Fatti di base anche sulle bruciature di petrolio o oro. Perché l'acqua non brucia? Cosa dice la chimica? Perché il cherosene che brucia non può essere spento con l'acqua

Un minerale che è un liquido oleoso. È una sostanza infiammabile ed è spesso di colore nero, anche se il colore dell'olio varia da zona a zona. Può essere marrone, ciliegia, verde, giallo e persino trasparente. Dal punto di vista chimico il petrolio è una miscela complessa di idrocarburi mescolati con vari composti, come zolfo, azoto ed altri. Anche il suo odore può essere diverso, poiché dipende dalla presenza di idrocarburi aromatici e composti solforati nella sua composizione.

Idrocarburi, che compongono il petrolio, sono composti chimici costituiti da atomi di carbonio (C) e idrogeno (H). In generale, la formula dell'idrocarburo è C x H y. L'idrocarburo più semplice, il metano, ha un atomo di carbonio e quattro atomi di idrogeno, la sua formula è CH 4 (è mostrato schematicamente a destra). Il metano è un idrocarburo leggero, sempre presente nel petrolio.

A seconda del rapporto quantitativo dei vari idrocarburi che compongono il petrolio, variano anche le sue proprietà. L'olio può essere trasparente e fluido come l'acqua. E può essere nero e così viscoso e inattivo che non fuoriesce dal vaso, anche se capovolto.

Da un punto di vista chimico, l’olio ordinario (tradizionale) è costituito dai seguenti elementi:

• Carbonio – 84%
• Idrogeno – 14%
• Zolfo – 1-3% (sotto forma di solfuri, disolfuri, idrogeno solforato e zolfo stesso)
• Azoto – meno dell’1%
• Ossigeno – meno dell'1%
• Metalli – meno dell’1% (ferro, nichel, vanadio, rame, cromo, cobalto, molibdeno, ecc.)
• Sali – meno dell’1% (cloruro di calcio, cloruro di magnesio, cloruro di sodio, ecc.)

Olio(e il relativo gas idrocarburico) si trova a profondità comprese tra diverse decine di metri e 5-6 chilometri. Allo stesso tempo, a una profondità di 6 km e inferiore si trova solo gas, e a una profondità di 1 km e superiore si trova solo petrolio. La maggior parte dei giacimenti si trova a una profondità compresa tra 1 e 6 km, dove petrolio e gas si trovano in varie combinazioni.

Il petrolio si trova in rocce chiamate serbatoi. Serbatoio- è una roccia capace di contenere fluidi, cioè sostanze mobili (può essere petrolio, gas, acqua). Per dirla semplicemente, un serbatoio può essere pensato come una spugna molto dura e densa, i cui pori contengono olio.

ORIGINE DELL'OLIO

La formazione del petrolio è un processo molto, molto lungo. Attraversa diverse fasi e, secondo alcune stime, impiega 50-350 milioni di anni.

Il più provato e generalmente accettato oggi è teoria dell'origine organica del petrolio o, come viene anche chiamato, biogenico teoria. Secondo questa teoria, il petrolio si sarebbe formato dai resti di microrganismi vissuti milioni di anni fa in vasti bacini d'acqua (prevalentemente in acque poco profonde). Quando questi microrganismi morirono, formarono sul fondo strati con un alto contenuto di materia organica. Gli strati, sprofondando gradualmente sempre più in profondità (vi ricordo che il processo dura milioni di anni), sono stati influenzati dalla crescente pressione degli strati superiori e dall'aumento delle temperature. Come risultato di processi biochimici che avvengono senza accesso all'ossigeno, la materia organica viene convertita in idrocarburi.

Alcuni degli idrocarburi risultanti erano allo stato gassoso (i più leggeri), alcuni allo stato liquido (i più pesanti) e altri allo stato solido. Di conseguenza, una miscela mobile di idrocarburi allo stato gassoso e liquido, sotto l'influenza della pressione, si è gradualmente spostata attraverso le rocce permeabili verso una pressione inferiore (solitamente verso l'alto). Il movimento continuò finché non incontrarono uno spesso strato di strati impenetrabili sulla loro strada e ulteriori movimenti furono impossibili. Questo è il cosiddetto trappola, formato dallo strato serbatoio e dallo strato impermeabile di copertura che lo ricopre (figura a destra). In questa trappola si accumula gradualmente una miscela di idrocarburi, formando ciò che noi chiamiamo giacimento petrolifero. Come puoi vedere, il deposito in realtà non lo è luogo di nascita. E' più probabile località. Comunque sia, la pratica della denominazione si è già sviluppata.

Poiché la densità del petrolio è generalmente molto inferiore alla densità dell'acqua che è sempre presente in esso (prova della sua origine marina), il petrolio invariabilmente si muove verso l'alto e si accumula sopra l'acqua. Se il gas è presente, sarà in alto, sopra il petrolio.

In alcune zone, il petrolio e gli idrocarburi, senza incontrare trappole nel loro percorso, hanno raggiunto la superficie della terra. Qui furono esposti a vari fattori superficiali, a seguito dei quali furono dispersi e distrutti.

STORIA DELL'OLIO

Olio conosciuto dall'uomo fin dall'antichità. Le persone hanno notato da tempo il liquido nero che colava dal terreno. Esistono prove che già 6.500 anni fa, le persone che vivevano nel territorio del moderno Iraq aggiungevano petrolio ai materiali da costruzione e di cemento durante la costruzione delle case per proteggere le loro case dalla penetrazione dell'umidità. Gli antichi egizi raccoglievano l'olio dalla superficie dell'acqua e lo usavano nelle costruzioni e per l'illuminazione. L'olio veniva utilizzato anche per sigillare le barche e come parte di un agente mummificante.

