Нефть

редактировать
Под землей обнаружена углеводородная жидкость природного происхождения

Образец нефти. Pumpjack прокачивает нефтяную скважину около Лаббок, Техас. нефтеперерабатывающий завод в Мина-аль-Ахмади, Кувейт.

Петролеум (произносится ), естественно, встречающаяся, желтовато-черная жидкость, обнаруженная в геологических формациях под поверхностью Земли. Обычно его перерабатывают в различные типы топлива. Компоненты нефти разделяются с использованием метода, называемого фракционной перегонкой, то есть разделение жидкой смеси на фракции, различающиеся по температуре кипения, посредством перегонки, обычно с использованием фракционной колонны.

Она состоит из естественных встречающиеся углеводороды различной молекулярной массы и могут содержать различные органические соединения. Название "нефть" охватывает как природную необработанную сырую нефть, так и нефтепродукты, состоящие из очищенной сырой нефти. ископаемое топливо, нефть образуется, когда большие количества мертвых организмов, в основном зоопланктон и водоросли, захоронены под осадочными породами и подвергнуты воздействию как к сильной жаре, так и к давлению.

Нефть в основном добывается при бурении нефтяных скважин (природные источники нефти встречаются редко). Бурение проводится после изучения структурной геологии (в масштабе коллектора), анализа осадочных бассейнов и определения характеристик коллектора (в основном с точки зрения пористости и проницаемости геологических структур коллектора). завершено. Его очищают и легче всего разделяют с помощью дистилляции на многочисленные потребительские товары, от бензина (бензин), дизельного топлива и керосина до асфальт и химические реагенты (этилен, пропилен, бутен, акриловая кислота, пара-ксилол ), используемый для производства пластмасс, пестицидов и фармацевтических препаратов. Нефть используется для производства самых разных материалов, и, по оценкам, в мире ежедневно потребляется около 95 миллионов баррелей.

Использование нефти в качестве топлива является основной причиной глобального потепления и закисления океана. Согласно ООН Межправительственной группы экспертов по изменению климата, без поэтапного отказа от ископаемых видов топлива, включая нефть, будут «серьезные, повсеместные и необратимые воздействия на людей и экосистемы ".

Содержание

  • 1 Этимология
  • 2 История
    • 2.1 Ранний
    • 2.2 Современный
  • 3 Состав
  • 4 Химия
  • 5 Эмпирические уравнения для тепловых свойств
    • 5.1 Теплота сгорания
    • 5.2 Теплопроводность
    • 5.3 Удельная теплоемкость
    • 5.4 Скрытая теплота парообразования
  • 6 Формация
    • 6.1 Ископаемая нефть
    • 6.2 Абиогенная нефть
  • 7 Коллекторы
    • 7.1 Нетрадиционные залежи нефти
  • 8 Классификация
  • 9 Отрасль
    • 9.1 Отгрузка
  • 10 Цена
  • 11 Использование
    • 11.1 Топливо
    • 11.2 Другие производные
    • 11.3 Сельское хозяйство
  • 12 Использование по странам
    • 12.1 Статистика потребления
    • 12.2 Потребление
    • 12.3 Производство
    • 12.4 Экспорт
    • 12,5 Импорт
    • 12.6 Непроизводящие потребители
  • 13 Экологические ef эффекты
    • 13.1 Глобальное потепление
    • 13.2 Подкисление океана
    • 13.3 Добыча
    • 13.4 Разливы нефти
    • 13.5 Тарболлы
    • 13.6 Киты
  • 14 Альтернативы
    • 14.1 Автомобильные топлива
    • 14.2 Промышленные масла
    • 14.3 Электроэнергия
  • 15 Будущее производство
    • 15.1 Пиковая нефть
    • 15.2 Нетрадиционная нефть
  • 16 См. также
  • 17 Примечания
  • 18 Ссылки
  • 19 Дополнительная литература
  • 20 Внешние ссылки

Этимология

Аппарат фракционной перегонки.

