В настоящее время нефть, также, как и природный газ,  является  одним из самых важных для мировой экономики полезных ископаемых. Она служит сырьем для производства целого ряда необходимых продуктов, выпускаемых предприятиями нефтепереработки и нефтехимии. Поскольку большинство нефтей имеют темный цвет, а также за важность этого ресурса для всей планеты нефть называют «черным золотом».

Краткое описание

Это полезное ископаемое залегает в виде смеси жидких веществ и газа в толще земных пород на значительной глубине (чаще всего от одного до трех километров, но бывает и глубже).

Нефть – полезное ископаемое

По мере своего приближение к земной поверхности это вещество может превращаться в  густую мальту, полутвердый асфальт и в прочие природные материалы (например, в битуминозный песок).

По своему химическому составу и способу происхождения  нефть похожа на такие вещества, как природные горючие газы,  озокериты и асфальты.

Специалисты называют все полезные ископаемые, обладающие способностью к горению, одним термином – петролиты.


Петролиты, в свою очередь, входят в более широкую группу, называемую  каустобиолитами, которые представляют собой  горючие биогенные минералы. К каустобилитам, кроме петролитов, относятся также сланцы, торф, бурый и каменный  уголь и залежи антрацитового угля.

Значимость нефти

В настоящие время  48 процентов энергоресурсов, потребляемых в мировой экономике, приходится на нефть – полезное ископаемое углеводородной структуры.

Этот факт доказан специалистами и не вызывает никаких сомнений.  Нефть является  источником множества необходимых продуктов и  химических веществ, которые используются в самых разных отраслях промышленности.

Из нефти делают моторные и котельные  топлива, смазочные материалы, полимерные волокна, пластмассы,  растворители, красители и много другое.


Однако, это полезное ископаемое (впрочем, как и природный газ) – так называемый невозобновляемый ресурс, и рост мирового нефтепотребления, вызывающий повышение цены наряду с истощением существующих месторождений заставляет мировое сообщество искать альтернативные источники энергии. Запасы этого сырья вырабатываются быстро, а на их создание у природы уходят миллионы лет.

Физические свойства нефти

Нефть выглядит как  жидкое вещество, цвет которого варьируется от светлого (почти прозрачного) до  темно-коричневого (почти черного). Бывает желтая и зеленая нефть.

Среднее значение молекулярной  массы этого вещества находится в пределах  от 220-ти  до 300 грамм/моль, хотя у некоторых видов нефтей это показатель достигает значения от 450-ти до 470-ти грамм/моль.

Если говорить о таком важном физическом параметре, как плотность, то она у этого вещества находится в диапазоне от 0,65-ти до 1,05 грамм на кубический сантиметр. Большая часть этого углеводорода имеет плотность на уровне от 0,82-х до 0,95-ти  грамм/см³.

По значению этого параметра нефти делятся на:

  • легкие (плотность – меньше 0,83 грамм/см³;
  • средние (от 0,831 до 0,86 грамм/см³;
  • тяжелые (более 0,86-ти грамм на кубический сантиметр).

В этом полезном ископаемом содержится широкий спектр разных веществ (в основном – соединений углерода и водорода), вследствие чего  нефть  характеризуется не по значению собственной температуры кипения, а по начальному значению этого показателя у входящих в её состав углеводородов. Для легких марок нефти это значение обычно составляет чуть более 28-ми градусов Цельсия, а у тяжелых может быть больше 100 градусов.

Если говорить о вязкости нефти, то она варьируется в достаточно широком диапазоне – от 1,98-ми до 265,9 мм²/с. Этот параметр зависит от фракционного состава и температуры этого вещества. Зависимость такова – чем больше в нефти легких углеводородов и чем выше  температура, тем ниже значение её вязкости. Кроме того, большое влияние на этот показатель оказывает содержание в нефти  смолисто-асфальтеновых компонентов. Чем их больше – тем вязкость выше.

Удельная теплоемкость этой углеводородной смеси находится в пределах от 1,7 до 2,1 кДж/(кг∙К). Удельная теплота сгорания – достаточно невелика – 43,7 – 46,2 МДж/килограмм. Диэлектрическая проницаемость находится в диапазоне  от двух до двух с половиной.

Нефть – полезное ископаемое

Нефть – это легковоспламеняющаяся жидкость.

iv>

Она может вспыхивать при температурах от минус 35-ти до плюс 120-ти градусов Цельсия.  Это показатель напрямую зависит от газонасыщенности сырья и от его фракционного состава.