Ai tempi dell’antica Babilonia il commercio di questo “oro nero” era piuttosto intenso in Medio Oriente. Alcune città già allora crebbero letteralmente grazie al commercio del petrolio. Una delle sette meraviglie del mondo, famosa Giardini pensili di Ceramidi(secondo un'altra versione - Giardini pensili di Babilonia), inoltre, non poteva fare a meno dell'uso dell'olio come materiale di tenuta.

Non ovunque il petrolio veniva raccolto solo dalla superficie. In Cina, più di 2000 anni fa, si perforavano piccoli pozzi utilizzando tronchi di bambù con la punta metallica. Inizialmente i pozzi erano progettati per produrre acqua salata, dalla quale si estraeva il sale. Ma quando si trivellava a profondità maggiori, dai pozzi venivano estratti petrolio e gas. Non è noto se il petrolio trovasse impiego nell'antica Cina, solo che il gas veniva dato alle fiamme per far evaporare l'acqua ed estrarre il sale.

Circa 750 anni fa, il famoso viaggiatore Marco Polo, nella descrizione dei suoi viaggi in Oriente, menziona l'uso dell'olio da parte degli abitanti della penisola di Absheron come cura per le malattie della pelle e combustibile per l'illuminazione.

La prima menzione del petrolio in Russia risale al XV secolo. Il petrolio è stato raccolto dalla superficie dell'acqua sul fiume Ukhta. Qui, come altri popoli, veniva utilizzato come medicinale e per le necessità domestiche.

Sebbene, come vediamo, l'olio sia conosciuto fin dall'antichità, ha trovato un utilizzo piuttosto limitato. La storia moderna del petrolio inizia nel 1853, quando il chimico polacco Ignatius Łukasiewicz inventò una lampada a cherosene sicura e facile da usare. Secondo alcune fonti, scoprì il modo di estrarre il cherosene dal petrolio su scala industriale e fondò una raffineria di petrolio nel 1856 nelle vicinanze della città polacca di Ulaszowice.

Nel 1846, il chimico canadese Abraham Gesner scoprì come produrre cherosene dal carbone. Ma il petrolio ha permesso di ottenere cherosene più economico e in quantità molto maggiori. La crescente domanda di cherosene, utilizzato per l'illuminazione, ha creato una domanda per il materiale di partenza. Questo fu l'inizio dell'industria petrolifera.

Secondo alcune fonti, il primo al mondo pozzo petrolifero fu perforato nel 1847 vicino alla città di Baku, sulle rive del Mar Caspio. Poco dopo, a Baku, allora parte dell’Impero russo, furono perforati così tanti pozzi petroliferi, che divenne nota come la Città Nera.

Tuttavia, il 1864 è generalmente considerato l’anno di nascita dell’industria petrolifera russa. Nell'autunno del 1864, nella regione di Kuban, fu effettuata una transizione dal metodo manuale di perforazione dei pozzi petroliferi al metodo meccanico con asta d'urto utilizzando un motore a vapore come azionamento della piattaforma di perforazione. Il passaggio a questo metodo di perforazione dei pozzi petroliferi confermò la sua elevata efficienza il 3 febbraio 1866, quando fu completata la perforazione del pozzo 1 nel campo di Kudakinsky e da esso iniziò a fuoriuscire un getto di petrolio. Questa è stata la prima fonte di petrolio in Russia e nel Caucaso.

Data di inizio dell'attività industriale produzione mondiale di petrolio, secondo la maggior parte delle fonti, è considerato il 27 agosto 1859. Questo è il giorno in cui il primo pozzo petrolifero degli Stati Uniti, perforato dal “colonnello” Edwin Drake, ha prodotto un afflusso di petrolio con una portata registrata. Questo pozzo profondo 21,2 metri è stato perforato da Drake a Titusville, in Pennsylvania, dove la perforazione dell'acqua era spesso accompagnata da spettacoli petroliferi.

La notizia della scoperta di una nuova fonte di petrolio perforando un pozzo si è diffusa a macchia d'olio nella zona di Titusville. A quel punto erano già stati sviluppati la lavorazione, l'esperienza con il cherosene e il tipo appropriato di lampada per l'illuminazione. La perforazione di un pozzo petrolifero ha permesso di ottenere un accesso abbastanza economico alle materie prime necessarie, aggiungendo così l'ultimo elemento alla nascita dell'industria petrolifera.

Per capire perché l'acqua non brucia, devi prima ricordare qual è il processo di combustione stesso. La chimica dice: la combustione è un processo chimico di ossidazione, durante il quale viene rilasciata una grande quantità di calore.


Per essere più precisi nella formulazione, la combustione può essere definita come una combinazione molto rapida di un elemento chimico con l'ossigeno (si parla di ossidazione). Come sai, ogni sostanza chimica ha la sua formula. Per l'acqua, questa è la formula H 2 O, cioè ossido di idrogeno.

Pertanto, è già chiaro dal nome e dalla composizione della formula: l'acqua è un prodotto della combustione, perché l'idrogeno nella sua composizione ha già reagito con l'ossigeno e si è ossidato (bruciato). Gli atomi di idrogeno nelle molecole d'acqua non sono liberi; sono legati agli atomi di ossigeno.

Ma dire che in linea di principio l’acqua non può bruciare non è del tutto vero. Per bruciare, l'acqua ha bisogno del contatto con un agente ossidante ancora più forte dell'ossigeno. Un tale agente ossidante è, ad esempio, il fluoro, con il quale reagiscono sia l'idrogeno che l'ossigeno presenti nell'acqua. È vero, è possibile vedere come avviene questa combustione solo in condizioni di laboratorio.

Il legame tra gli atomi di idrogeno e ossigeno si indebolisce, il fluoro, come elemento elettronegativo aggressivo, sposta l'ossigeno dal suo composto e, di conseguenza, si formano fluoruro di idrogeno e ossigeno.

Perché un incendio dovuto al petrolio non può essere spento con l'acqua?