Слово «нефть» происходит от средневекового латинского petroleum (буквально «каменное масло»), которое происходит от латинского петра, «камень», (от древнегреческий : πέτρα, романизированный : петра, «камень») и латинское олеум, «масло», (от древнегреческого : ἔλαιον, романизированный : élaion, «масло»).

Термин был используется в трактате De Natura Fossilium, опубликованном в 1546 году немецким минералогом Георгом Бауэром, также известным как Георгий Агрикола. В 19 веке термин "нефть" часто использовался для обозначения минеральных масел, полученных путем дистилляции из добытых органических твердых веществ, таких как каменный уголь (а позже горючий сланец ) и произведенные из них рафинированные масла; в Соединенном Королевстве хранение (а затем и транспортировка) этих масел регулировалось рядом законов о нефти, начиная с Закона о нефти 1863 года и далее.

История

Ранняя

Нефтяная вышка в Окема, Оклахома, 1922 год.

Нефть в той или иной форме использовалась с древних времен, и сейчас важен для всего общества, в том числе в экономике, политике и технологиях. Повышение важности было связано с изобретением двигателя внутреннего сгорания, развитием коммерческой авиации и важностью нефти для промышленной органической химии, в частности синтеза пластмасс, удобрений., растворители, клеи и пестициды.

Более 4000 лет назад, согласно Геродоту и Диодору Сицилийскому, асфальт использовался при строительстве стен и башен Вавилон ; были нефтяные карьеры около Ардерикки (близ Вавилона) и смолистый источник на Закинфе. В больших количествах он был обнаружен на берегу реки Исс, одного из притоков Евфрата. Древние персидские таблички указывают на использование нефти в медицине и освещении в высших слоях общества.

Использование нефти в древнем Китае началось более 2000 лет назад. В И Цзин, одно из самых ранних китайских писаний, цитирует, что нефть в сыром виде, без очистки, была впервые обнаружена, извлечена и использована в Китае в первом веке до нашей эры. Кроме того, китайцы были первыми, кто зафиксировал использование нефти в качестве топлива еще в четвертом веке до нашей эры. К 347 году н. Э. Нефть добывали из скважин, пробуренных бамбуком в Китае.

Сырая нефть часто перегонялась персидскими химиками, с четкими описаниями, приведенными в арабских справочниках, таких как Мухаммад ибн Закария Рази (Разес). Улицы Багдада были вымощены смолой, полученной из нефти, которая стала доступной с природных полей в регионе. В 9 веке нефтяные месторождения разрабатывались в районе современного Баку, Азербайджана. Эти поля были описаны арабским географом Абу аль-Хасаном Али аль-Масуди в 10 веке и Марко Поло в 13 веке., которые описали добычу из этих скважин как сотни судов. Арабские и персидские химики также перегоняли сырую нефть для производства легковоспламеняющихся продуктов для военных целей. Благодаря исламской Испании дистилляция стала доступной в Западной Европе к XII веку. Он также присутствует в Румынии с 13 века и записывается как păcură.

Ранние британские исследователи Мьянмы задокументировали процветающую нефтедобывающую промышленность, основанную в Yenangyaung, что в 1795 году здесь находились сотни вырытых вручную скважин.

Печельбронн (фонтан «Смола») считается первым в Европе местом, где были разведаны и использованы нефть. До сих пор действующий Erdpechquelle, источник, в котором нефть смешивается с водой, используется с 1498 года, в частности, в медицинских целях. Нефтяные пески добываются с 18 века.

В Витце в Нижней Саксонии природный асфальт / битум исследуется с 18 века. И в Печельброне, и в Витце угольная промышленность доминировала в нефтяных технологиях.

Современные

Доказанные мировые запасы нефти, 2013. Нетрадиционные месторождения, такие как природная тяжелая нефть и нефть включены пески.

Химик Джеймс Янг заметил естественное просачивание нефти в Риддингс шахте в Альфретоне, Дербишир, из которого он дистиллировал легкое жидкое масло, подходящее для использования в качестве лампового масла, в то же время получив более вязкое масло, подходящее для смазки машин. В 1848 году Янг основал небольшой бизнес по переработке сырой нефти.