Нефть в естественных условиях в воде не растворяется, но может  образовывать с ней достаточно стойкие эмульсии.

Растворителями нефти являются определенные вещества, которые относятся к органическим растворителям.

Чтобы разделить водонефтяную эмульсию на воду и собственно нефть, используются специальные отстойники и другие технологические процессы. Кроме того, добытое сырье на промыслах подвергают обессоливанию и, в случае необходимости, обессериванию.

Химический состав

Нефть – это природный  ресурс, который является углеводородной смесью с различными примесями, к которым относятся сера, азот, кислородные соединения и менее одного процента металлов. Углеводородные соединения занимают от 80-ти до 90 процентов общей массы этого продукта.

Сернистые соединения – в среднем  от 0,1 до 6-ти процентов.  Соединения на основе азото и на основе кислорода обычно занимают менее одного процента. Металлы – в основном никель и ванадий.  Кроме того, в сырой нефти содержится вода и растворенные в ней газы.

Если рассматривать углеводородную структуру этого вещества, то в ней преобладают парафины (как правило, от 30 до 35 процентов, хотя бывает и 50) нафтены (от 25-ти до 75-ти процентов). Углеводороды ароматической группы занимают от 10-ти до 20-ти процентов, в редких случаях – до 35-ти.


Химический состав этого полезного ископаемого сильно влияет на качественные характеристики нефтяного сырья. К примеру, высокое содержание легких фракций значительно облегчает процесс переработки, а наличие тяжелых фракций, наоборот, затрудняет этот процесс.

Кроме того, чем больше в нефти серы, тем она хуже. Помимо того, что сера и её соединения крайне негативно воздействую на экологию окружающей среды, так они ещё и обладают повышенной коррозионной агрессивностью, что отрицательно влияет на срок службы металлических изделий (например, поршней автомобильного двигателя).

Также этот природный энергоноситель делится по критерию преимущественного класса содержащихся в нем углеводородных соединений.

Если один из таких классов представлен в составе продукта долей более 25-ти процентов, то говорят о смешанных нефтях, классификация которых такова:

  • нафтено-метановая нефть;
  • метано-нафтеновая;
  • нафтено-ароматическая;
  • ароматическо-нафтеновая;
  • метано-ароматическая;
  • ароматическо-метановая.
>

Нефть – полезное ископаемое

Такая классификация говорит о том, что содержание первого компонента составляет больше 25-ти процентов, а второго – более половины.

Для практического использования сырая нефть непригодна. Чтобы получить практически применимые продукты, нефть разделяется на фракции (прямая перегонка в ректификационных атмосферных или вакуумных установках), а затем доводят полученные продукты до необходимых товарных кондиций (вторичная нефтепереработка путем крекинга, риформинга и других каталитических процессов). Кроме того, получаемые с помощью переработки нефтепродукты служат сырьем для нефтяной химической промышленности.


Похожие статьи

Источник: neftok.ru

ЧТО ТАКОЕ НЕФТЬ?


Капля нефти

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.

Формула метана

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.

Месторождение нефти в разрезе

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.

Подробнее: Условия образования нефтяной залежи >>

 

ИСТОРИЯ НЕФТИ

Нефть на поверхности земли

Нефть известна человеку с древнейших времен. Люди уже давно обратили внимание на черную жидкость, сочившуюся из-под земли. Есть данные, что уже 6500 лет назад люди, жившие на территории современного Ирака, добавляли нефть в строительный и цементирующий материал при строительстве домов, чтобы защитить свои жилища от проникновения влаги. Древние египтяне собирали нефть с поверхности воды и использовали ее в строительстве и для освещения. Нефть также использовалась для герметизации лодок и как составная часть мумифицирующего вещества.

Во времена древнего Вавилона на Ближнем Востоке велась довольно интенсивная торговля этим «черным золотом». Некоторые города уже тогда буквально вырастали на торговле нефтью. Одно из семи чудес света, знаменитые Висячие сады Серамиды (по другой версии — Висячие сады Вавилона), также не обошлись без использования нефти в качестве герметизирующего материала.

Не везде нефть собирали только с поверхности. В Китае более 2000 лет назад при помощи стволов бамбука с металлическим наконечником бурили небольшие скважины. Изначально скважины предназначались для добычи соленой воды, из которой извлекалась соль. Но при бурении на бОльшую глубину из скважин добывали нефть и газ. Неизвестно нашла ли нефть применение в древнем Китае, известно только, что газ поджигали для выпаривания воды и извлечения соли.