Probabilmente hai visto più di una volta nei film o nei notiziari come brucia il petrolio versato sulla superficie del mare. L'espressione “in superficie” non è stata scelta a caso: l'olio nelle sue proprietà è molto più leggero dell'acqua, e durante uno sversamento non si mescola con esso, ma sale in superficie.

Questo è il motivo per cui il petrolio non può essere spento con acqua: per spegnere i prodotti petroliferi in fiamme vengono utilizzati estintori a schiuma, polvere e anidride carbonica. Il compito principale del contenuto dell'estintore è impedire l'accesso dell'aria all'olio in fiamme.

Perché un incendio causato dal cherosene non può essere spento con l'acqua?

Per lo stesso motivo: il cherosene si ottiene per distillazione o rettifica del petrolio, e il petrolio, come ricordiamo, è una sostanza molto più leggera dell'acqua.

Anche la densità del cherosene è molto inferiore alla densità dell'acqua e se versi acqua sul cherosene in fiamme, salirà semplicemente istantaneamente in superficie e continuerà a bruciare.

Perché un incendio causato dalla benzina non può essere spento con l'acqua?

La benzina è composta da petrolio e le sue proprietà rispetto all'acqua e al processo di combustione sono simili: brucia sulla superficie dell'acqua. Inoltre, quanto più si diffonde l'acqua, utilizzata per spegnere la benzina in fiamme, tanto più ampia è la diffusione della fiamma.

Se non hai un estintore a portata di mano, puoi usare sabbia, soda, terra, tessuto spesso o coperte per spegnere la benzina.


Se vedete, ad esempio, il mare in fiamme, sappiate: in questa zona ci sono prodotti petroliferi nell'acqua. In tutti gli altri casi, il mare che brucia nell'ambiente naturale è solo una fantasia, come nelle vecchie e preferite poesie per bambini: "E le volpi presero i fiammiferi, andarono al mare blu, accesero il mare blu".

Inserito da admin, 25 luglio 2008

“Accendere una fornace con il petrolio è come riscaldarla con le banconote.” DI. Mendeleev.

"Il prezzo del petrolio sta battendo nuovi record" - questo è stato l'ultimo titolo apparso sulla stampa probabilmente negli ultimi sei mesi. Cos’è esattamente il petrolio? Non tutti i giornalisti ne scriveranno. Molti, ad esempio, sono sicuri che dal petrolio si possa ricavare solo carburante. Ma questo è tutt’altro che vero. Qui ho elencato alcuni fatti piuttosto informativi.

Barile dall'inglese. barile - lett.: barile - un'unità di volume utilizzata nell'industria petrolifera di un certo numero di paesi, pari a 42 galloni americani; esiste un barile semplice pari a 119,24 litri, un barile di petrolio pari a 158,76 litri; nel Regno Unito è di 163,65 litri.

Il termine "petrolio greggio" significa petrolio che non è stato trasformato.
Rapporto standard dei componenti nel petrolio greggio: carbonio - 84%, idrogeno - 14%, zolfo - dall'1 al 3%, azoto - meno dell'1%, idrogeno - meno dell'1%, metalli - meno dell'1% (nichel, ferro , vanadio, rame , arsenico), sali - meno dell'1% (cloruro di sodio, cloruro di magnesio, cloruro di calcio).

L'olio non è solo nero, ma anche incolore, verde, marrone, giallo e rosso. Inoltre, ogni colore ha le sue sfumature.

La più alta qualità e il più prezioso sono i tipi leggeri di petrolio greggio (Russian Siberian Light). Minore è la densità del petrolio greggio, più facile è il processo di raffinazione del petrolio e maggiore è la qualità dei prodotti petroliferi da esso ottenuti.

Anche un barile di petrolio contiene una quantità enorme di energia. Equivale a circa 20mila ore uomo di lavoro. Cento persone devono lavorare 7 ore al giorno, sette giorni alla settimana, per un mese intero (ad esempio, raccogliendo i raccolti) per consumare la quantità di energia contenuta in un barile di petrolio.

Il petrolio è una miscela complessa di sostanze, principalmente idrocarburi liquidi.

Gli idrocarburi sono una classe di composti organici costituiti da molecole di carbonio e idrogeno di diverse lunghezze e diverse strutture.
I chimici utilizzano gli idrocarburi per due motivi:

Gli idrocarburi contengono molta energia. Molti prodotti derivano dal petrolio greggio, come benzina, diesel, cera di paraffina, ecc. fornirci energia.

Gli idrocarburi possono assumere molte forme diverse.
L'idrocarburo più piccolo è il metano (CH4), un gas più leggero dell'aria. Gli idrocarburi a catena più lunga con cinque o più atomi di carbonio sono liquidi. Le catene molto lunghe sono solide come cera e resina.

Storia della scoperta del petrolio

La prima menzione scritta della presenza di petrolio in Russia risale al XVI secolo, quando fu scoperto al largo delle rive del fiume Ukhta, che scorre nella parte settentrionale della regione di Timan-Pechora. Poi veniva raccolto dalla superficie del fiume e usato come rimedio, e poiché questa sostanza aveva proprietà oleose, veniva usato anche come lubrificante.

Il primo pozzo petrolifero fu perforato nel 1859 nello stato americano della Pennsylvania da un gruppo di imprenditori guidati da Edwin Drake.

Cosa è fatto con il petrolio

Per produrre la maggior parte degli altri prodotti vengono utilizzati diversi tipi di petrolio greggio perché contengono idrocarburi. Quasi tutti i materiali possono essere prodotti chimicamente da idrocarburi, dalla gomma sintetica al nylon e persino alla plastica.

Solo la metà di ogni barile di petrolio prodotto viene convertita in benzina, mentre l’altra metà viene utilizzata per produrre un’ampia varietà di beni. Quindi l’aumento dell’inflazione non è dovuto solo all’aumento dei prezzi della benzina.