Янг в конечном итоге преуспел, перегоня каменный уголь при слабом нагревании, в создании жидкости, напоминающей нефть, которая при обработке в Точно так же, как масло просачивалось, давало аналогичные продукты. Янг обнаружил, что путем медленной дистилляции он может получить из него ряд полезных жидкостей, одну из которых он назвал «парафиновым маслом», потому что при низких температурах оно превращалось в вещество, напоминающее парафиновый воск.

Производство этих масел. и твердый парафин из угля, являющиеся предметом его патента от 17 октября 1850 года. В 1850 году Young Meldrum и Эдвард Уильям Бинни заключили партнерство под названием EW Binney Co. в Bathgate в Западном Лотиане и E. Meldrum Co. в Глазго; их работы в Батгейте были завершены в 1851 году и стали первым по-настоящему коммерческим нефтеперерабатывающим заводом в мире с первым современным нефтеперерабатывающим заводом.

Сланцевые залежи около Броксберна, 3 из 19 в Западный Лотиан.

Первый в мире нефтеперерабатывающий завод был построен в 1856 году Игнацием Лукасевичем. Его достижения также включали открытие того, как перегонять керосин из просачивающейся нефти, изобретение современной керосиновой лампы (1853 г.), внедрение первого современного уличного фонаря в Европе (1853 г.) и строительство первой в мире современной нефтяной скважины. (1854).

Спрос на нефть в качестве топлива для освещения в Северной Америке и во всем мире быстро рос. Эдвин Дрейк колодец 1859 около Титусвилля, Пенсильвания считается первым современным колодцем. Уже в 1858 году Георг Христиан Конрад Хунэус обнаружил значительное количество нефти при бурении лигнита 1858 года в Витце, Германия. Позднее Витце обеспечивал около 80% потребления в Германии в эпоху Вильгельма. Добыча прекратилась в 1963 году, но с 1970 года в Витце открыт Музей нефти.

Скважина Дрейка, вероятно, выделяется, потому что она была пробурена, а не выкопана; потому что он использовал паровой двигатель; потому что с ним была связана компания; и потому что это вызвало большой бум. Однако в середине 19 века до Дрейка в различных частях мира велась активная деятельность. Группа под руководством майора Алексеева из Бакинского корпуса горных инженеров пробурила вручную скважину в районе Баку в 1848 году. В Западной Вирджинии в том же году были пробурены скважины с механическим бурением в том же году, что и скважина Дрейка. Первая коммерческая скважина была выкопана вручную в Польше в 1853 году, а другая в соседней Румынии в 1857 году. Примерно в то же время был открыт первый в мире небольшой нефтеперерабатывающий завод с мощностью Ясло в Польше, и вскоре после этого открылся более крупный в Плоешти в Румынии. Румыния - первая страна в мире, в которой годовая добыча сырой нефти официально зафиксирована в международной статистике: 275 тонн за 1857 год.

Первая коммерческая нефтяная скважина в Канаде была введена в эксплуатацию в 1858 году. по адресу Oil Springs, Онтарио (затем Canada West ). Бизнесмен Джеймс Миллер Уильямс выкопал несколько скважин между 1855 и 1858 годами, прежде чем обнаружил богатые запасы нефти на глубине четырех метров под землей. К 1860 году Уильямс добыл 1,5 миллиона литров сырой нефти, переработав большую часть ее в масло для керосиновых ламп. Скважина Williams стала коммерчески выгодной за год до операции Drake в Пенсильвании, и ее можно было назвать первой коммерческой нефтяной скважиной в Северной Америке. Открытие в Ойл-Спрингс вызвало нефтяной бум, который привлек в этот район сотни спекулянтов и рабочих. Успехи в бурении продолжились в 1862 году, когда местный бурильщик Шоу достиг глубины 62 метра, используя метод бурения с пружинным стержнем. 16 января 1862 года после взрыва природного газа в Канаде начал добычу первый нефтяной фонтан, который стрелял в воздух с зарегистрированной скоростью 3000 баррелей в день. К концу 19 века Российская Империя, особенно компания Branobel в Азербайджане, взяла на себя ведущую роль в производстве.

