tektoniki. Czy widziałeś słowa „turbulentna konwekcja” na zdjęciu z wycinkiem Ziemi? Właśnie ta konwekcja powoduje przemieszczanie płyt litosfery, co prowadzi do powstawania pęknięć w płytach, a w konsekwencji do przemieszczania się bloków pomiędzy pęknięciami i zmian w wewnętrznej strukturze Ziemi.

Gdzie znajduje się ropa naftowa?
Ropa naftowa nie występuje sama, jak już powiedziano, jeziora roponośne nie istnieją. Ropa znajduje się w skale, a mianowicie w jej pustkach - porach i pęknięciach:

Skały charakteryzują się takimi właściwościami jak porowatość jest proporcją objętości pustek w skale - i przepuszczalność- zdolność skały do ​​przepuszczania cieczy lub gazu przez siebie. Przykładowo zwykły piasek charakteryzuje się bardzo dużą przepuszczalnością. A beton jest znacznie gorszy. Odważę się jednak zapewnić, że skała, zalegająca na głębokości 2000 m pod wysokim ciśnieniem i temperaturą, ma właściwości znacznie bliższe betonowi niż piaskowi. Poczułem. Jednak stamtąd wydobywa się ropę naftową.
To jest rdzeń - wywiercony kawałek skały. Gęsty piaskowiec. Głębokość 1800 m. Nie ma w nim ropy.

Kolejnym ważnym dodatkiem jest to, że natura nie znosi próżni. Prawie wszystkie skały porowate i przepuszczalne są z reguły nasycone wodą, tj. w ich porach jest woda. Słony, bo przepływał przez wiele minerałów. Logiczne jest, że część tych minerałów jest przenoszona wraz z wodą w postaci rozpuszczonej, a następnie, gdy zmieniają się warunki termobaryczne, wypadają w tych właśnie porach. W ten sposób ziarna skały zostają spajane przez sole i proces ten nazywa się cementacją. Dlatego w zasadzie studnie nie kruszą się natychmiast podczas wiercenia - ponieważ skały są cementowane.

Jak znajduje się olej?
Zwykle najpierw do badań sejsmicznych: uruchamiają drgania na powierzchni (np. przez eksplozję) i mierzą czas ich powrotu do odbiorników.

Następnie na podstawie czasu powrotu fali obliczana jest głębokość danego horyzontu w różnych punktach powierzchni i konstruowane są mapy. Jeśli na mapie zostanie wykryte wypiętrzenie (=pułapka antyklinalna), sprawdza się obecność ropy poprzez wiercenie studni. Nie wszystkie pułapki zawierają olej.

Jak wierci się studnie?
Studnia to pionowy otwór kopalniany o długości wielokrotnie większej niż szerokość.
Dwa fakty na temat studni: 1. Są głębokie. 2. Są wąskie. Średnia średnica studni przy wejściu do formacji wynosi około 0,2-0,3 m. Oznacza to, że człowiek zdecydowanie nie może się tam przedostać. Średnia głębokość wynosi, jak już mówiłem, 500-3500 m.
Studnie wierci się z platform wiertniczych. Istnieje takie narzędzie do kruszenia skały jak dłuto. Uwaga, to nie jest wiertło. I zupełnie różni się od tego samego urządzenia w kształcie śruby z „Wojowniczych Żółwi Ninja”.

Wiertło zawieszone jest na rurach wiertniczych i obraca się - jest dociskane do dna studni ciężarem tych samych rur. Istnieją różne zasady wprawiania wiertła w ruch, jednak zazwyczaj cały ciąg rur wiertniczych obraca się w taki sposób, że wiertło obraca się i miażdży skałę zębami. Również płuczka wiertnicza jest stale wpompowywana do odwiertu (wewnątrz rury wiertniczej) i wypompowywana (pomiędzy ścianą odwiertu a zewnętrzną ścianą rury) w celu ochłodzenia całej tej konstrukcji i wyniesienia cząstek pokruszonego kamienia.
Do czego służy wieża? Aby powiesić na nim te same rury wiertnicze (wszak podczas wiercenia górny koniec kolumny jest opuszczany i trzeba do niego przykręcić nowe rury) oraz podnieść ciąg rur w celu wymiany świdra. Wiercenie jednego odwiertu trwa około miesiąca. Czasami stosuje się specjalny świder pierścieniowy, który podczas wiercenia pozostawia centralną kolumnę skały - rdzeń. Rdzeń wybiera się w celu zbadania właściwości skał, choć jest to kosztowne. Istnieją również studnie nachylone i poziome.