I prodotti petroliferi più famosi sono i carburanti: benzina, cherosene, gasolio e oli combustibili. Il gas liquefatto viene prodotto dal petrolio per il fabbisogno domestico. Le fibre sintetiche sono prodotte dal petrolio, che fanno parte dei tessuti. Dal petrolio vengono prodotti più di mille oli lubrificanti. L'olio è necessario per le superfici asfaltate delle strade e i tetti degli edifici. I detersivi sintetici contenenti cera e petrolio sono costituiti da olio. Anche l’ammoniaca sintetica e i pesticidi contenenti petrolio sono ricavati dal petrolio. Il petrolio viene utilizzato per produrre prodotti petrolchimici, che sono materie prime per altri prodotti chimici come plastica e fibre sintetiche.

Anche la gommapiuma sintetica, le piastrelle di plastica, le pellicole e i detergenti sono ricavati da prodotti petroliferi.

I computer costituiscono l'80-90% del prodotto finale ricavato dal petrolio. I DVD e i CD sono realizzati utilizzando l'olio!

Secondo il metodo di raffinazione del petrolio, ci sono:

1) Elaborazione primaria. Durante la distillazione, i prodotti petroliferi vengono suddivisi in benzina (motore e aviazione), carburante per aerei, cherosene, gasolio e olio combustibile. L'olio combustibile, a sua volta, funge da prodotto di partenza per la produzione di oli distillati, paraffina, bitume e combustibile liquido per caldaie. Il concentrato rimanente dopo la distillazione, il catrame, viene utilizzato per rivestimenti stradali ed edili.

2) Esiste anche la raffinazione secondaria del petrolio. Comprende la modifica della struttura degli idrocarburi e l'ottenimento di derivati ​​funzionali, nei quali vengono introdotti ossigeno, azoto, cloro e altri elementi chimici. Il riciclaggio del petrolio produce le materie prime che costituiscono la base di prodotti come fibre sintetiche, gomma sintetica, plastica, vari detergenti e coloranti.

Economia e prezzi del petrolio

Con i prezzi del petrolio superiori agli 80 dollari al barile, molte fonti energetiche alternative, compresi i biocarburanti, sono diventate economicamente vantaggiose. È giunto il momento di investire in fonti energetiche alternative.

Al livello attuale dei prezzi del petrolio, il consumo primario nel 2008-2010 negli Stati Uniti potrebbe diminuire del 10-12%, ovvero circa 2-2,5 milioni di barili al giorno: questa è la quantità di petrolio prodotto, ad esempio, dall'Iraq, Iran o Venezuela. Tali risparmi non possono che influenzare il prezzo.

Se dal 1980 il consumo totale di energia nel mondo è aumentato di oltre il 60%, quello nucleare del 260% e quello alternativo dell’800%
Dal 1980, la quota di petrolio e gas nel bilancio energetico globale è scesa dal 65,8 al 59,7%, la quota del carbone è aumentata dal 25 al 26,3%, quella nucleare e alternativa dal 9,2 al 14%. E questa tendenza sta accelerando insieme all’aumento dei prezzi.

Negli anni ’70 del secolo scorso, l’innesco geopolitico del balzo dei prezzi furono i conflitti arabo-israeliani e l’embargo sulle importazioni di petrolio negli Stati Uniti, la rivoluzione iraniana e la guerra Iraq-Iran. Nell’attuale decennio – il dispiegamento di truppe americane in Iraq, le continue minacce di Israele e degli Stati Uniti di lanciare un attacco preventivo contro l’Iran, l’escalation dell’avventurismo politico in Venezuela, l’illegalità in Nigeria, la situazione con il ritiro o il ritiro dell’Indonesia mancata uscita dall’OPEC. Il risultato è sempre lo stesso: la parte “artificiale” del prezzo dell’oro nero viene gonfiata. Non appena le tensioni politiche si attenuano, il prezzo tende al bilancio.

Durante l’attuale “era del petrolio” (soprattutto negli ultimi 70 anni), nel mondo sono stati bruciati circa 950 miliardi di barili di petrolio. Attualmente, ogni anno nel mondo vengono bruciati circa 30 miliardi di barili di petrolio (circa 80 milioni di barili al giorno).

Teoria dell'origine del petrolio

Gli scienziati non sono ancora giunti a un consenso su quale tipo di risorsa sia il petrolio: esauribile o inesauribile.

Alcuni scienziati, principalmente in Russia e Ucraina, aderiscono alla teoria abiotica dell'origine del petrolio. Secondo esso, il petrolio si forma costantemente negli strati profondi della Terra, per poi salire gradualmente in superficie, riempiendo i giacimenti petroliferi a noi noti. Se è così, non c'è nulla di cui preoccuparsi: ci sarà sempre petrolio nella quantità di cui abbiamo bisogno. Sfortunatamente, molto probabilmente non è così.

Geografia e riserve petrolifere globali

Le rimanenti riserve di petrolio nel mondo (esclusi i giacimenti che potrebbero essere scoperti in futuro) non superano i 1.150 miliardi di barili (2004, secondo British Petroleum).

Il Golfo Persico contiene il 60% delle riserve mondiali di petrolio. L'Arabia Saudita controlla il 25%, il Kuwait, l'Iran e l'Iraq ne controllano circa il 10 ciascuno. La regione del Mar Caspio contiene circa il 15% delle riserve petrolifere mondiali.

Secondo un recente studio della Federal Energy Commission statunitense, il volume dei nuovi giacimenti rinvenuti ogni anno nel mondo è la metà della quantità di petrolio bruciato nello stesso periodo (secondo esperti indipendenti addirittura quattro volte inferiore), e questo rapporto continua a peggiorare di anno in anno.

La maggior parte del petrolio è concentrato in Asia, Vicino e Medio Oriente, Siberia occidentale e Kazakistan. I giacimenti più grandi si trovano anche nel Nord e nel Sud America e nel Mare del Nord al largo delle coste europee.