Плакат, используемый для рекламы совместного использования автомобилей как способ нормирования бензина во время Второй мировой войны.

Доступ к нефти был и остается основным фактором в нескольких военных конфликтах двадцатого века, включая Вторую мировую войну, во время которой нефтяные предприятия были важным стратегическим активом и подвергались обширным бомбардировкам. Вторжение Германии в Советский Союз включало цель захватить бакинские нефтяные месторождения, так как это обеспечило бы столь необходимые запасы нефти для немецких военных, страдающих от блокад. Разведка нефти в Северной Америке в начале 20-го века позже привела к тому, что к середине века США стали ведущим производителем. Однако, когда добыча нефти в США достигла пика в 1960-х годах, Соединенные Штаты уступили Саудовской Аравии и Советскому Союзу.

В 1973 году Саудовская Аравия и другие арабские страны ввели нефтяное эмбарго против Соединенных Штатов, Соединенного Королевства, Японии и других западных стран, которые поддержали Израиль в войне Судного дня октября 1973 года. Эмбарго вызвало нефтяной кризис со многими краткосрочными и долгосрочными последствиями для мировой политики и мировой экономики.

Сегодня около 90 процентов потребностей в автомобильном топливе удовлетворяется за счет нефти. Нефть также составляет 40 процентов от общего потребления энергии в Соединенных Штатах, но на нее приходится только 1 процент производства электроэнергии. Нефть как портативный, плотный источник энергии, питающий подавляющее большинство транспортных средств, и как основа для многих промышленных химикатов, делает ее одним из самых важных товаров в мире. Жизнеспособность нефтяного товара определяется несколькими ключевыми параметрами: количеством транспортных средств в мире, конкурирующих за топливо; количество нефти, экспортируемой на мировой рынок (Export Land Model ); чистый выигрыш в энергии (предоставленная экономически полезная энергия за вычетом потребленной энергии); политическая стабильность стран-экспортеров нефти; и способность защищать линии поставок нефти.

В тройку лидеров по добыче нефти входят Россия, Саудовская Аравия и США. В 2018 году, отчасти благодаря разработкам в области гидроразрыва пласта и горизонтального бурения, Соединенные Штаты стали крупнейшим производителем в мире. Около 80 процентов легкодоступных мировых запасов расположены на Ближнем Востоке, из них 62,5 процента поступают из арабских 5: Саудовская Аравия, Объединенные Арабские Эмираты, Ирак, Катар и Кувейт. Большая часть мировой нефти существует в виде нетрадиционных источников, таких как битум в нефтеносных песках Атабаски и сверхтяжелая нефть в поясе Ориноко. Несмотря на то, что значительные объемы нефти добываются из нефтеносных песков, особенно в Канаде, сохраняются логистические и технические препятствия, поскольку для добычи нефти требуется большое количество тепла и воды, что делает ее чистую энергоемкость довольно низкой по сравнению с обычной сырой нефтью. Таким образом, ожидается, что нефтеносные пески Канады в обозримом будущем будут давать не более нескольких миллионов баррелей в день.

Состав

Нефть включает не только сырую нефть, но и все жидкие, газообразные и твердые углеводороды. В условиях поверхностного давления и температуры более легкие углеводороды метан, этан, пропан и бутан существуют в виде газов, в то время как пентан и более тяжелые углеводороды находятся в форме жидкостей или твердых веществ. Однако в подземном нефтяном пласте пропорции газа, жидкости и твердого вещества зависят от подземных условий и от фазовой диаграммы нефтяной смеси.

An нефтяная скважина добывает преимущественно сырую нефть, с некоторым количеством природного газа , растворенного в ней. Поскольку давление на поверхности ниже, чем под землей, часть газа выйдет из раствора и будет извлечена (или сожжена) как попутный газ или растворенный газ. Газовая скважина добывает преимущественно природный газ. Однако, поскольку подземная температура выше, чем на поверхности, газ может содержать более тяжелые углеводороды, такие как пентан, гексан и гептан в газообразном состоянии. В поверхностных условиях они будут конденсироваться из газа с образованием «конденсата природного газа », часто сокращенного до конденсата. Конденсат по внешнему виду напоминает бензин и по составу аналогичен некоторым летучим легкой сырой нефти.

