Как найти нефть в природе

Нефть – самое популярное сырье, которым торгуют в розницу, оптом, на биржах и даже впрок. Человечество нашло ей применение практически в каждой сфере жизнедеятельности. Она используется в промышленности, при изготовлении товаров народного потребления, бытовых предметов, в косметологической и медицинской области, из нее делают одежду и даже детские игрушки.

Что такое нефть

Нефть – это полезное ископаемое маслянистой консистенции. Жидкость горюча, зачастую черного цвета, хотя также может быть вишневой, коричневой, желтой, зеленой и в некоторых случаях прозрачной. С точки зрения химии является сложной смесью, состоящей из углеводородов, серы, водорода с добавлением различных соединений. Запах отличается с учетом наличия в составе ароматических веществ.

Гипотезы происхождения

Существует несколько теорий. Представители органической утверждают, что нефть появилась в осадочных породах коры вследствие трансформации остатков растительных и животных организмов, которые населяли древние океаны.

Интересный факт: естественный процесс образования нефти из органики может занимать более 60 млн лет.

Приверженцы неорганической гипотезы считают, что она образовалась в мантии при синтезе водорода и углерода под действием повышенного давления и температуры. Есть даже космическая теория, подтверждающая это. Она базируется на последних научных достижениях в сфере планетарной космогонии.

Изучение спектров планет доказало, что в атмосфере Юпитера находятся соединения водорода и углерода. Во всех метеоритах найдены простейшие органические соединения, с помощью экстрагирования определены битумы, где выявлены глюкоза, аминокислоты ароматического и алифатического характера.

С учетом этой информации российский ученый В.Д. Соколов создал теорию, по которой углеводороды появились на первых высокотемпературных этапах существования планеты, на стадии ее «горячего развития» за счет синтеза водорода и углерода.

В 1957 году другой исследователь В.Б. Порфирьев представил обновленную гипотезу космической теории. По его понятиям, углеводороды, которые существовали в первозданном веществе, в процессе остывания Земли и ее формирования впитывались магмой и через время, выходя по трещинам, осаждались в верхних слоях.

История добычи нефти

Человечеству нефть известна с древних времен. Существует достоверная информация, что еще 6000 лет назад народы, которые жили на территории сегодняшнего Ирака, добавляли ее в стройматериалы во время сооружения домов, защищая так стены и кровлю от влаги.

В Древнем Египте черную жидкость использовали для освещения, герметизации досок кораблей и в качестве составляющей для мумифицирования человеческих останков.

В Китае, 2500 лет назад, с помощью бамбуковых стволов со стальным буром делали глубокие скважины, добывая газ и нефть. Пока не ясно, как использовалась последняя, но с помощью летучего горючего вещества они выпаривали воду для добычи соли.

Интересный факт: в древние времена считали, что нефть – это отходы китов, проникающие через океан в недра земли.

Современная история нефтяной промышленности датируется 1853 г., когда изобретатель из Польши – Лукасевич создал керосиновую лампу. Он же в 1856 г. открыл завод возле городка Ulaszowice. Здесь из нефти извлекали керосин.

Зарождением российской нефтедобычи является 1864 г., когда на Кубани перешли от ручного бурения скважин к ударно-штанговому с помощью паровой машины.

Началом мировой промышленности является 1859 г. В этом году из пробуренной Эдвином Дрейком первой в Америке скважины получили фонтан нефти с фиксированным дебитом. Ее глубина составляла 21,2 м, находилась она в городке Тайтусвилл, штат Пенсильвания. В дальнейшем бурение здесь скважин зачастую сопровождалось нахождением нефти.

Сорта нефти

Нефть, которая подготовлена к поставке конечному потребителю с учетом правил действующих нормативных актов, называют товарной. В ГОСТ Р 51858-2002 она делится на типы, степени подготовки, классы, виды, группы, содержанию меркаптанов и серы.

По количеству серы вся продукция делится на классы:

• 1-й класс: малосернистая, содержание серы – 0,6%;
• 2-й класс: сернистая, содержание серы – 0,61-1,8%;
• 3-й класс: высокосернистая, содержание серы – 1,81-3,5%;
• 4-й класс: особо высокосернистая, содержание серы – 3,6%.

По доле парафина, выходу фракций и плотности классифицируется на 5 типов:

• особо легкая;
• легкая;
• средняя;
• тяжелая;
• битуминозная.

По содержанию меркаптанов и сероводорода, уровню подготовки к перевозке и переработке выделяют три группы – с 1 по 3.