L’Organizzazione dei Paesi Esportatori di Petrolio (OPEC) è stata fondata nel 1960. Attualmente fanno parte dell’OPEC 11 paesi: Algeria, Venezuela, Indonesia, Iran, Iraq, Qatar, Kuwait, Libia, Nigeria, Emirati Arabi Uniti, Arabia Saudita. La sede dell'OPEC è Vienna, Austria. I paesi dell’OPEC forniscono circa il 40% della fornitura globale totale di petrolio al mercato mondiale. Possono essere membri a pieno titolo dell'OPEC solo gli Stati fondatori e i paesi le cui domande di ammissione sono state approvate dall'organo supremo dell'OPEC, la Conferenza.
Le esportazioni di petrolio costituiscono la base delle economie di molti paesi. Pertanto, l’Arabia Saudita è il più grande produttore ed esportatore di petrolio. Il paese possiede il 25% delle riserve mondiali di questa risorsa. Il controllo sui giacimenti di petrolio e gas appartiene alla Saudi Aramco (la più grande compagnia petrolifera del mondo), di proprietà statale.

I maggiori paesi esportatori di petrolio nel mondo:
Arabia Saudita 9,0 milioni di barili al giorno.
Russia 6,4 milioni di barili al giorno.
Norvegia 2,8 milioni di barili al giorno.
Iran 2,72 milioni di barili al giorno.
Emirati Arabi Uniti 2,4 milioni di barili al giorno.
Kuwait 2,3 milioni di barili al giorno.
Venezuela 2,1 milioni di barili al giorno.
Algeria 1,8 milioni di barili al giorno.
Messico 1,75 milioni di barili al giorno.
Libia 1,5 milioni di barili al giorno.

Tabella top5 - classifica dei leader mondiali nel consumo di petrolio (secondo l'Energy Information Administration). Fare clic per visualizzare.
Si possono ottenere statistiche migliori

E infine, alcuni fatti poco conosciuti sul petrolio:

0,82 m è lo spigolo di un cubo, che conterrà tutto il petrolio consumato in media nel 2005 per 1 abitante della Terra.
11,37 m è lo spigolo di un cubo, che ospiterà le riserve petrolifere dell'Arabia Saudita per una media di 1 residente di questo paese.
4,05 m è il bordo del cubo, che ospiterà la riserva petrolifera media russa per 1 abitante della Federazione Russa.
0,28 m è lo spigolo di un cubo, che ospiterà l'acciaio prodotto in media ogni anno per 1 abitante della Terra.
0,03 m - il bordo del cubo, dove si trova la riserva mondiale di uranio; 9,33 m - il bordo del cubo, dove si trova in media la riserva mondiale di carbone per 1 abitante della Terra.
È più vantaggioso acquistare benzina di notte che di giorno, perché a basse temperature la sua densità aumenta, quindi per lo stesso volume di carburante ce ne sarà di più :-).
Una goccia d’olio rende imbevibili 25 litri d’acqua. L'olio si diffonde sulla superficie dell'acqua in uno strato sottile. Prenditi cura della natura! Non è stata una coincidenza che abbia nascosto il petrolio sottoterra, lontano dagli occhi umani!

Nella rivista affascinante vl_ad_le_na Ho letto un bellissimo post sulla produzione di petrolio. Pubblico con il permesso dell'autore.

Cos'è il petrolio?
L'olio è una miscela di idrocarburi liquidi: paraffine, aromatici e altri. Infatti l'olio non è sempre nero, può essere anche verde (devoniano, lo avevo in un barattolo, scusate, l'ho buttato), marrone (il più comune) e anche bianco (trasparente, sembra trovato nel Caucaso).

Il petrolio è diviso in diverse classi di qualità a seconda della sua composizione chimica, di conseguenza il suo prezzo cambia. Inoltre, il gas associato è spesso disciolto nel petrolio, che brucia così intensamente nelle torce.

In un metro cubo di petrolio si possono sciogliere da 1 a 400 metri cubi di gas. Questo è molto. Questo gas stesso è costituito principalmente da metano, ma a causa della difficoltà della sua preparazione (deve essere essiccato, purificato e portato ai numeri GOST di Wobbe - in modo che vi sia un potere calorifico rigorosamente definito), il gas associato viene utilizzato molto raramente per scopi domestici . In parole povere, se il gas del campo viene rilasciato in un appartamento in una stufa a gas, le conseguenze possono variare dalla fuliggine sul soffitto a una stufa mortalmente danneggiata e all'avvelenamento (ad esempio idrogeno solforato).

Oh sì. Un'altra cosa sgradevole associata all'olio è l'idrogeno solforato disciolto (perché l'olio è una sostanza organica). È altamente velenoso e altamente corrosivo. Ciò impone le proprie difficoltà alla produzione di petrolio. PER LA PRODUZIONE DI OLIO. Professionalità che, tra l’altro, non utilizzo.

Da dove viene il petrolio?
Ci sono due teorie su questo argomento (maggiori dettagli -). Uno è inorganico. È stato proposto per la prima volta da Mendeleev ed è che l'acqua scorreva oltre i carburi metallici caldi, formando così idrocarburi. La seconda è la teoria organica. Si ritiene che l'olio "maturi", di regola, in condizioni marine e lagunari, facendo marcire resti organici di animali e piante (limo) in determinate condizioni termobariche (alta pressione e temperatura). In linea di principio, la ricerca supporta questa teoria.

Perché è necessaria la geologia?
Probabilmente vale la pena menzionare la struttura della nostra Terra. Secondo me, tutto nella foto è bello e chiaro.

