fors Нефть - ценное полезное ископаемое, горючее химическое соединение с маслянистой консистенцией, легче воды, в разных местах добычи может быть чёрного цвета или иметь вишнёвый, коричневый, жёлтый и зеленоватый оттенки, реже всего встречается почти прозрачная разновидность.
По своему составу это сложная углеводородная смесь, может содержать разнообразные примеси соединений азота, серы, металлов (меди, никеля, хрома, молибдена, железа и др.), солей (хлоридов натрия, магния, кальция) и т.д. Запах зависит от наличия в ней сернистых и ароматических углеводородов. Соотношение твердых, жидких и газообразных углеводородов влияет на качество продукта, чем больше газов в составе, тем выше возможности теплоотдачи. «Чёрное золото» бывает различным по своей консистенции, зависящей от квантитативного соотношения входящих в её состав углеводородов: бесцветная и текучая или чёрного цвета и вязкая.
Некоторые разновидности обретают твердость при температуре +20 градусов, а другие даже при -30 остаются текучими. В природном «сыром» виде нефть в промышленности не используется, она подвергается переработке для получения различных нефтепродуктов: дизельное и реактивное топливо, бензин различной степени очистки, керосин, смазочные материалы, битум, котельное топливо. «Побочным эффектом» переработки нефти можно назвать пластик и полиэтилен, полиэстер, нейлон. Углеводороды широко используются в косметологии (вазелин, губная помада), и медицине (аспирин) в производстве жевательной резинки, солнечных батарей и многого другого, в списке более 6000 наименований.
Для большего удобства нефть классифицируют на сорта по плотности: легкая, средняя и тяжелая. Чем больше примесей в сырой нефти, тем более дорогостоящей будет последующая очистка и переработка, поэтому наибольшим спросом пользуются именно легкие сорта нефти, которые дают на выходе большее количество высококачественного продукта.
Историческая летопись добычи нефти
Процесс образования месторождения этого сложного химического продукта протекает в несколько этапов и растягивается на долгий промежуток времени до 350 миллионов лет. Месторождения нефти находятся на глубине от нескольких метров до 6 километров. Горные породы в которых залегает нефть называется коллекторами.
Современная историческая летопись нефтедобывающего промысла берёт начало в 1847 году в городе Баку, входящего в то время в состав Российской империи. На побережье Каспийского моря начала функционировать первая в мире нефтяная скважина, чуть позднее в этой же области пробурили множество скважин, с тех пор Баку стал известен как «Чёрный город».
В 1853 году польский химик-фармацевт Лукасевич предложил использовать керосин в качестве источника света. Ему принадлежит открытие метода извлечения керосина из нефти, изобретение керосиновой лампы и строительство первого завода по нефтеперегонке на территории Австрии.
В августе 1859 года в США Э. Дрейком была не просто пробурена первая скважина для добычи нефти, был получен нефтяной приток с фиксированным дебитом (г. Тайтусвиль, штат Пенсильвания). В этом районе бурение водяных скважин нередко сопутствовало появлением нефти, что давало возможность обрести довольно недорогой доступ к важному сырью, о ценности которого знали все.
1864 год стал переворотным для всех работников нефтяной отрасли. На Кубани способ ручного бурения был заменён на более эффективный механический ударно-штанговый с применением паровой машины в качестве привода бурового станка. Переход с тяжелого ручного труда на механический ознаменовал начало рождения нефтяной и газовой промышленных отраслей.
Февраль 1866 год – забил первый нефтяной фонтан в России и на Кавказе (Кудакинский промысел).
Добыча нефти – это разработанный комплекс производственных и технологических процессов для извлечения нефти на поверхность земли, её последующего сбора и рассортировке по качеству. Добыча «чёрного золота» - почти безальтернативного энергетического сырья – эквивалентна его использованию. Мировые запасы нефти к XX веку составляли 1 триллион 46 миллиардов баррелей.
Баррель (от английского слова бочка) универсальная мера объема жидкостей и сыпучих тел. Нефтяной баррель равен 159 литрам.
За эталон качества нефти принято использовать сорт Brent, так было установлено организацией ОПЕК (постояннодействующей межправительственной организацией стран-экспортеров). Чем сильнее различаются характеристики производимой нефти от эталона, тем ниже ее качество и стоимость.