Skąd wiesz, która warstwa jest gdzie?
Człowiek nie może zejść do studni. Ale musimy wiedzieć, co tam przewierciliśmy, prawda? Podczas wiercenia odwiertu za pomocą kabla opuszczane są do niego sondy geofizyczne. Sondy te działają na zupełnie innych fizycznych zasadach działania - samopolaryzacja, indukcja, pomiar rezystancji, promieniowanie gamma, promieniowanie neutronowe, pomiar średnicy odwiertu itp. Wszystkie krzywe są zapisywane do plików, co skutkuje tym koszmarem:

Teraz geofizycy biorą się do pracy. Znając właściwości fizyczne każdej skały, identyfikują warstwy według litologii – piaskowce, węglany, iły – i dzielą przekrój według stratygrafii (czyli do jakiej epoki i czasu należy dana formacja). Chyba każdy słyszał o Parku Jurajskim:

Tak naprawdę istnieje znacznie bardziej szczegółowy podział sekcji na poziomy, horyzonty, paczki itp. - ale to nie ma teraz dla nas znaczenia. Ważne jest, aby złoża ropy naftowej (warstwy zdolne do jej wytworzenia) były dwojakiego rodzaju: węglanowe (na przykład wapień, np. kreda) i terygeniczne (piasek, tylko cementowany). Węglany to CaCO3. Terygeniczny - SiO2. Dzieje się tak, jeśli jest to niegrzeczne. Nie da się powiedzieć, które są lepsze, wszystkie są inne.

Jak jest dobrze przygotowane do produkcji?
Po wywierceniu studni zostaje ona obudowana. Oznacza to, że opuszczają długi ciąg stalowych rur osłonowych (prawie tej samej średnicy co studnia), a następnie w przestrzeń pomiędzy ścianą studni a zewnętrzną ścianą rury wpompowywana jest zwykła zaprawa cementowa. Odbywa się to, aby studnia się nie rozpadła (w końcu nie wszystkie skały są dobrze cementowane). W przekroju studnia wygląda obecnie tak:

Ale potrzebną formację pokryliśmy otuliną i cementem! Dlatego kolumna jest perforowana naprzeciwko formacji (skąd wiesz, gdzie znajduje się pożądana formacja? Geofizyka!). Ponownie wiertarka udarowa z osadzonymi w niej ładunkami wybuchowymi jest opuszczana na linie. Tam wyzwalane są ładunki i tworzą się dziury i kanały perforacyjne. Teraz nie martwimy się o wodę z sąsiednich warstw - przedziurawiliśmy studnię naprzeciwko tej, której potrzebowaliśmy.

Jak ekstrahuje się olej?
Myślę, że najciekawsza część. Olej jest znacznie bardziej lepki niż woda. Myślę, że to, czym jest lepkość, jest intuicyjne. Na przykład niektóre bitumy naftowe mają lepkość podobną do masła.
Wejdę z drugiego końca. Płyny w formacji znajdują się pod ciśnieniem - leżące nad nimi warstwy skał naciskają na nie. A kiedy wiercimy studnię, nie ma ciśnienia z boku studni. Oznacza to, że w obszarze studni panuje niskie ciśnienie. Powstaje różnica ciśnień, zwana depresją, która powoduje, że ropa zaczyna płynąć w stronę studni i pojawiać się w niej.
Aby opisać przepływ ropy, istnieją dwa proste równania, które powinni znać wszyscy pracownicy naftowi.
Równanie Darcy’ego dla przepływu prostego:

Równanie Dupuisa dla przepływu płasko-promieniowego (dokładnie w przypadku dopływu płynu do odwiertu):

Właściwie to na nich stoimy. Nie ma sensu zagłębiać się w fizykę i pisać równania na nieustalony dopływ.
Z technicznego punktu widzenia najczęściej spotykane są trzy metody produkcji ropy.
Fontanna. Dzieje się tak, gdy ciśnienie w złożu jest bardzo wysokie, a ropa nie tylko wpływa do studni, ale także unosi się na samą górę i przelewa się (no cóż, właściwie nie przelewa się, ale do rury - i dalej).
Pompy SRP (pompa prętowa) i ESP (elektryczna pompa odśrodkowa). Pierwszy przypadek to zwykła maszyna kołysająca.

Drugiego w ogóle nie widać na powierzchni:

Zauważ, że nie ma żadnych wież. Wieża jest potrzebna tylko do opuszczania/podnoszenia rur w studni, ale nie do produkcji.
Istota działania pomp jest prosta: wytworzenie dodatkowego ciśnienia, aby ciecz wpływająca do studni mogła przedostać się przez studnię na powierzchnię ziemi.
Warto pamiętać o zwykłej szklance wody. Jak z niego pić? Przechylmy to, prawda? Ale nie będziesz w stanie przechylić studni. Można jednak włożyć słomkę do szklanki z wodą i pić przez nią, zasysając płyn ustami. Z grubsza tak działa studnia: jej ściany przypominają ścianki szklanki, a zamiast rurki do studni opuszcza się sznur rurek. Olej unosi się rurami.

W przypadku pompy z prętem ssącym maszyna pompująca porusza swoją „głowicą” odpowiednio w górę i w dół, wprawiając tłoczysko w ruch. Gdy pręt porusza się w górę, niesie ze sobą pompę (otwiera się dolny zawór), a gdy porusza się w dół, pompa opuszcza się (otwiera się górny zawór). Stopniowo płyn podnosi się.
ESP działa bezpośrednio na energię elektryczną (oczywiście za pomocą silnika). Koła (poziome) kręcą się wewnątrz pompy, mają w sobie szczeliny, dzięki czemu olej podnosi się do góry.

Muszę dodać, że otwarty wyciek ropy, który lubią pokazywać w kreskówkach, to nie tylko sytuacja nadzwyczajna, ale także katastrofa ekologiczna i wielomilionowe kary.

Co zrobić, gdy produkcja ropy jest słaba?
Z biegiem czasu ropa przestaje być wyciskana ze skały pod ciężarem leżących nad nią warstw. Następnie uruchamia się układ RPM - utrzymujący ciśnienie w zbiorniku. Wiercone są studnie zatłaczające i pompowana jest do nich woda pod wysokim ciśnieniem. Naturalnie, wtłaczana lub wydobywana woda prędzej czy później dostanie się do studni produkcyjnych i wypłynie do góry wraz z ropą.
Należy również zauważyć, że im większy udział oleju w przepływie, tym szybciej płynie i odwrotnie. Dlatego im więcej wody przepływa z olejem, tym trudniej jest olejowi przedostać się z porów do studni. Zależność frakcji przepuszczalności oleju od frakcji wody w przepływie przedstawiono poniżej i nazywa się ją względnymi krzywymi przepuszczalności faz. Jest to również bardzo potrzebna koncepcja dla pracownika naftowego.

Jeżeli strefa denna formacji jest zanieczyszczona (wypadną drobne cząstki skał wraz z ropą lub wypadły stałe parafiny), wówczas przeprowadza się zabiegi kwasowania (zatrzymuje się odwiert i wpompowuje się do niego niewielką ilość kwasu solnego) ) - proces ten jest dobry w przypadku formacji węglanowych, ponieważ ulegają one rozpuszczeniu. Ale dla terygenicznych (piaskowców) kwas nie ma znaczenia. Dlatego też przeprowadza się w nich szczelinowanie hydrauliczne – do odwiertu wpompowywany jest żel pod bardzo wysokim ciśnieniem, tak aby formacja w rejonie odwiertu zaczęła pękać, po czym wpompowywany jest propant (kulki ceramiczne lub gruboziarnisty piasek aby pęknięcie się nie zamknęło). Następnie studnia zaczyna działać znacznie lepiej, ponieważ przeszkody w przepływie zostały wyeliminowane.