Quindi, i geologi petroliferi si occupano solo della crosta terrestre. È costituito da un basamento cristallino (il petrolio si trova molto raramente lì, poiché si tratta di rocce ignee e metamorfiche) e da una copertura sedimentaria. La copertura sedimentaria è costituita da rocce sedimentarie, ma non approfondirò la geologia. Dirò solo che la profondità dei pozzi petroliferi è solitamente di circa 500 - 3500 m. È a questa profondità che si trova il petrolio. Sopra di solito c'è solo acqua, sotto c'è una base cristallina. Più profonda è la roccia, prima si depositava, il che è logico.

Dove si trova il petrolio?
Contrariamente ad alcuni miti diffusi sui “laghi petroliferi” sotterranei, il petrolio si trova nelle trappole. Per semplificare, le trappole in sezione verticale si presentano così (l'acqua è l'eterna compagna del petrolio):

(Una piega curva con il "dorso" rivolto verso l'alto è chiamata anticlinale. E se assomiglia a una ciotola, è una sinclinale; l'olio non viene trattenuto nelle sinclinali).
O così:

E in pianta possono essere prospetti rotondi o ovali. Le dimensioni variano da centinaia di metri a centinaia di chilometri. Una o più di queste trappole situate nelle vicinanze costituiscono un giacimento petrolifero.

Poiché l'olio è più leggero dell'acqua, galleggia verso l'alto. Ma per evitare che il petrolio scorra altrove (a destra, a sinistra, in alto o in basso), lo strato con esso deve essere limitato dal caprock sopra e sotto. Tipicamente si tratta di argille, carbonati densi o sali.

Da dove provengono le curvature all'interno della crosta terrestre? Dopo tutto, le rocce si depositano orizzontalmente o quasi orizzontalmente? (se sono depositati in cumuli, questi cumuli vengono solitamente livellati rapidamente dal vento e dall'acqua). E le curve - sollevamenti, verso il basso - derivano dalla tettonica. Hai visto le parole “convezione turbolenta” nell'immagine con una sezione della Terra? Questa stessa convezione muove le placche litosferiche, il che porta alla formazione di crepe nelle placche e, di conseguenza, allo spostamento dei blocchi tra le fessure e ai cambiamenti nella struttura interna della Terra.

Dove si trova il petrolio?
Il petrolio non si forma da solo; come è già stato detto, i laghi petroliferi non esistono. L'olio si trova nella roccia, cioè nei suoi vuoti: pori e fessure:

Le rocce sono caratterizzate da proprietà come porositàè la proporzione del volume dei vuoti nella roccia - e permeabilità- la capacità di una roccia di far passare attraverso se stessa liquidi o gas. Ad esempio, la sabbia ordinaria è caratterizzata da una permeabilità molto elevata. E il cemento è molto peggio. Ma oso assicurarvi che la roccia, che si trova a una profondità di 2000 m con alta pressione e temperatura, ha proprietà molto più vicine al cemento che alla sabbia. ho sentito. Tuttavia, da lì viene estratto il petrolio.
Questo è un nucleo, un pezzo di roccia forato. Arenaria densa. Profondità 1800 m. Non c'è petrolio.

Un'altra aggiunta importante è che la natura detesta il vuoto. Quasi tutte le rocce porose e permeabili sono, di regola, sature d'acqua, cioè c'è acqua nei loro pori. Salato perché scorreva attraverso molti minerali. Ed è logico che alcuni di questi minerali vengano portati via insieme all'acqua in forma disciolta e poi, quando le condizioni termobariche cambiano, cadano proprio in questi pori. Pertanto, i granelli di roccia si legano ai sali e questo processo è chiamato cementazione. Questo è il motivo per cui, in generale, i pozzi non si sbriciolano immediatamente durante il processo di perforazione, perché le rocce sono cementate.

Come si trova il petrolio?
Di solito, prima per l'esplorazione sismica: mettono in moto vibrazioni sulla superficie (per esplosione, ad esempio) e misurano il tempo del loro ritorno utilizzando ricevitori.

Successivamente, in base al tempo di ritorno dell'onda, viene calcolata la profondità di un particolare orizzonte in diversi punti della superficie e vengono costruite le mappe. Se sulla mappa viene rilevato un sollevamento (= trappola anticlinale), viene verificata la presenza di petrolio perforando un pozzo. Non tutte le trappole contengono olio.

Come vengono perforati i pozzi?
Un pozzo è un'apertura verticale di miniera con una lunghezza molte volte maggiore della sua larghezza.
Due fatti sui pozzi: 1. Sono profondi. 2. Sono stretti. Il diametro medio del pozzo all'ingresso della formazione è di circa 0,2-0,3 m, cioè una persona non può assolutamente attraversarlo. La profondità media è, come ho già detto, 500-3500 m.
I pozzi vengono perforati da impianti di perforazione. Esiste uno strumento per frantumare la roccia come uno scalpello. Nota, non un trapano. Ed è completamente diverso dallo stesso dispositivo a forma di vite di "Teenage Mutant Ninja Turtles".

La punta è sospesa sui tubi di perforazione e ruota: viene premuta sul fondo del pozzo dal peso di questi stessi tubi. Esistono diversi principi per mettere in movimento la punta, ma di solito l'intera batteria di tubi di perforazione ruota in modo che la punta ruoti e frantumi la roccia con i suoi denti. Inoltre, il fluido di perforazione viene costantemente pompato nel pozzo (all'interno del tubo di perforazione) e pompato fuori (tra la parete del pozzo e la parete esterna del tubo) per raffreddare l'intera struttura e portare via le particelle di roccia frantumata.
A cosa serve la torre? Per appendere gli stessi tubi di perforazione (dopo tutto, durante il processo di perforazione, l'estremità superiore della colonna viene abbassata e ad essa devono essere avvitati nuovi tubi) e per sollevare la corda di tubi per sostituire la punta. La perforazione di un pozzo richiede circa un mese. A volte viene utilizzata una punta anulare speciale che, durante la perforazione, lascia una colonna centrale di roccia: il nucleo. Il nucleo viene selezionato per studiare le proprietà delle rocce, sebbene ciò sia costoso. Esistono anche pozzi inclinati e orizzontali.