Добыча нефти в современном мире
Нефть используется человеком уже в течение 6 тысяч лет, её добыча в промышленном масштабе берёт начало с XIX века. Большая часть нефтяного сырья добывается при помощи закреплённых стальными трубами нефтяных скважин. Для поднятия нефти и сопутствующих ей продуктов (газа, воды) на поверхность используются сверхпрочные герметичные механизмы, способные выдерживать высокое давление.
Страны, лидирующие по объёму добычи нефти (на 2014г)
1. США – 12,4 (объём добычи баррелей в день)
2. Саудовская Аравия – 11,6
3. Россия – 10,6
4. Китай – 4,4
5. Канада – 4
В десятке лучших – Иран, Ирак, Объединённые Арабские Эмираты, Мексика, Кувейт.
Самые крупные импортёры нефти – Китай и США.
Обработка нефти
Большинство предпринимателей стремятся к получению максимальных прибылей, поэтому производят в основном дорогостоящие светлые нефтепродукты (бензин и подобные), а количество темных (мазут, дизтопливо, смазочные) уменьшить. Современные заводы, специализирующиеся на глубокой переработке нефти способны получить максимум светлых продуктов даже из тяжелых сортов нефти. Естественно, что процесс выходит более дорогостоящим, повышая цену на конечный продукт.
Первым шагом в преобразовании нефти-сырца становится первичная перегонка (сепарация), в ходе которой нефть разделяется на фракции с различной температурой кипения без каких-либо химических изменений состава. Далее ее очищают от различных примесей, воды и газообразных углеводородов и отправляют в ректификационные колонны для перегонки при атмосферном давлении. В результате получается несколько фракций: бензиновые (легкая и тяжелая), керосиновая, дизельная. Мазут является остаточным продуктом данного процесса. Если качество не соответствует требованиям, нефтепродукты подвергаются вторичной переработке.
Нефтяная промышленность в Российской Федерации
Россия – единственная из промышленно развитых стран мира, полностью обеспеченная нефтью и экспортирующая это топливо в другие государства. Значительна её доля во всемирном балансе топливно-энергетических ресурсов – 10%. На нашей территории сосредоточено более 6% мировых запасов нефти, что не могло не отразиться на экономике. Россия поставляет на мировой рынок 5 сортов нефти и стремится расширить ассортимент. Добыча и переработка нефти являются одним из базовых секторов торговых отношений с другими государствами, вследствие чего бюджет России получил жесткую привязку к цене на нефтепродукты. Колеблется стоимость или количество экспорта – значит, колеблется вся экономическая система нашей страны.
В России добыча нефти сложный и тяжелый труд. До начала ХХ века нефть добывалась через колодцы, с приходом более современных технологий производится бурение скважин. Скважинами называют приникающее вглубь земли отверстие круглого сечения диаметром до 400 мм. Они могут быть вертикальными или иметь необходимый для более эффективной разработки наклонный угол. Для различных видов нефти существуют разные техники добычи:
1. Путем фонтанирования (характерно при избыточном внутреннем давлении в нефтяных пластах);
2. С помощью мощных электрических насосов;
3. Обеспечивая приток нефти путем искусственного понижения давления.
Естественно, способ добычи определяется после разведки расположения нефтяного месторождения, глубиной залегания и характера окружающих его почв и камня. В частности, в Западной Сибири не применяются электробуры из-за неустойчивых к осыпанию пород.
«Черного золота», как и других полезных ископаемых, много, но добраться до них очень нелегко. По большей части нефть залегает в болотистой местности с суровыми климатическими условиями, далеко от цивилизации, что доставляет немало проблем. Подготовка к бурению всегда одинакова: сначала вырубаются леса и осушается болото. Освободившаяся площадь отсыпается песком и только после этого начинается непосредственно бурение. Скважины стараются располагать в одном месте, группируя рядом до 10-12 скважин, такое расположение называется «куст».
Для большего удобства скважины бурятся под различным наклоном, охватывая большую часть нефтеносного участка и уходя на глубину до 6 км. При этом дно каждой из них может находиться на удалении до нескольких километров от надземной ее части. Например, в Западно - Сибирском округе глубина скважин в среднем уходит на расстояние от 1,5 до 2,5 км, в Восточно - Сибирском от 2 до 3 км, в Поволжье до 4,5 км. Абсолютным лидером можно назвать скважины Сахалина, есть такие, которые уходят на 12 км. Основную работу выполняют буровые установки, они имеют колоссальный размер, вес доходит до 1000 тонн. На самом верху буровой установки (вышки) надежно закреплена огромная лебедка с крюком, передвигающимся вверх и вниз за счет мощного электродвигателя. Эта часть конструкции называется верхним приводом. Для выполнения буровых работ в скважину опускается долото. Оно выглядит как металлическая болванка с 3 вращающимися деталями-шарошками, которые и осуществляют процесс проникновения в толщу земли. Долото, по сути, является наконечником утяжеленной бурильной трубы, которая имеет удельный вес 135 кг на погонный метр. Утяжеленная бурильная труба продолжает собой обычную бурильную трубу.