Примерно 750 лет назад известный путешественник Марко Поло в описании своих путешествий на Восток упоминает использование нефти жителями Апшеронского полуострова в качестве лекарства от кожных болезней и топлива для освещения.

Первые упоминания о нефти на территории России относятся к XV веку. Нефть собирали с поверхности воды на реке Ухта. Также как и другие народы, здесь ее использовали в качестве лекарственного средства и для хозяйственных нужд.

Хотя, как мы видим, нефть была известна с древнейших времен, она находила довольно ограниченное применение. Современная история нефти начинается с 1853 года, когда польский химик Игнатий Лукасевич изобрел безопасную и удобную в обращении керосиновую лампу. Он же по данным некоторых источников открыл способ извлекать из нефти керосин в промышленных масштабах и основал в 1856 году нефтеперегонный завод в окрестностях польского города Ulaszowice.

Еще в 1846 году канадский химик Абрахам Геснер придумал, как получать керосин из угля. Но нефть позволяла получать более дешевый керосин и в гораздо большем количестве. Растущий спрос на керосин, использовавшийся для освещения, породил спрос на исходный материал. Так было положено начало нефтедобывающей промышленности.

Добыча нефти на раннем этапе

По данным некоторых источников первая в мире нефтяная скважина была пробурена в 1847 году в районе города Баку на берегу Каспийского моря. Вскоре после этого в Баку, входящем в то время в состав Российской империи, было пробурено столько нефтяных скважин, что его стали называть Черный город.

Тем не менее, рождением российской нефтяной промышленности принято считать 1864 год. Осенью 1864 года в Кубанской области был осуществлен переход от ручного способа бурения нефтяных скважин к механическому ударно-штанговому с использованием паровой машины в качестве привода бурового станка. Переход к этому способу бурения нефтяных скважин подтвердил свою высокую эффективность 3 февраля 1866 года, когда было закончено бурение скважины 1 на Кудакинском промысле и из нее забил фонтан нефти. Это был первый в России и на Кавказе фонтан нефти.

Датой начала промышленной мировой нефтедобычи, по данным большинства источников, принято считать 27 августа 1859 года. Это день, когда из пробуренной «полковником» Эдвином Дрейком первой в США нефтяной скважины был получен приток нефти с зафиксированным дебитом. Эта скважина глубиной 21,2 метра была пробурена Дрейком в городе Тайтусвиль, штат Пенсильвания, где бурение водяных скважин часто сопровождалось проявлениями нефти.

Новость об открытии нового источника нефти с помощью бурения скважины разнеслась по округе Тайтусвиля со скоростью лесного пожара. К тому времени переработка, опыт обращения с керосином и подходящий тип лампы для освещения уже были отработаны. Бурение нефтяной скважины позволило получить достаточно дешевый доступ к необходимому сырью, дополнив, таким образом, последний элемент в зарождение нефтяной отрасли.

 

Источник: vseonefti.ru

Среди множества природных ресурсов, наиболее ценными являются нефть и титан, так как первая используется в качестве источника топлива почти для всех современных средств передвижения, начиная с мотоциклов и автомобилей и заканчивая самолетами и вертолетами. Нефть обладает основным своим ценным свойством – горючестью, и встречается практически повсеместно на всех пяти материках, но в разных количествах, основными регионами добычи являются ближний восток, северная и южная Америка, а также Россия и Казахстан. В природе нефть встречается в разных формах, как в виде жидкости, так и в виде твердых веществ, как например нефтеносные пески Канады.

Впервые полезные качества, с помощью которых нефть впоследствии совершила революцию в промышленности, осуществив переход от паровых к двигателям внутреннего сгорания, открыты еще в 19 веке. Однако по-настоящему ощутить все преимущества этого вида топлива смогли благодаря революционному способу транспортировки нефти, а именно с помощью нефтепровода, изобретенного Альфредом Нобелем. В результате нефть стали добывать и транспортировать практически повсеместно, а не только из месторождений расположенных в непосредственной близости от крупных промышленных центров. Но нефть не только является топливом, она также используется в качестве сырья для нефтехимической промышленности.