Come fai a sapere quale strato è dove?
Una persona non può scendere nel pozzo. Ma dobbiamo sapere cosa abbiamo perforato lì, giusto? Quando viene perforato un pozzo, le sonde geofisiche vengono calate al suo interno tramite un cavo. Queste sonde funzionano secondo principi fisici completamente diversi: autopolarizzazione, induzione, misurazione della resistenza, radiazione gamma, radiazione di neutroni, misurazione del diametro del pozzo, ecc. Tutte le curve vengono scritte su file, provocando questo incubo:

Ora i geofisici si mettono al lavoro. Conoscendo le proprietà fisiche di ogni roccia, identificano gli strati in base alla litologia - arenarie, carbonati, argille - e scompongono la sezione in base alla stratigrafia (cioè a quale epoca e tempo appartiene la formazione). Penso che tutti abbiano sentito parlare di Jurassic Park:

Esiste infatti una divisione molto più dettagliata della sezione in tier, orizzonti, pack, ecc. - ma questo non ci importa adesso. È importante che i giacimenti petroliferi (strati in grado di produrre petrolio) siano di due tipi: carbonatici (calcari, come il gesso, per esempio) e terrigeni (sabbia, solo cementata). I carbonati sono CaCO3. Terrigeno - SiO2. Questo se è scortese. È impossibile dire quali siano i migliori, sono tutti diversi.

Come si prepara un'azienda ben preparata per la produzione?
Dopo che il pozzo è stato perforato, viene rivestito. Ciò significa che viene calata una lunga serie di tubi di rivestimento in acciaio (quasi dello stesso diametro di un pozzo), quindi viene pompata una normale malta cementizia nello spazio tra la parete del pozzo e la parete esterna del tubo. Questo viene fatto per evitare che il pozzo si sgretoli (dopo tutto, non tutte le rocce sono ben cementate). In sezione trasversale, il pozzo ora appare così:

Ma abbiamo coperto la formazione di cui avevamo bisogno con rivestimento e cemento! Pertanto, la colonna viene perforata di fronte alla formazione (e come fai a sapere dove si trova la formazione desiderata? Geofisica!). Ancora una volta, un trapano a percussione con cariche esplosive incorporate viene calato su un cavo. Lì si innescano le cariche e si formano buchi e canali di perforazione. Ora non ci preoccupiamo dell'acqua proveniente dagli strati vicini: abbiamo perforato il pozzo proprio di fronte a quello di cui avevamo bisogno.

Come viene estratto il petrolio?
La parte più interessante, credo. L'olio è molto più viscoso dell'acqua. Penso che la viscosità sia intuitiva. Alcuni bitumi petroliferi, ad esempio, hanno una viscosità simile al burro.
Entrerò dall'altra parte. I fluidi nella formazione sono sotto pressione: gli strati di roccia sovrastanti premono su di essi. E quando trivelliamo un pozzo, non c'è pressione dal lato del pozzo. Cioè, c'è una bassa pressione nell'area del pozzo. Si crea una differenza di pressione, chiamata depressione, ed è questo che porta al fatto che il petrolio inizia a fluire verso il pozzo e ad apparire in esso.
Per descrivere il flusso del petrolio ci sono due semplici equazioni che tutti i lavoratori del settore petrolifero dovrebbero conoscere.
Equazione di Darcy per il flusso rettilineo:

Equazione di Dupuis per il flusso piano-radiale (solo il caso di afflusso di fluido al pozzo):

In effetti, li sosteniamo. Non ha senso addentrarsi ulteriormente nella fisica e scrivere un’equazione per l’afflusso instabile.
Da un punto di vista tecnico, i metodi più comuni per la produzione dell'olio sono tre.
Fontana. Questo è quando la pressione del giacimento è molto alta e il petrolio non solo scorre nel pozzo, ma sale anche verso l'alto e trabocca (beh, in realtà non trabocca, ma nel tubo - e oltre).
Pompe SRP (pompa ad asta) ed ESP (elettropompa centrifuga). Il primo caso è una normale macchina a dondolo.

Il secondo non è affatto visibile in superficie:

Notare che non ci sono torri. La torre serve solo per abbassare/innalzare i tubi nel pozzo, ma non per la produzione.
L'essenza del funzionamento delle pompe è semplice: creare ulteriore pressione in modo che il liquido che entra nel pozzo possa risalire attraverso il pozzo fino alla superficie della terra.
Vale la pena ricordare un normale bicchiere d'acqua. Come ne beviamo? Incliniamolo, giusto? Ma non sarai in grado di inclinare il pozzo. Ma puoi mettere una cannuccia in un bicchiere d'acqua e bere attraverso di essa, aspirando il liquido con la bocca. Questo è più o meno il funzionamento di un pozzo: le sue pareti sono come le pareti di un bicchiere e, invece di un tubo, nel pozzo viene calata una serie di tubi. L'olio sale attraverso i tubi.

Nel caso di una pompa con asta a ventosa, la macchina pompante muove la sua “testa” rispettivamente su e giù, mettendo in movimento l'asta. Quando l'asta si muove verso l'alto, trascina con sé la pompa (la valvola inferiore si apre), mentre quando si sposta verso il basso la pompa si abbassa (la valvola superiore si apre). Quindi, a poco a poco, il liquido sale.
L'ESP funziona direttamente con l'elettricità (ovviamente con un motore). Le ruote (orizzontali) girano all'interno della pompa; sono dotate di fessure, quindi l'olio sale verso l'alto.

Devo aggiungere che la fuoriuscita di petrolio, che amano mostrare nei cartoni animati, non è solo una situazione di emergenza, ma anche un disastro ambientale e multe milionarie.