Вся система называется «бурильной колонной» и приводится в движение электродвигателем верхнего привода. Бурильная колонна получает вращательно-поступательное движение, опускаясь вниз всем немалым весом (3 км = 100-150 тонн). Частота спуска и подъема колонны зависит от быстроты истирания долота и необходимости его замены. Если это необходимо, внутренние стены скважины укрепляются обсадными трубами, после чего размер долота меняется на меньший. От устья (начала скважины) до забоя (ее конца) диаметр плавно меняется: 393 мм – 295 мм – 215 мм – 143 мм. Через трубы под давлением от 50 до 150 атмосфер пропускается буровой раствор. У него двойное назначение, во-первых, он охлаждает долото, во-вторых, выносит на поверхность земли шлам (остатки разрушенной породы). Раствор очищается и снова используется, а шлам по окончании буровых работ засыпается грунтом и засеивается травой.
После того, как скважина пробурена на необходимую длину, в нее спускают обсадную трубу (колонну) и закачивают цементный раствор для предотвращения оседания и обрушения стен. После этого буровая установка перебрасывается на другой объект, а вглубь скважины опускается заряд взрывчатого вещества, который побивает отверстия в бетоне, после чего можно опускать электрический насос и приступать к выкачиванию нефти через насосно-компрессорные трубы.
Обычно расстояние между соседними скважинами около 5 метров, каждая оснащена замерной установкой, позволяющей держать под контролем ежесуточное количество неочищенной нефти (дебит). Чаще всего нефть выходит в смеси с водой, например, 30/70, поэтому в холодное время года трубы необходимо оборачивать теплоизоляционными материалами. Еще одним «попутчиком» нефти является газ.
Раньше его не подвергали очистке, так как это достаточно дорого, его просто сжигали. В результате атмосфере наносился большой урон. В 2012 году всем нефтедобывающим компаниям было предписано не сжигать, а очищать и продавать газ.
Учитывая огромные расстояния, различия в климатических условиях и геологических характеристиках регионов РФ, к организации работ помимо буровиков привлекаются ремонтники, сейсмологи, геологи. По хронологии происходит примерно так: после геологоразведчиков приходят сейсмологи, проводят исследования почвы. За ними «освоенцы», работа которых заключается в выполнении подготовительных работ и буровики нескольких направлений. Одни из них являются специалистами по телеметрии и геофизическим исследованиям, другие относятся к службам буровых растворов, долотного сервиса, работники службы капремонта скважин, добычи.
Не обойтись и без различной спецтехники и обслуживающего ее персонала. Востребованы сопутствующие профессии: электрики и сварщики, строители и т.д., ведь люди не могут спать на земле и жить без каких-либо элементарных удобств. Для прохода техники нужны дороги, для обеспечения работы буровой станции необходима электроэнергия, нужны столовые и прачечные.
Финансирование и управление возглавляет нефтедобывающая компания, которая владеет лицензией на разработку и привлекает для работы различных подрядчиков.
Бурение одной только скважины может длиться от месяца до года, в зависимости от многих факторов. Это старание и ответственность работников, качество используемого оборудования, погода, длина прокладываемой скважины, геологические особенности данной местности и даже плотность добываемой нефти.
Соединенные Штаты Америки
В последние несколько лет подняли добычу нефти на 43% благодаря открытию 2-х богатейших месторождений. С одной стороны, это прибыли и рабочие места для людей, с другой – резкое снижение цены на нефть в связи с перенасыщением рынка товаром. Помимо этого, в Соединенных Штатах все больший интерес проявляется к добыче нефти в Арктике и разработке сланцевых месторождений. По заявлению некоторых маститых ученых, ее залежи намного превышают количество обычной и равномерно распределены по всему земному шару. Эта разновидность нефти добывается из залежей сланца растительного и животного происхождения шахтным способом с дальнейшей переработкой или путем бурения множества скважин горизонтального направления с последующим разрушением всего пласта.