Оборудование трубопроводных магистралей подачи и нефтеперерабатывающих промышленных заводов, как правило, подстраивается под конкретный сорт перерабатываемой рабочей жидкости, чтобы достичь максимальной эффективности в процессе ее обработки. Самыми популярными в мире считаются следующие:

• WTI (содержание серы – 0,24%);
• Brent (содержание серы – 0,37%);
• Siberian Light (содержание серы – 0,57%);
• Urals (содержание серы – 1,3%);
• Dubai Crude (содержание серы – 2%).

Из чего состоит нефть

С точки зрения химии нефть – это взаиморастворимый состав твердых, жидких и газообразных углеводородов с добавлением гетероорганических веществ, таких как: кислород, азот, сера. С учетом количества различных элементов жидкость может иметь разные варианты оттенков, которые варьируются от черного до темно-коричневого.

Типичный состав отличается для разных сортов и мест добычи. В среднем его можно охарактеризовать следующим образом:

• водород – (11,5-14,5%);
• углерод – (82,5-87%);
• сера – не более 10%;
• азот – не выше 1,8%;
• кислород – (0,1-0,35%);
• в некоторых случаях возможно добавление в малых количествах железа, магния, ванадия, никеля и других элементов.

Помимо этого, выделяют большое количество углеводородных соединений:

• ароматические;
• нафтеновые;
• парафиновые — большая часть, в основном, это жидкие соединения, но в растворенном виде встречаются твердые и газообразные.

Размещение месторождений

Сегодня на планете насчитывается примерно 600 бассейнов с нефтью различной площади. В сумме она составляет приблизительно 80 млн кв.км. На промышленный поток поставлены только 160 из них, остальные в разработке.

Месторождения нефти определены на всех материках Земли (за исключением Антарктиды) и на огромных пространствах прилегающих акваторий:

• самые крупные – в Персидском заливе и на Востоке;
• чуть меньше – в Индии, Австралии, Малайзии, Мьянме;
• наиболее мелкие – в Японии.

B Северной Америке открыто более 20 000 месторождений, которые расположены на Аляске, в Texace, Оклахоме, Калифорнии и других штатах. B Южной Америке самый большой бассейн находится в Венесуэле. Единичные крупные провинции определены в Колумбии и Аргентине, чуть поменьше на острове Тринидад и в Бразилии.

Интересный факт: пока не изобрели двигатель внутреннего сгорания, бензин практически ничего не стоил, с ним не знали, что делать. Популярен был лишь керосин, использовался для выведения загрязнений и лечения педикулеза.

В европейской части (за исключением территории Российской Федерации) большие месторождения выявлены только в Англии и Норвегии.

Нефть была найдена в морях:

• Черном;
• Каспийском;
• Средиземном;
• Северном;
• Охотском;
• Японском;
• Яванском.

На сегодняшний день поиск ресурсов местонахождения нефти в Мировом океане происходит в акваториях континентальных окраин на глубине более 1,5 тыс. метров.

Как добывают нефть

Нефть добывается фонтанным или газлифтным способом, глубинными или электроцентробежными насосами:

1. Фонтанный. При этом жидкость самотеком перемещается по насосному трубопроводу на поверхность. Скважина плотно накрывается фонтанной арматурой, которая требуется для вывода добытого ресурса в сборный нефтепровод.
2. Газлифтный. Подъем нефти производится за счет сжатого газа, нагнетаемого в скважину с поверхности через клапан. Так жидкость попадает в трубопровод и выходит наверх.
3. Штанговый насос. Оборудование может работать на глубине до 2500 м. Возвратно-поступательные движения плунжер помпы получает от установленной качалки за счет колонны штанг.
4. Электроцентробежный насос. Оборудование изготавливается мощностью в пределах 40-700 м3/сутки, и имеет длину до 1700 метров. Наземное устройство в себя включает станцию управления, трансформатор и устьевую арматуру. В секционном электроцентробежном насосе находится 80-400 отделений. Одновременно с мотором и гидрозащитой помпу подают в скважину. Установка насоса производится перед самим спуском. Электропитание к двигателю подается с помощью бронированного провода. В полном сборе размер подземной части оборудования может доходить до 35 м и более.

Геология нефти

Породы, которые заключают в себе нефть, имеют относительно высокую пористость и проницаемость, достаточную для поднятия. Участки, где происходит свободное передвижение и скопление в них жидкости, называют коллекторами. Их пористость будет зависеть от уровня отсортированности зерен, а также наличия цемента, особенностей укладки и формы.

Главные коллекторы нефти – это конгломераты, пески, известняк, доломиты и иные проницаемые породы, находящиеся среди гипса или глины. Если условия благоприятны, то на них могут располагаться метаморфические элементы, которые установлены по соседству с осадочными нефтяными пластами.