Co dzieje się z olejem po jego ekstrakcji?
Najpierw ropa wypływa na powierzchnię ziemi rurą biegnącą z każdego odwiertu. Rurami tym łączy się 10-15 pobliskich odwiertów z jednym urządzeniem pomiarowym, gdzie mierzy się ilość wydobytej ropy. Następnie olej jest przetwarzany zgodnie ze standardami GOST: usuwa się z niego sole, wodę, zanieczyszczenia mechaniczne (drobne cząsteczki skał), w razie potrzeby usuwa się siarkowodór, a olej całkowicie odgazowuje się do ciśnienia atmosferycznego (pamięta się, że olej może zawierać ile gazu?). Zbywalna ropa trafia do rafinerii. Ale elektrownia może być daleko i wtedy w grę wchodzi Transnieft' - główne rurociągi do gotowej ropy (w przeciwieństwie do rurociągów polowych do ropy z wodą). Ropa jest pompowana rurociągiem przy użyciu tych samych ESP, tylko umieszczonych z boku. Wirniki obracają się w ten sam sposób.
Woda oddzielona od ropy jest pompowana z powrotem do formacji, gaz jest spalany w pochodni lub wysyłany do zakładu przetwarzania gazu. A ropa jest albo sprzedawana (za granicę rurociągami lub tankowcami), albo trafia do rafinerii ropy naftowej, gdzie jest poddawana destylacji poprzez ogrzewanie: lekkie frakcje (benzyna, nafta, benzyna ciężka) wykorzystywane są jako paliwo, ciężkie frakcje parafinowe wykorzystywane są jako surowce do tworzyw sztucznych itp., a najcięższe oleje opałowe o temperaturze wrzenia powyżej 300 stopni zwykle służą jako paliwo do kotłowni.

Jak to wszystko jest uregulowane?
W przypadku wydobycia ropy naftowej istnieją dwa główne dokumenty projektowe: projekt obliczenia zasobów (pokazuje, że w złożu jest dokładnie tyle ropy, a nie więcej i nie mniej) oraz projekt zagospodarowania (opisuje historię złoża i udowadnia, że ​​należy go rozwijać właśnie w ten sposób, a nie inaczej).
Aby obliczyć zasoby, budowane są modele geologiczne, a dla projektu rozwojowego budowane są modele hydrodynamiczne (w których oblicza się, jak pole będzie działać w takim czy innym trybie).

Ile to wszystko kosztuje?
Od razu powiem, że wszystkie ceny są z reguły poufne. Ale z grubsza mogę powiedzieć: studnia w Samarze kosztuje 30-100 milionów rubli. w zależności od głębokości. Tona komercyjnej (nierafinowanej) ropy kosztuje inaczej. Gdy liczyłem pierwszy dyplom, podawali wartość około 3000 rubli, gdy drugiego - około 6000 rubli, różnica czasu to rok, ale to mogą nie być rzeczywiste wartości. Teraz nie wiem. Podatki wynoszą co najmniej 40% zysków plus podatek od nieruchomości (w zależności od wartości księgowej nieruchomości) plus podatek od wydobycia minerałów. Do tego należy dodać pieniądze potrzebne na pensje pracowników, energię elektryczną, naprawy odwiertów i zagospodarowanie złóż – budowę rurociągów i urządzeń do odbioru i uzdatniania ropy. Bardzo często ekonomika projektów deweloperskich wychodzi na minus, więc trzeba umieć wypracować sobie plusy.
Dodam jeszcze zjawisko zwane dyskontowaniem – tona ropy wyprodukowanej w przyszłym roku jest mniej wartościowa niż tona ropy wyprodukowanej w tym roku. Dlatego musimy zintensyfikować wydobycie ropy (co też kosztuje).