Доля легких углеводородов в нефтяной смеси сильно различается между различными нефтяными месторождениями, в диапазоне от 97 процентов по массе в более легких нефтях до всего 50 процентов в более тяжелых нефтях и битумах.

Углеводороды в сырой нефти в основном представляют собой алканы, циклоалканы и различные ароматические углеводороды, в то время как другие органические соединения содержат азот, кислород и серу, а также следовые количества металлов, таких как как железо, никель, медь и ванадий. Многие нефтяные резервуары содержат живые бактерии. Точный молекулярный состав сырой нефти широко варьируется от пласта к пласту, но доля химических элементов варьируется в довольно узких пределах следующим образом:

Состав по массе
ЭлементПроцент диапазон
Углерод от 83 до 85%
Водород от 10 до 14%
Азот от 0,1 до 2%
Кислород от 0,05 до 1,5%
Сера 0,05–6,0%
Металлы < 0.1%

В сырой нефти присутствуют четыре различных типа молекул углеводородов. Относительное процентное содержание каждого из них варьируется от масла к маслу, определяя свойства каждого масла.

Весовой состав
УглеводородСреднее значениеДиапазон
Алканы ( парафины)30%от 15 до 60%
Нафтены 49%от 30 до 60%
Ароматические углеводороды 15%от 3 до 30%
Асфальт 6%остаток
Нетрадиционные ресурсы намного больше, чем традиционные.

Сырая нефть сильно различается по внешнему виду в зависимости от ее состава. Обычно он черный или темно-коричневый (хотя может быть желтоватым, красноватым или даже зеленоватым). В пласте он обычно встречается в сочетании с природным газом, который, будучи более легким, образует «газовую шапку» над нефтью, и соленой водой, которая, будучи тяжелее большинства форм сырой нефти, обычно тонет под ней.. Сырая нефть также может быть найдена в полутвердой форме, смешанной с песком и водой, как, например, в нефтеносных песках Атабаски в Канаде, где она обычно называется сырой битумом. В Канаде битум считается липкой, черной, смолоподобной формой сырой нефти, которая настолько густая и тяжелая, что ее необходимо нагреть или разбавить, прежде чем она потечет. В Венесуэле также имеется большое количество нефти в нефтеносных песках Ориноко, хотя захваченные в них углеводороды более текучие, чем в Канаде, и их обычно называют сверхтяжелой нефтью. Эти ресурсы нефтеносных песков называются нетрадиционной нефтью, чтобы отличить их от нефти, которая может быть извлечена с использованием традиционных методов добычи нефтяных скважин. Между ними Канада и Венесуэла содержат примерно 3,6 триллиона баррелей (570 × 10 ^м) битума и сверхтяжелой нефти, что примерно в два раза превышает объем мировых запасов традиционной нефти..

Нефть используется в основном по объему для переработки в мазут и бензин, которые являются важными источниками «первичной энергии ». 84 процента по объему углеводородов, присутствующих в нефти, превращается в богатое энергией топливо (топливо на нефтяной основе), включая бензин, дизельное топливо, реактивное топливо, отопительное и другое жидкое топливо, а также сжиженный нефтяной газ. Более легкие сорта сырой нефти обеспечивают лучший выход этих продуктов, но по мере того, как мировые запасы легкой и средней нефти истощаются, нефтеперерабатывающие заводы все чаще вынуждены перерабатывать тяжелую нефть и битум и использовать более сложные и дорогостоящие методы производства необходимых продуктов. Поскольку более тяжелая сырая нефть содержит слишком много углерода и недостаточно водорода, эти процессы обычно включают удаление углерода из молекул или добавление водорода к молекулам, а также использование каталитического крекинга в псевдоожиженном слое для преобразования более длинных и более сложных молекул в нефти в более короткие и простые в топливе.