Впервые титан был открыт в конце 18-го века одновременно двумя химиками англичанином У.Грегором и немцем М.Клапротом, последний впоследствии назвал новый металл в честь героев древнегреческих легенд. Основными особенностями нового металла является его прочность, больше чем у стали при этом он обладает относительно легкой массой. Он имеет серебристый цвет, обладает устойчивости к коррозии, за счет образовывающейся оксидной пленки, при температуре 1200 градусов Цельсия способен к возгоранию, а мелкие частицы способны к самовозгоранию при 400 градусах. Он также обладает высокой вязкостью и пластичностью, способен образовывать сплавы со многими металлами.

Именно благодаря легкости его все чаще используют в ракетостроении и самолетостроении, он постепенно вытесняет алюминий, так как намного прочнее, чем последний. Именно прочность и износостойкость позволила применять титан в нефтяной промышленности, в частности при добыче нефти, использовать полностью или частично титановые детали и механизмы. Главными производителями и экспортерами этого металла являются Китай и Россия, именно в этих странах расположены самые крупные запасы.

Источник: spaceon.ru

По разведанным и предварительно оцененным запасам нефти и конденсата Россия занимает второе место в мире после Саудовской Аравии. Добыча нефти в РФ в период с 1950 по 1988 г. увеличилась в 31 раз (с 18,3 до 569 млн т), в последующем стала падать и к 1995 г. уменьшилась на 262,2 млн т (46 %) (табл.). Потребление нефти с конденсатом на душу населения в 1995 г. составило 1,2-1,3 т (в США 3 т).

В то же время шло уменьшение прироста разведанных запасов. В 1991 г. он превышал добычу в два раза, 1992 г. — в 1,4, в 1993 г. — 1,3, а в 1994 стал меньше в 1,4 раза, в 1995 — почти в 2. За этот же период экспорт нефти уменьшился на 33,4 % (1993 г. — 173 млн т, 1995 — 115,6 млн т), при этом доля стран дальнего зарубежья возросла в 1,8 раза. Было также экспортировано 40 млн т нефтепродуктов и 922 тыс. т пропана и бутана.

Наша страна имеет крупнейшие в мире прогнозные ресурсы и разведанные запасы газа, которые в 1995 г. составили 48,9 трлн м3 (34 % от мировых). В табл. представлена динамика добычи газа в России. Воспроизводство сырьевой базы таково: в 1991 г. прирост разведанных запасов превысил добычу в 2,7 раза, в 1992 г. — в 2,8, в 1993 г. — в 1,2 раза, а в 1994 он был уже меньше добычи в 2,3 раза, в 1995 г. — в 3,2 раза.

В начале 90-х годов экспорт газа составлял 206 млрд м3, половина его шла в европейские страны, вторая — в страны СНГ и Балтии. В 1995 г. экспорт был равен 189,8 млрд м3: в европейские страны — 121,9 млрд м3, в СНГ — 67,9 млрд м3.

В решении энергетических и экологических проблем все более будет возрастать роль газа, он будет замещать низкокачественное твердое топливо и высокосернистый мазут. Будет также развиваться новая топливно-энергетическая отрасль — добыча метана из угольных пластов и угленосных отложений. Так в 1995 г. в России она составляла 27,6 млрд м3 (5 % от общей добычи газа).

Красноярский край по начальным прогнозным ресурсам нефти, природного газа и конденсатов находится на втором месте в стране после Тюменской области. Начальные геологические (прогнозные) ресурсы в крае составляют 55,8 млрд т. условных углеводородов (УУВ), а установленные ресурсы нефти составляют 8,3 млрд т, свободного газа — 23,6 трлн м3, растворенного в нефти газа — 637,7 млрд м3 и конденсата — 1,6 млрд т. В газах центральных районов содержится гелий (по оценкам, 33,4 млрд м3).

К настоящему времени созданы основы сырьевой базы в следующих районах: Танамском газодобывающем (Таймырский автономный округ), Большехетском в Пур-Тазовской НГО (нефтегазоносная область) (Туруханский район Красноярского края), Юрубчено-Тохомском и Ванаварском в Байкитской и Катангской НГО (Эвенкийский АО).

К настоящему времени выявлено и в разной степени оценено 39 месторождений нефти, газа и конденсата (Таймырский АО — 19, Эвенкийский АО — 7, Красноярский край — 12, Хакасия — 1).

По прогнозам, недра Красноярского края имеют количество углеводородных ресурсов, позволяющее рассчитывать на создание и развитие крупной базы нефтеперерабатывающей промышленности Центральной Сибири.

Источник: nature.krasn.ru