Opisałam więc pokrótce, czego się uczyłam przez 6 lat. Cały proces, począwszy od pojawienia się ropy w złożach, poprzez poszukiwania, wiercenia, wydobycie, przeróbkę i transport, aż po sprzedaż – widać, że do tego potrzeba specjalistów o zupełnie innych profilach. Mam nadzieję, że chociaż ktoś przeczytał ten przydługi post - dzięki temu oczyściłem sumienie i rozwiałem choć kilka mitów na temat ropy.

Ropa naftowa jest podstawą paliwa współczesnej cywilizacji. Produkty powstałe w wyniku recyklingu wykorzystywane są do ogrzewania, napędu pojazdów, nawierzchni dróg, produkcji polimerów i wielu innych procesów, z których każdy jest integralną częścią życia człowieka.

Problem wyczerpywania się zasobów ropy naftowej doprowadził do licznych dyskusji naukowych na temat jej pochodzenia i substancji biorących udział w jej powstawaniu. Potrzeba wyjaśnienia procesu genezy ropy naftowej podzieliła społeczność naukową na dwa nie do pogodzenia obozy:

• zwolennicy teorii biogenicznej;
• zwolennicy abiogenicznej ścieżki edukacji.

Teorię abiogeniczną uważa się za bardziej optymistyczną dla ludzkości. Jego zwolennicy argumentują, że najpowszechniejszy węglowodór na naszej planecie powstaje w wyniku geologicznej syntezy jego dwóch nieorganicznych składników: wodoru i węgla. Ich połączenie inicjowane jest przez wysokie ciśnienie w warstwach podziemnych i następuje w okresach liczonych w dziesiątkach tysięcy lat.

Ale nawet jeśli ten scenariusz kiedykolwiek się potwierdzi, nie uprości to losu rodzaju ludzkiego: moment wynalezienia koła, na którym powstało koło, i powstanie pierwszego komputera przenośnego dzieli niecałe 5 tysięcy lat . A do powstania znaczących złóż ropy potrzeba nie mniej niż kilkudziesięciu, a nawet setek tysięcy lat.

Jednym z wybitnych naukowców, którzy podzielali tę teorię, jest Michaił Łomonosow. Podobnie jak nasi współcześni uważał, że znane zasoby ropy naftowej leżące stosunkowo blisko powierzchni to tylko mikroskopijna część zasobów planetarnych.

Współcześni zwolennicy uważają, że ropa powstająca w naturze jest nie tylko zasobem odnawialnym, ale także zasobem prawie niewyczerpanym dla dowolnej wielkości zużycia.

Jednym z dowodów na możliwość syntezy ropy naftowej w przyrodzie jest obecność węglowodorów w atmosferze gazowych gigantów (w szczególności Jowisza). Okoliczność ta potwierdza możliwość powstawania najprostszych substancji organicznych z naturalnych substancji nieorganicznych.

Teoria abiogenna: jak powstaje ropa?

Zwolennicy wyjaśniają pochodzenie „czarnego złota” w wyniku procesów przetwarzania biomasy – pozostałości starożytnych roślin i zwierząt, które istniały na planecie miliony lat temu. Dowodów jest o wiele więcej niż coś przeciwnego.

Jednym z pierwszych dowodów był eksperyment przeprowadzony przez niemieckich przyrodników pod koniec XIX wieku. Za materiałową podstawę doświadczenia Engler i Gefer przyjęli lipidy pochodzenia zwierzęcego (olej wyizolowany z wątroby dorsza) i poddając go działaniu wysokich temperatur i ciśnienia wielokrotnie wyższego od ciśnienia atmosferycznego, wyizolowali z niego lekkie frakcje organiczne.

Istnieje znacznie więcej eksperymentów i badań laboratoryjnych potwierdzających tę teorię powstawania ropy w przyrodzie. Również badania geologiczne i prognozowanie występowania złóż ropy naftowej opierają się wyłącznie na założeniach tej teorii.