Как ищут нефть

Перед разработкой скважины производятся поисково-разведочные работы. В первую очередь нефтеразведчики подбирают конкретный участок для поиска залежей природного ресурса. Для чего определяется потенциальная осадочная провинция, где уже производится более тщательное изучение.

После нахождения структур (ловушек), которые могут иметь нефтяные запасы, выполняют бурение скважин для исследования объемов залежей и расчета потенциала выкачки. Количество находящихся ресурсов, свойства жидкости и показатели породы, которая вмещает в себе нефть, исследуют и анализируют для определения целесообразности дальнейших работ.

Переработка нефти

Для получения топлива и необходимого сырья, нефть перерабатывают разными методами, все они имеют ряд этапов.

Первичные работы не подразумевают изменения химической формулы, в этом случае происходит только физическое деление на фракции. Вначале нефть очищается от примесей, воды и газа. Это так называемая первичная сепарация.

Основные задачи вторичных работ – увеличение видов изготавливаемого двигательного топлива. Процесс обусловлен значительным химическим изменением молекул углеводородов с дальнейшей трансформацией форм, которая больше всего удобна для последующего окисления.

Масштабы мировых запасов

Сегодня активно начинают продвигать сланцевую нефть. Ее общий объем в мире приблизительно 345 млрд баррелей. Однако добыча сланца экономически выгодна только в местах, в которых слой пласта не более 30 м, а количество нефти – 90 л на 1 т породы. Самая большая среди этих территорий находится в Америке.

По добыче сырой нефти Россия в десятке первых с показателем 554,3 млн тонн, или 12,7% от общей выкачки сырья в мире. Лидером в этом плане является Саудовская Аравия, которая ежегодно поставляет на рынок приблизительно 585,6 млн тонн, что в долевом соотношении равняется около 13,5%. Показатели Америки составляют порядка 545 млн. тонн, в том числе и сланец (12,5%).

Интересный факт: в 1900 г. Россия выкачала 631,1 баррель. На тот момент это было 51,6% от общего объема в мире.

В различных первоисточниках рейтинг государств по запасам «черного золота» не совпадает с реально добываемым его количеством.

Самые большие ресурсы – 17,7% или 300,8 млрд баррелей, в том числе тяжелой нефти пояса Ориноко, находятся в Венесуэле. Затем, с 266,9 млрд. баррелей идет Саудовская Аравия, Канада с 171,6 млрд., Иран – 158,5 млрд., Ирак – 154 млрд., Россия – 109,6 млрд., Кувейт – 101,7 млрд., ОАЭ – 97,7 млрд.

Остальные государства, в том числе Ливия и Америка, имеют в общем 347,8 млрд баррелей нефти.

Что делают из нефти

Есть множество сфер, где используют нефть. Некоторые области применения многие знают, но существует и необычная продукция.

• синтетический каучук;
• полиэтилен;
• дизель;
• бензин;
• мазут;
• лигроин;
• пропиленгликоль;
• CD-диски;
• подгузники;
• детские соски.

Также из нефти получают:

• искусственный мех;
• ткани;
• полиэстер;
• полиамид;
• нейлон;
• тени для век;
• шампуни;
• материалы для обивки мебели;
• духи;
• аспирин;
• антибиотики.

Интересный факт: нефтяные ванны эффективно лечат артрит и боли в суставах. Эта терапия широко распространена в Азербайджане.

• антисептики;
• успокаивающие средства;
• противотуберкулезные препараты;
• резину;
• коврики;
• битум;
• краски;
• охлаждающую жидкость;
• масла;
• удобрения;
• воск.

Из нефти также делают:

• гудрон;
• кокс;
• серу;
• вазелин;
• парафин;
• моющие средства;
• жевательную резинку;
• панели солнечных батарей;
• ядохимикаты;
• пищевые загустители и ароматизаторы;
• продукты.

Современное развитие инновационных технологий открыло много новых сфер использования нефти, и, вероятно, это одна из главных причин увеличения ее стоимости. Потому нефтяники во всем мире могут не переживать за свой бизнес – их продукция будет стабильно востребована, по крайней мере ближайшие несколько десятилетий.

Какие сорта нефти добывают в России

На территории России нефть добывается в разных местах, после чего смешивается в определенные сорта. Основным является Urals, содержание серы которого находится в диапазоне 1,3%. Также получаются сорта ESPO и Siberian Light. Последний формируется за счет смешивания нефти из Западной Сибири. ESPO состоит из зарождений, добытых в Центральной, Восточной и Западной Сибири. Urals формируется из нефти Тимано-Печорской провинции, Урало-Поволжского региона и Западной Сибири.