Данный способ получил название «гидроразрыв» (или фрекинг), потому что используется сила водной стихии. К сожалению, мало кого смущает такой варварский способ, который может привести к природной катастрофе. Гидроразрыв – это разрушение пласта породы закачанной под давлением водой и дальнейшим сбором сырья в оптимально удобном для этого месте. Окружающему миру наносится невосполнимый вред, вода, воздух и земля загрязняются токсичными химикатами, которые делают невозможным проживание людей на данной территории.
В результате в некоторых американских штатах обсуждается возможность принятия законодательных мер по защите природы. Категорически против добычи сланцевых газа и нефти Гринпис и ОПЕК. Эти организации пытаются задержать начало «сланцевой революции» во всем мире. Франция, Германия и Болгария уже отказались и законодательно запретили технологию фрекинга. Польша и Украина пока решают этот вопрос, взвешивая все «за» и «против».
Канада
7-ой по величине производитель нефти и ее производных, большая часть экспортного объема поступает на рынок США. По объему доказанных запасов нефти Канада твердо удерживает 2-е место после Саудовской Аравии. Добыча нефти в Канаде сопровождается большими трудностями, ее залежи на 95 % концентрируются в месторождении нефтеносных (битуминозных) песков, которые относятся к альтернативным источникам.
Добыча сырья производится шахтным или карьерным способами, поскольку пласт располагается чаще всего поблизости от поверхности земной коры. Эта разновидность нефти представляет из себя вязкую смесь песка, глины, воды и битума. Последние представляют из себя полутвердую, не текучую массу, которую невозможно добывать традиционными методами. Впрочем, для современных технологий препятствий нет, добыча нефти постоянно продолжается с начала 1950 годов.
Первые попытки переработки битуминозного песка были неудачными, но в период «нефтяного голода» спрос настолько повысился, что сделал предприятие выгодным и привлек множество инвесторов. С 1997 по 2006 год количество вырабатываемой нефти увеличилось на 21 %, но при этом возросли и затраты на стоимость производственных работ. В Канаде для добычи вязкой нефти используется несколько способов: разработка первичным методом, закачка воды в грунт, холодная добыча (как ее еще называют нетрадиционная разработка первичными методами) и целый ряд термических способов с последующей обработкой в месте добычи.
В результате переработки (крекинга) из 4 тонн битуминозного песка производится
1 баррель тяжелой нефти. Серьезными недостатками данного вида сырья являются использование большого количества пресной воды в процессе производства и негативное воздействие на окружающую среду. Вследствие разработки битумных песков Атабаски объем парниковых газов на душу населения Канады принял угрожающие здоровью размеры.
Национальная политика Канады очень разумна и учитывает интерес каждого региона:
1. Альберта обеспечивает резервный рынок для собственной продукции, где уровень цен удерживается выше мирового;
2. Онтарио вкладывает инвестиции в нефтехимические отрасли промышленности;
3. Монреаль удерживает цены на низком уровне.
Основным потребителем канадской нефти долгий период времени является Средний Запад США.
Объединенные Арабские Эмираты
По большей части экономика ОАЭ опирается на нефтедобывающую промышленность, которая позволяет жить весьма небедно. Нефтяные месторождения были открыты в середине прошлого века и уже с 1973 года, когда цены на нефть резко пошли вверх, Эмираты начали получать сверхприбыли. Теперь это страна с очень высоким порогом благосостояния своих граждан. В последнее время правительство страны особое внимание направляет на разведку новых месторождений природных ресурсов, их разработке и маркетингу нефтегазовой продукции. Нефтепереработка и маркетинг сжиженного газа и продуктов из нефти уходит на последний план.Львиная доля добытой в ОАЭ нефти уходит на экспорт, постоянными покупателями выступают США, Япония, страны Западной Европы.
Добыча нефти в этой стране менее тяжелый труд, чем, например, в России. Сухой и жаркий климат, песчаные почвы с низким уровнем грунтовых вод благоприятствуют развитию нефтепромышленности. Да и нефть там залегает сравнительно неглубоко от поверхности, можно сказать, копнул и увидел фонтан из «черного золота».
Китайская Народная Республика
Китай страна не очень большая, но исключительно густозаселенная. За последнюю пятилетку спрос на нефть и ее производные постоянно растет. Если в 1950-1960 годах Китай обеспечивал не только себя, но и все соседние государства, то с наступлением 1980-ых старые месторождения начали истощаться, денег на разработку новых не хватало, начался нефтяной дефицит. Осуществление малоэффективной стратегии обеспечения потребности собственными запасами, пренебрежение повышением качества добычи и разработками энергосберегающих технологий сыграли роль ограничителей дальнейшего развития нефтяной отрасли. КНР вынуждена пользоваться услугами поставщиков ряда стран, но старается преодолеть зависимость от импорта.