Niewyjaśnione zdarzenia

Istnieje wiele złóż, sam fakt ich istnienia obala główne postanowienia abiogennej teorii pochodzenia ropy w przyrodzie. Obejmują one:

• Tersko-Sunżeńskie;
• Romaszkinskoje;
• Zachodniosyberyjska prowincja naftowo-gazowa.

W różnych momentach obserwowano na tych obszarach niewytłumaczalne „uzupełnianie” ropy. Istota tych niesamowitych wydarzeń polegała na tym, że dostępne metody analizy złóż stwierdziły, że są one wyczerpane, odwierty wykazały niemal całkowite zatrzymanie wydobycia ropy, jednak po kilku latach każdy z nich ponownie pokazywał obecność ropy nadającej się do wydobycia. .

Geolodzy przewidywali wydobycie na polu Romaszkinskoje nieco ponad 700 milionów ton czarnego złota, ale w samym sowieckim okresie wydobycia ropy prostą metodą wydobyto co najmniej 3 miliardy ton.

Złoże Tersko-Sunżenskoje zostało wyczerpane na początku II wojny światowej, kiedy przez ponad 10 lat nie prowadzono z niego „wypływu” ropy. Jednak po zakończeniu wojny zbadane odwierty rzekomo otrzymały nowe rezerwy: produkcja nie tylko została wznowiona, ale zaczęła przekraczać przedwojenne wielkości o rzędy wielkości.

Podobną sytuację zaobserwowano w wielu dziedzinach ZSRR. Zwolennicy nieorganicznego powstawania ropy w przyrodzie łatwo wyjaśnili te przypadki, wskazując, że w tych obszarach węglowodory są pochodzenia nieorganicznego. Co więcej, ich powstawanie jest w znacznym stopniu katalizowane przez obecność ciężkich grafitów w głębi ziemi oraz przepływ wód osadowych, co pod wpływem kolosalnego ciśnienia powoduje przyspieszone tworzenie się ropy.

Według naukowców znaczna część terytorium Niziny Zachodniosyberyjskiej była pokryta wodami starożytnego morza. Naturalne pochodzenie ropy naftowej na tym obszarze jest krytykowane i utrudniane, jednak mineralne powstawanie metanu, nie spowodowane procesami rozkładu materii organicznej, znajduje wielu zwolenników. W procesie zwanym hydratacją sole żelaza reagowały z wodą morską, powodując uwolnienie metanu. Gromadził się w naturalnych zbiornikach, pozostając tam nawet po wyschnięciu morza i docierając do czasów współczesnych w swojej pierwotnej formie, naturalnie uformowanej w przyrodzie.

Wnioski i prognozy

Jakakolwiek ścieżka naturalnego powstawania ropy naftowej nie otrzyma niezbitych dowodów, raczej niewiele pomoże to cywilizacji ludzkiej. Pamięć ludzka, archiwalne zapisy obserwacji i badań naukowych z trudem obejmują okresy setek, tysięcy lat, nie mówiąc już o milionach.

Mówienie o możliwym początku kryzysu paliwowego jest co najmniej nierozsądne: ludzkość szybko rozwija alternatywne źródła energii, zastępuje przestarzałe technologie nowymi i unowocześnia procesy poszukiwania i wydobycia już znanych zasobów. Żadna ze współczesnych prognoz nie ma bardziej stabilnej podstawy niż obserwacja przyrody i porównywanie faktów, analiza obserwacji i archiwów historycznych. Objęcie w jednym badaniu wszelkiego rodzaju przypadków wykraczających poza ramy jednej z teorii, porównanie ich i sprowadzenie do wspólnego mianownika to pomysł bardziej ambitny niż realnie wykonalny. Dlatego pytanie brzmi: „Jak powstaje ropa naftowa w przyrodzie?” może pozostać otwarty przez długi czas.

Do tego czasu ropa naftowa, kluczowe paliwo naszej planety, pozostanie przedmiotem naukowych kontrowersji i źródłem wielu tajemnic.