Благодаря своей высокой удельной энергии, легкой транспортировке и относительному распространению нефть стала самым важным источником энергии в мире с середины 1950-х гг. Нефть также является сырьем для многих химических продуктов, включая фармацевтические препараты, растворители, удобрения, пестициды, и пластмассы; 16 процентов, не используемых для производства энергии, превращаются в эти другие материалы. Нефть содержится в пористых горных породах в верхних пластах некоторых участков земной коры. Также нефть содержится в нефтеносных песках (битуминозных песках). Известные запасы нефти обычно оцениваются примерно в 190 км (1,2 триллион (короткая шкала) баррелей ) без нефтяных песков, или 595 км (3,74 трлн баррелей) с нефтеносными песками. В настоящее время потребление составляет около 84 миллионов баррелей (13,4 × 10 ^м) в день, или 4,9 км в год, что дает остаточные запасы нефти всего около 120 лет, если текущий спрос останется неизменным. Однако более поздние исследования показывают, что это число составляет около 50 лет.

Химия

Октан, углеводород, обнаруженный в нефти. Линии представляют одинарные связи ; черные сферы представляют собой углерод ; белые сферы представляют собой водород.

Нефть представляет собой смесь очень большого количества различных углеводородов ; наиболее часто встречающимися молекулами являются алканы (парафины), циклоалканы (нафтены ), ароматические углеводороды или более сложные химические вещества, такие как асфальтены. Каждый сорт нефти имеет уникальное сочетание молекул, которые определяют его физические и химические свойства, такие как цвет и вязкость.

Алканы, также известные как парафины, насыщены углеводороды с прямыми или разветвленными цепями, которые содержат только углерод и водород и имеют общую формулу C nH2n + 2. Обычно они содержат от 5 до 40 атомов углерода на молекулу, хотя в смеси могут присутствовать следовые количества более коротких или более длинных молекул.

Алканы от пентана (C5H12) до октана (C8H18) очищаются до бензина, а алканы от нонана (C9H20) до гексадекан (C16H34) в дизельное топливо, керосин и реактивное топливо. Алканы с более чем 16 атомами углерода могут быть переработаны в жидкое топливо и смазочное масло. В более тяжелом конце диапазона парафин представляет собой алкан с приблизительно 25 атомами углерода, в то время как асфальт имеет 35 и выше, хотя они обычно растрескиваются современные нефтеперерабатывающие заводы в более ценные продукты. Самые короткие молекулы, содержащие четыре или меньше атомов углерода, находятся в газообразном состоянии при комнатной температуре. Это нефтяные газы. В зависимости от спроса и стоимости извлечения эти газы либо сжигаются, продаются как сжиженный нефтяной газ под давлением, либо используются для питания собственных горелок нефтеперерабатывающего завода. Зимой бутан (C 4H10) примешивается к бензиновому бассейну с высокой скоростью, потому что его высокое давление паров способствует холодному запуску. Сжиженный под давлением немного выше атмосферного, он наиболее известен для питания зажигалок, но он также является основным источником топлива для многих развивающихся стран. Пропан можно сжижать при умеренном давлении, и он расходуется практически для всех применений, в которых используется нефть для получения энергии, от приготовления пищи до отопления и транспортировки.

Циклоалканы, также известные как нафтены, представляют собой насыщенные углеводороды, которые имеют одно или несколько углеродных колец, к которым присоединены атомы водорода в соответствии с формулой C nH2n. Циклоалканы обладают свойствами, аналогичными алканам, но имеют более высокие температуры кипения.

Ароматические углеводороды - это ненасыщенные углеводороды, которые имеют одно или несколько плоских шестиуглеродных колец, называемых бензольных колец, к которым атомы водорода присоединены по формуле C nH2н-6. Они имеют тенденцию гореть сажистым пламенем, и многие имеют сладкий аромат. Некоторые из них канцерогены.