Какими способами добывают нефть в России

На территории России в основном используется два способа добычи нефти:

1. Газлифтный. В скважину закачивается газообразное вещество, которое снижает плотность нефти. Это способствует подъему жидкости вверх. Также может применяться бескомпрессорный газлифт, когда используется сжатый воздух.
2. Насосный. На территории РФ в основном используются штанговые насосы. Специальное оборудование устанавливается в скважине, его запитывают с поверхности. Насосы работают на углублении до 400 м, скорость добычи примерно 500 м3/ч.

Также в России могут применяться винтовые насосы, роторы которых имеют спиралевидную форму.

Интересное видео про нефть

В 1860 — 70-е годы главным поисковым признаком был поверхностный выход нефти, вблизи которого и закладывали скважину. Эти годы были началом нефтяной промышленности. Двадцать лет спустя появился новый принцип поиска — «ход по следу», когда скважины закладывались по «нефтяной линии» — прямой, соединяющей две продуктивные скважины. В 1859 году нефтепромышленник США полковник Дрейк пробурил удачную скважину в низине. В результате скважины стали закладывать в пониженных рельефах, но вскоре нефть обнаружили на возвышении и буровые стали затаскивать в горы. Порой это приводило к крупным открытиям, т.к. повышение рельефа иногда соответствует антиклинальным поднятиям на глубине. Следуя этому принципу на побережье Мексиканского залива в 1901 — 1905 г. г. на антиклинальной складке было открыто 17 месторождений нефти.

В 1863 г. русский академик Г.В. Абих и позже американский геолог И.С.Уайт высказали идею, что нефтяные месторождения приурочены к антиклинальным складкам, положив начало антиклинальной теории.

Используя эту теорию, было обнаружено Новогрозненское месторождение нефти. В 1911 г. И.М. Губкин выявил рукавообразную залежь, не имеющую никакой связи с антиклиналью.

И в конце первого десятилетия прошлого века многие нефтепромышленники поняли, что без геологического обоснования бурение скважин — затея опасная. В эти годы широкое распространение получила геологическая съемка (метод изучения поверхностной геологии и геоморфологии местности, на основании чего составлялась геологическая карта района).

Геологическая съемка дала хорошие результаты. На ее основе было открыто уникальное нефтяное месторождение Болнвар-Коустл (Венесуэла), в Иране — нефтяной гигант Месджид-и-Сулейман и др. Влияние геологов распространилось и на процессы эксплуатации месторождений.

Проведение геологической съемки геологи называют полевыми работами, хотя им приходится работать и в тайге, и в горах. К полевому сезону геологи тщательно готовят снаряжение, топографический инструмент, карты, рацию, изучают предыдущие исследования. В маршрут отправляются на машинах, на лошадях или пешком. В маршруте внимательно изучаются пласты горных пород, выходящие на поверхность (их состав, углы выхода и наклона). Все это тщательно записывается в дневник, делаются фотография, рисунки. Приходится рыть шурфы, закопушки, канавы. При геологической съемке бурятся и мелкие (500 — 600 м) каргировочные скважины.

После окончания полевого геологического сезона, а он бывает летом, все данные изучаются, сводятся к составлению геологической карты и пояснительной записки к ней.

Геологическая карта — это проекция на горизонтальную плоскость (топографическую основу) выходов горных пород на дневную поверхность. Геологическая съемка бывает разного масштаба в зависимости от поставленных задач. Различают региональную и детальную съемки. Региональной съемкой покрыта вся территория РФ, а детальная съемка проведена далеко не везде.

Но геологическая съемка прослеживает антиклиналь не всегда. Чтобы «прощупать» глубокие недра используют геофизические методы поиска. сейсморазведку, гравиразведку, магниторазведку, электроразведку.

Сейсмический метод геофизики основал на изучении особенностей распространения упругих колебаний в земной коре. Сейсмические волны могут быть вызваны взрывом. Скорость их распространения в породе варьирует от 2 до 8 км/с и зависит от плотности: чем плотнее порода, тем быстрее проникают сквозь нее сейсмические волны. На разнице раздела двух сред с различной плотностью упругие колебания частично отражаются, возвращаясь к поверхности земли, и частично преломившись, продолжают свое движение вглубь недр до новой поверхности раздела.

Отраженные сейсмические волны улавливают сейсмоприемниками.

В настоящее время применяются невзрывные методы — импульсные, вибрационные и эл. динамические.