„Ropa jest najcenniejszym surowcem chemicznym,
Trzeba ją chronić. Czy można ogrzewać kotły?
i banknoty.”
DIMendelejew

Pomimo tego, że pod koniec XX wieku energetyka jądrowa zaczęła szybko się rozwijać, ropa naftowa nadal zajmuje najważniejsze miejsce w bilansie energetycznym wszystkich krajów. A jak mogłoby być inaczej? W końcu nie można instalować elektrowni jądrowej w samochodach i samolotach! Oczywiście są statki nuklearne, ale jest ich niewiele. A co ze wszystkim innym? A nie samą energią człowiek żyje. Chodzi po drogach asfaltowych, a to jest ropa. I wszystkie te benzyny, nafty, oleje opałowe, oleje, gumy, polietyleny, produkty azbestowe, a nawet nawozy mineralne! Byłoby dla nas źle, gdyby na świecie nie było ropy. Ale na Ziemi jest dużo ropy, zaczęto ją wydobywać już w VI tysiącleciu p.n.e., a obecnie roczna produkcja wynosi setki milionów ton.

Ropa przynosi duże zyski. Całe kraje prosperują, sprzedając swoją ropę i wywołując zazdrość u sąsiadów. Inne kraje pompują ropę do naturalnych i sztucznych jaskiń, tworząc na wszelki wypadek rezerwy strategiczne. Królowie naftowi i monopole, rurociągi i rafinerie ropy naftowej, redystrybucja własności naftowej, wojny naftowe, traktaty i spekulacje itp. itd. Co się wydarzyło w historii ludzkości z powodu ropy! Życie ludzi byłoby nudne, gdyby jej nie było na świecie.

Ale ropa istnieje, jej zasoby sięgają setek miliardów ton i jest rozprowadzana wszędzie, na lądzie i na morzu, i na dużych głębokościach, mierzonych w kilometrach: to, co leżało na powierzchni, było od dawna wykorzystywane, a teraz wydobywa się ropę z głębokości 2-4 lub więcej kilometrów. Ale jest go jeszcze więcej, głębiej i po prostu nie opłaca się go jeszcze stamtąd wydobywać.

Ale oto co jest dziwne: choć ropy jest mnóstwo i jest ona szeroko stosowana, to w ogóle nikt nie wie, skąd na Ziemi wzięła się ropa. Istnieje wiele domysłów i hipotez na ten temat, niektóre należą do okresu przednaukowego, który trwał aż do średniowiecza, inne zaś do okresu naukowego, zwanego przez uczonych okresem domysłów naukowych.

W 1546 roku Agricola napisał, że ropa naftowa i węgiel są pochodzenia nieorganicznego. Łomonosow w 1763 roku zasugerował, że ropa naftowa pochodzi z tej samej materii organicznej co węgiel. W trzecim okresie, czyli okresie rozwoju przemysłu naftowego, przyjęto szereg założeń dotyczących zarówno organicznego, jak i nieorganicznego pochodzenia ropy. Nie będąc w stanie ich nawet po prostu wymienić, ograniczymy się do kilku.

1866 Francuski chemik M. Berthelot: olej powstaje w wyniku działania dwutlenku węgla na metale alkaliczne.

1871 Francuski chemik G. Biasson: ropa powstała w wyniku oddziaływania wody, dwutlenku węgla i siarkowodoru z gorącym żelazem.

1877 D.I. Mendelejew: ropa powstała w wyniku wnikania wody w głąb Ziemi i jej interakcji z węglikami.

1889 V.D. Sołowiew: węglowodory znajdowały się w powłoce gazowej Ziemi, nawet gdy była to gwiazda, a następnie zostały wchłonięte przez stopioną magmę i utworzyły ropę.

A potem pojawił się szereg hipotez o nieorganicznym pochodzeniu ropy naftowej, ale nie zostały one poparte przez Międzynarodowe Kongresy Naftowe, oraz o pochodzeniu organicznym, które zostały poparte.