Эти различные молекулы разделяются фракционной перегонкой на нефтеперерабатывающем заводе для производства бензина, реактивного топлива, керосина и других углеводородов. Например, 2,2,4-триметилпентан (изооктан), широко используемый в бензине, имеет химическую формулу C 8H18и реагирует с кислородом экзотермически :

2 C. 8H. 18(l) + 25 O. 2(g) → 16 CO. 2(g) + 18 H. 2O(g) ( ΔH = -5,51 МДж / моль октана)

Количество различных молекул в пробе масла можно определить с помощью лабораторного анализа. Молекулы обычно экстрагируются растворителем, затем разделяются на газовом хроматографе и, наконец, определяются с помощью подходящего детектора, такого как пламенная ионизация. детектор или масс-спектрометр. Из-за большого количества совместно элюированных углеводородов в масле многие из них не могут быть разделены с помощью традиционной газовой хроматографии и обычно появляются в виде горба на хроматограмме. Эта неразрешенная сложная смесь (UCM) углеводородов особенно очевидна при анализе выветрившихся масел и экстрактов из тканей организмов, подвергшихся воздействию нефти. Некоторые компоненты нефти будут смешиваться с водой: фракция, связанная с водой, нефти.

Неполное сгорание нефти или бензина приводит к образованию токсичных побочных продуктов. Слишком мало кислорода во время горения приводит к образованию окиси углерода. Из-за высоких температур и высокого давления выхлопные газы от сгорания бензина в автомобильных двигателях обычно содержат оксиды азота, которые ответственны за создание фотохимического смога.

Эмпирические уравнения для тепловых свойств

Теплота сгорания

При постоянном объеме теплота сгорания нефтепродукта может быть приблизительно выражена следующим образом:

Q v = 12 400 - 2 100 d 2 {\ displaystyle Q_ {v} = 12 {,} 400-2 {,} 100d ^ {2}}{\ displaystyle Q_ {v} = 12 {,} 400-2 {,} 100d ^ {2}} ,

где Q v {\ displaystyle Q_ {v}}Q_{v}измеряется в калориях на грамм, а d {\ displaystyle d}d - удельный вес при 60 ° F (16 ° C).

Теплопроводность

теплопроводность жидкостей на нефтяной основе можно моделировать следующим образом:

K = 1,62 API [1 - 0,0003 (t - 32)] {\ displaystyle K = {\ frac {1.62} {API}} [1-0,0003 (t-32)]}K = {\ frac {1.62} {API}} [1-0,0003 (t-32)]

где K {\ displaystyle K}K измеряется в BTU · ° Fhrft, t {\ displaystyle t}t измеряется в ° F, а API {\ displaystyle API}{\ displaystyle API} - это градусы плотности в градусах API.

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость нефтяных масел может быть смоделирована следующим образом:

c = 1 d [0,388 + 0,00046 t] {\ displaystyle c = {\ frac {1} {d}} [0,388 + 0,00046t]}c = {\ frac {1} {d}} [0,388 + 0,00046t] ,

где c {\ displaystyle c}cизмеряется в BTU / (фунт ° F), t {\ displaystyle t}t - температура в градусах Фаренгейта, а d {\ displaystyle d}d - удельный вес при 60 ° F (16 ° C).

В единицах ккал / (кг · ° C) формула:

c = 1 d [0,4024 + 0,00081 t] {\ displaystyle c = {\ frac {1} {d}} [0.4024 + 0.00081t]}c = {\ frac {1} {d}} [0,4024 + 0,00081t] ,

где температура t {\ displaystyle t}t находится в градусах Цельсия, а d {\ displaystyle d}d - конкретный гравитация при 15 ° C.

Скрытая теплота парообразования

Скрытая теплота парообразования может быть смоделирована в атмосферных условиях следующим образом:

L = 1 d [110,9 - 0,09 t] {\ displaystyle L = {\ frac {1} {d}} [110.9-0.09t]}L = {\ frac {1} {d}} [110.9-0.09t] ,

где L {\ displaystyle L}L измеряется в BTU / lb, t {\ displaystyle t}t измеряется в ° F, а d {\ displaystyle d}d - удельный вес при 60 ° F (16 ° C).