На ближайшее десятилетие запланировано полное переоснащение нефтедобывающих компаний, хотя известно, что себестоимость китайской нефти выше импортной на 50%. Скорее всего, в данном случае Китай старается предусмотреть тот момент, когда запасы нефти в других странах истощатся.
Саудовская Аравия
Это достаточно небольшое государство, но именно на его территории обнаружены колоссальные запасы нефти, что позволяет оказывать мощное влияние на другие страны путем значительного вклада в мировой экспорт. По данным 2011 года запасы Саудовской Аравии составляют около 19% от мировых. Полученное сырье имеет высокое качество, 2/3 относится к легким и сверхлегким сортам, что положительным образом отражается на его стоимости.
В отличии от многих других, эта страна не пытается ежегодно наращивать добычу нефти, количество добываемого «черного золота» зависит от состояния рынка сбыта и стоимости сырья. Аравия может активизировать процесс, но не стремится к этому без необходимости. При этом в нефтедобычу вкладываются огромные деньги, изыскиваются новые способы повысить нефтеотдачу и понизить стоимость обработки сырья.
Кувейт
Еще одна маленькая, но очень богатая страна с огромными залежами нефти (около 9% от мировых запасов). 95% доходов государственного бюджета формируется из нефтяных поставок, поэтому экономика страны сильно зависит от колебания цен на сырьевом рынке. На случай форс-мажорной ситуации Кувейт диверсифицирует экономику так, чтобы она не строилась исключительно на нефтяном секторе, средства инвестируются в различные отрасли промышленности. Помимо этого, 10% от «нефтяных» доходов вкладываются в «Фонд будущих поколений», что весьма предусмотрительно и может поддержать государство в трудные времена.
Кувейт сотрудничает по большей части со странами Азии, поставляя по большей части не переработанную нефть в Японию, Сингапур, Индию, Корею и Тайвань.
Иран
Эта страна держит 3-е место по запасам нефти после Саудовской Аравии и Венесуэлы (9,9% от мировых запасов). Как и в большинстве случаев, экономика страны нераздельно связана с добычей нефти, не менее 50% госбюджета образуется от продажи нефтепродуктов. Иран активно развивает машиностроение (подразделяя на несколько подвидов, включая автомобильное, точное и другие), нанотехнологии, информационные и ракетно-космические технологии, медицину. В этой стране создана собственная нефтяная биржа, где проводятся торги, расчет возможно совершить в евро или риалах. Экономика страны сильно страдает из-за экономических санкций, наложенных мировым сообществом в ответ на политику президента Ахмадинежада. Тем не менее, правительство не оставляет попыток стабилизировать положение и привлекает иностранных вкладчиков с их капиталом в нефтегазовую индустрию.
У Ирана налажены торговые отношения с Китаем, Южной Кореей. Сравнительно небольшая часть сырья идет в страны Европы и Африку. Самые тесные отношения с Японией, которая обеспечивает иранской нефтью десятую часть своих потребностей и принимает участие в разработке некоторых месторождений природных ископаемых.
Научные фантасты называют нефть «кровью планеты», вероятно, так и есть. Преуменьшить потребность в нефти нельзя, если она вдруг исчезнет с планеты Земля, это отразится на всех аспектах нашей жизни. При этом нельзя не учитывать быстрое истощение запасов природных ископаемых и урон, причиняемый природе при добыче ее ресурсов. Достаточно скоро перед человечеством встанет вопрос о дальнейшем существовании.
Вырубка лесаи бесконтрольная добыча природных богатств приводит к учащению землетрясений, обширным провалам почв.
При сгорании газа и нефтепродуктов в атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа, оксида азота, сернистых соединений. Для борьбы с проседанием почвы используется закачка воды в образовавшиеся пустоты. Но запасы воды тоже не бесконечны, этот путь ведет в никуда.
Без добычи нефти и газа нам не выжить, но всем государствам необходимо разработать общую программу по изобретению и внедрению альтернативных способов получения энергии и уменьшения уровня загрязнения природы. Не менее важно восстановление чистоты мирового океана, куда ежегодно сбрасываются миллионы тонн нефтепродуктов. Почти треть водной поверхности покрыто нефтяной пленкой, загрязнены берега, гибнут морские животные, рыба и птицы. Только взвешенный подход поможет предотвратить множество бед.