Гравиметрический метод впервые для поисков нефти был применен в 1922 г. на побережье Мексиканского залива. Данные гравиметрической съемки используют для составления соответствующих карт. В настоящее время используют высокочастотную гравиразведку для выявления месторождений нефти и газа на глубине.

Обычно гравиразведка применяется в комплексе с магниторазведкой. Над местом залегания магматических пород возникает магнитное поле. По отклонению магнитной стрелки судят о наличии железных руд. Часто магнитометры устанавливают на самолетах, что удобно для изучения труднодоступных районов. Современные магнитометры позволяют выявить поднятия на глубине 6-7 км.

Существует еще один геофизический метод — электроразведка, разработанный в 1923 г. французом К. Шлюмберже. Идея метода в том, что горные породы обладают различными диэлектрическими свойствами: нефть — диэлектрик, а отложения с железными минералами — проводники. Создавая искусственное электрическое поле, геофизики зондируют недра, изучают сопротивление горных пород.

Но геологические и геофизические методы поиска не всегда дают ответ на вопрос — есть в недрах залежь нефти или газа. Поэтому при поисковых работах рекомендуется комплексировать геолого-геофизические методы с геохимическими и гидрогеологическими. Газовая съемка впервые предложена В.А. Соколовым в 1930. Вокруг любой залежи образуется ореол рассеяния за счет фильтрации и диффузии газов по порам и трещинам пород. Достигая поверхности Земли, углеводородные газы образуют в верхних слоях микроконцентрацни. Отбирая пробы горных пород и грунтовых вод с глубин 2-3 до 20-50 м с помощью чувствительного газоанализатора определяют содержание газов в пробах. Чувствительность этих приборов очень высокая -они могут установить присутствие одного объема углеводородных газов в нескольких миллионах объемов воздуха. Над нефтяными и газовыми залежами обычно образуются газовые аномалии, которые являются прямым поисковым признаком. Но аномалия может смещаться от источника вверх, или может быть непромышленной залежью.

Люминесцентно-битуминологическая съемка исследует ореол рассеяния битумов. Над залежами нефти и газа содержание битумов в породе повышается, отбирают пробы и изучают их в ультрафиолетовом свете.

Радиоактивная съемка основана на перераспределении радиоактивных элементов (в первую очередь урана) над нефтегазовыми залежами. В пределах проекции контура залежи на дневную поверхность обнаруживается зона пониженной радиоактивности. Эти изменения регистрируются приборами.

Гидрохимическим методом изучают химический состав подземных вод и содержание в них растворенных газов. По мере приближения к залежи концентрация этих компонентов в водах возрастает, что служит признаком скопления УВ.

В акваториях и на шельфе широко применяются геофизические методы: сейсмические исследования методом отраженных волн (MOB), глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ) в комплексе с методом преломленных волн (МПВ), гравиметрия, магнитометрия, геотермические исследования.

Последние годы ознаменовались началом практических работ по построению моделей месторождений. Таких моделей создано пока немного, но работы по компьютеризации при изучении нефтегазоносности проводятся интенсивно. Обобщение накопленного опыта по методам поисков нефтегазоносных структур отражается в документе «Регламент по созданию постоянно действующих геолого-технологических моделей нефтяных и нефтегазовых месторождений», введенном в действие 10.03.2000 г.

Модель практически рассматривается как обширная сводка данных по геолого-геофизической изученности месторождения с целью прогнозирования нефтегазовых работ.

В геологических целях широко используется космическая техника. Возникла космическая геология, изучающая геологическое строение Земли — Аэрогеология.

Космическая геология располагает многими методами. Это — визуальное наблюдение, фото — телевизионная, спектрометрическая, радарная, инфракрасная и другие виды съемки, а также магнитные, радиационные, рентгеновские и другие исследования.

Благодаря космометодам получено много результатов по уточнению строения и формирования тектонических структур, проанализировано строение труднодоступных регионов, выявлены геологические особенности многих территорий.

Космическая геология выявляет структуры, благоприятные для накопления нефти и газа (в частности, зоны разломов) и других полезных ископаемых.

Откуда на земле столько нефти,газа,угля?

Помню в детстве в возрасте «почемучки» 3-4 лет папа рассказывал мне,откуда берется уголь,нефть,газ и прочие природные ресурсы. Почитал недавно пост о «больших дырках земли» . «Как выглядит гигантская дыра в земле с высоты птичьего полёта».Под влиянием от прочитанного ,спустя десятки лет снова заинтересовала эта тема.Для начала предлагаю ознакомится с этой статьей (см. ниже)