Cosa fare quando la produzione di petrolio è scarsa?
Nel corso del tempo, il petrolio cessa di fuoriuscire dalla roccia sotto il peso degli strati sovrastanti. Quindi entra in funzione il sistema RPM, mantenendo la pressione del serbatoio. Vengono perforati pozzi di iniezione e l'acqua viene pompata al loro interno ad alta pressione. Naturalmente l'acqua iniettata o prodotta prima o poi entrerà nei pozzi di produzione e salirà in superficie insieme al petrolio.
Va inoltre notato che maggiore è la quota di petrolio nel flusso, più velocemente scorre e viceversa. Pertanto, maggiore è la quantità di acqua che scorre con l'olio, più difficile sarà per l'olio uscire dai pori e entrare nel pozzo. La dipendenza della frazione di permeabilità dell'olio dalla frazione di acqua nel flusso è presentata di seguito ed è chiamata curve di permeabilità di fase relativa. Questo è anche un concetto molto necessario per un lavoratore petrolifero.

Se la zona del fondo pozzo della formazione è contaminata (piccole particelle di roccia trascinate insieme al petrolio, oppure paraffine solide cadute fuori), si effettuano trattamenti acidi (il pozzo viene chiuso e viene pompato un piccolo volume di acido cloridrico in esso) - questo processo è utile per le formazioni di carbonato perché si dissolvono. Ma per le sostanze terrigene (arenarie) l’acido non ha importanza. Pertanto, in essi viene eseguita la fratturazione idraulica: un gel viene pompato nel pozzo ad altissima pressione, in modo che la formazione inizi a rompersi nell'area del pozzo, dopo di che viene pompato il materiale di supporto (sfere di ceramica o sabbia grossolana in modo che la fessura non si chiuda). Dopodiché il pozzo comincia a funzionare molto meglio, perché gli ostacoli al flusso sono stati eliminati.

Cosa succede all’olio dopo che è stato estratto?
Innanzitutto, il petrolio sale sulla superficie della terra in un tubo che scorre da ciascun pozzo. 10-15 pozzi vicini sono collegati tramite questi tubi a un dispositivo di misurazione, dove viene misurata la quantità di petrolio prodotto. Quindi l'olio viene lavorato secondo gli standard GOST: da esso vengono rimossi sali, acqua, impurità meccaniche (piccole particelle di roccia), se necessario viene rimosso l'idrogeno solforato e l'olio viene completamente degassato alla pressione atmosferica (ricordare che l'olio può contenere quanta benzina?). Il petrolio commerciabile entra nella raffineria. Ma l'impianto potrebbe essere lontano, e poi entra in gioco la società Transneft: gli oleodotti principali per il petrolio finito (al contrario degli oleodotti sul campo per il petrolio greggio con acqua). Il petrolio viene pompato attraverso la tubazione utilizzando gli stessi ESP, posizionati solo su un lato. Le giranti ruotano allo stesso modo.
L'acqua separata dal petrolio viene pompata nuovamente nella formazione, il gas viene bruciato o inviato ad un impianto di trattamento del gas. E il petrolio viene venduto (all'estero tramite oleodotti o navi cisterna) o va in una raffineria di petrolio, dove viene distillato mediante riscaldamento: le frazioni leggere (benzina, cherosene, nafta) vengono utilizzate per il carburante, le frazioni pesanti di paraffina vengono utilizzate per le materie prime per la plastica , ecc., e gli oli combustibili più pesanti con un punto di ebollizione superiore a 300 gradi di solito servono come combustibile per le caldaie.

Come viene regolamentato tutto ciò?
Per la produzione di petrolio, ci sono due documenti di progetto principali: un progetto per il calcolo delle riserve (dimostra che c'è esattamente quella quantità di petrolio nel giacimento, né di più né di meno) e un progetto di sviluppo (descrive la storia del giacimento e dimostra che dovrebbe essere sviluppato in questo modo e non altrimenti).
Per calcolare le riserve vengono costruiti modelli geologici e per un progetto di sviluppo vengono costruiti modelli idrodinamici (dove si calcola come funzionerà il campo in una modalità o nell'altra).

Quanto costa tutto questo?
Dirò subito che tutti i prezzi sono generalmente confidenziali. Ma posso dire approssimativamente: un pozzo a Samara costa 30-100 milioni di rubli. a seconda della profondità. Una tonnellata di petrolio commerciale (non raffinato) costa diversamente. Quando contavo il primo diploma, mi davano un valore di circa 3000 rubli, mentre il secondo - circa 6000 rubli, la differenza oraria è di un anno, ma questi potrebbero non essere valori reali. Ora non lo so. Le tasse ammontano ad almeno il 40% dei profitti, più l'imposta sulla proprietà (a seconda del valore contabile della proprietà), più l'imposta sull'estrazione dei minerali. Aggiungete il denaro necessario per gli stipendi dei dipendenti, per l'elettricità, per la riparazione dei pozzi e lo sviluppo del campo - la costruzione di condutture e attrezzature per la raccolta e il trattamento del petrolio. Molto spesso, l'economia dei progetti di sviluppo va in negativo, quindi bisogna riuscire a lavorare in positivo.
Aggiungerò un fenomeno chiamato attualizzazione: una tonnellata di petrolio prodotta l'anno prossimo ha meno valore di una tonnellata di petrolio prodotta quest'anno. Pertanto, dobbiamo intensificare la produzione di petrolio (che costa anche denaro).

Quindi, ho brevemente delineato ciò che ho studiato per 6 anni. L'intero processo, dalla comparsa del petrolio nel giacimento, all'esplorazione, alla perforazione, alla produzione, alla lavorazione e al trasporto fino alla vendita, vedete che ciò richiede specialisti con profili completamente diversi. Spero che almeno qualcuno legga questo lungo post e mi sono schiarito la coscienza e sfatato almeno alcuni dei miti che circondano il petrolio.