Uważa się, że głównym źródłem ropy naftowej jest plankton. Skały powstałe z osadów zawierających tego typu materię organiczną są potencjalnie skałami źródłowymi ropy naftowej. Po dłuższym ogrzewaniu tworzą olej. Powstało wiele wariacji na ten temat, jednak jedna trudność nie jest w żaden sposób wyjaśniona, jak taka masa planktonu (lub mamutów, to nie ma znaczenia) mogła przedostać się na takie głębokości na całym globie, a nawet osadzić się w piaskowcach , nawet porowate. Nadal nie jest jasne, dlaczego pola naftowe zawsze zawierają nie tylko ropę, ale także siarkę w postaci siarkowodoru lub smoły. I dlaczego wody towarzyszące wydobyciu ropy naftowej zawierają prawie cały zestaw pierwiastków chemicznych, których nie ma w planktonie?

Ale ci, którzy naukowo rozumieją pochodzenie ropy naftowej, starają się nie skupiać na takich drobiazgach.

Chciałbym jednak zwrócić uwagę na jeszcze jedną możliwość, która najprawdopodobniej nie zostanie dostrzeżona przez Międzynarodowe Kongresy Naftowe. Faktem jest, że piaskowce zawierające ropę to głównie tlenek krzemu – SiO. A jeśli z jednego jądra krzemu o masie atomowej 28 odejmie się jedną cząstkę alfa o masie atomowej 4 i doda do innego atomu krzemu, wówczas otrzyma się atom siarki o masie atomowej 32. I izotop magnezu z masa atomowa wynosząca 24 pozostała z pierwszego atomu zostanie częściowo zachowana jako magnez, który jest również zawarty w powiązanych wodach i częściowo rozpadnie się, tworząc dwie cząsteczki węgla o masie atomowej 12, tworząc w ten sposób pewną podstawę dla powstawanie zarówno ropy naftowej, jak i węgla. Ale jeśli tak jest, to pojawia się pytanie o mechanizm, który mógłby tego wszystkiego dokonać.

Z punktu widzenia eterodynamiki taki mechanizm istnieje. Strumienie eteru napływają na Ziemię, jak do każdego innego ciała niebieskiego, z kosmosu, a ich prędkość wnikania jest równa drugiej prędkości kosmicznej, która dla Ziemi wynosi 11,18 km/s. Strumienie te wnikają w Ziemię na dowolną głębokość, przechodząc po drodze przez skały i stając się turbulentne. W wyniku turbulizacji przepływów eterycznych powstają wiry, które są ściskane pod wpływem zewnętrznego ciśnienia eteru, a prędkość przepływów w nich wzrasta wielokrotnie, a także gradienty prędkości, co oznacza, że ​​pojawiają się duże gradienty ciśnienia, rozrywające cząsteczki , atomów i jąder oraz przestawianie substancji. Co więcej, przez wiele lat ze zwykłych skał nieorganicznych i na dowolnej głębokości można było wytworzyć wszelkie węglowodory i pierwiastki w ogóle.

Podobne procesy mogą zachodzić w głębinach dowolnej planety, co oznacza, że ​​ropa, węgiel i inne minerały i pierwiastki mogą istnieć na wszystkich planetach Układu Słonecznego i nie tylko. Nie oznacza to jednak, że na tych planetach istniało życie. Podobnie jak odciski ważek czy liści w węglu wcale nie wskazują, że węgiel powstał z tych ważek czy liści. Nigdy nie wiadomo, dokąd ktokolwiek mógł polecieć w ciągu ostatnich milionów lat!

Z powyższego wynika, że ​​kryzys naftowy nie musi być związany z niedoborem ropy na Ziemi, ale z wysokimi kosztami jej wydobycia z głębokich warstw. Zatem DI Mendelejew ma rację nie tylko w tym sensie, że ropę należy chronić, ponieważ jest cennym surowcem, ale jest to prawdą, nawet jeśli jest jej dużo. Ma też rację, bo od pewnego momentu koszt jego produkcji wzrośnie tak bardzo, że nie będzie już możliwości ogrzania bojlerów banknotami, czyli tzw. Papierowe pieniądze będą tańsze.