В единицах ккал / кг формула:

L = 1 d [194,4–0,162 t] {\ displaystyle L = {\ frac {1} {d}} [194,4–0,162t ]}L = {\ frac {1} {d}} [194,4-0,162t] ,

где температура t {\ displaystyle t}t в градусах Цельсия, а d {\ displaystyle d}d - удельный вес при 15 ° C..

Формация

Ископаемая нефть

Структура соединения ванадия порфирина (слева), экстрагированного из нефти Альфредом Э. Трейбсом, отцом органической геохимии. Трейбс отметил близкое структурное сходство этой молекулы и хлорофилла а (справа).

Нефть - это ископаемое топливо, полученное из древних ископаемых органических материалы, такие как зоопланктон и водоросли. Огромное количество этих остатков осело на дне морей или озер, где они были покрыты стоячей водой (вода без растворенного кислорода ) или отложениями, такими как грязь и ил разлагаются быстрее, чем аэробно. Приблизительно на 1 м ниже этого осадка или в воде концентрация кислорода была низкой, ниже 0,1 мг / л, и существовали бескислородные условия. Температура также оставалась постоянной.

По мере того, как другие слои оседали на море или на дне озера, в нижних областях нарастали сильная жара и давление. В результате этого процесса органическое вещество превратилось сначала в воскообразный материал, известный как кероген, обнаруженный в различных горючих сланцах по всему миру, а затем с большим нагревом в жидкие и газообразные углеводороды посредством процесса, известного как катагенез. Образование нефти происходит при пиролизе углеводородов в различных, в основном, эндотермических реакциях при высокой температуре или давлении, или в обоих случаях. Эти этапы подробно описаны ниже.

Анаэробный распад

В отсутствие большого количества кислорода аэробные бактерии не разлагали органическое вещество после того, как оно было погребено под слоем осадка или воды. Однако анаэробные бактерии смогли уменьшить сульфаты и нитраты среди вещества до H2S и N2 соответственно, используя вещество в качестве источника для других реагенты. Из-за таких анаэробных бактерий сначала это вещество начало распадаться в основном посредством гидролиза : полисахариды и белки гидролизовались до простых сахаров и аминокислоты соответственно. Затем они были анаэробно окислены с ускоренной скоростью с помощью ферментов бактерий: например, аминокислоты прошли окислительное дезаминирование до иминокислоты, который, в свою очередь, далее реагировал с аммиаком и α-кетокислотами. Моносахариды, в свою очередь, в конечном итоге распались до CO2 и метана. Продукты анаэробного распада аминокислот, моносахаридов, фенолов и альдегидов в сочетании с фульвокислотами. Жиры и воски не подвергались экстенсивному гидролизу в этих мягких условиях.

Образование керогена

Некоторые фенольные соединения, полученные в результате предыдущих реакций, работали как бактерициды и Бактерии отряда actinomycetales также продуцировали соединения антибиотиков (например, стрептомицин ). Таким образом, действие анаэробных бактерий прекратилось примерно на 10 м ниже уровня воды или осадка. Смесь на этой глубине содержала фульвокислоты, непрореагировавшие и частично прореагировавшие жиры и воски, слегка модифицированный лигнин, смолы и другие углеводороды. По мере того, как все больше слоев органического вещества оседало на море или на дне озера, в нижних областях росли сильная жара и давление. Как следствие, соединения этой смеси начали объединяться плохо изученными способами в кероген. Комбинация происходила аналогично тому, как молекулы фенола и формальдегида реагировали на карбамидоформальдегидные смолы, но образование керогена происходило более сложным образом из-за большего разнообразия реактивов. Общий процесс образования керогена с начала анаэробного распада называется диагенезом, словом, обозначающим преобразование материалов путем растворения и рекомбинации их составляющих.

Преобразование керогена в ископаемое топливо

Образование керогена продолжалось до глубины примерно 1 км от поверхности Земли, где температуры могут достигать примерно 50 ° C. Образование керогена представляет собой промежуточную точку между органическим веществом и ископаемым топливом: кероген может подвергаться воздействию кислорода, окисляться и, таким образом, теряться, или он может быть погребен более глубоко внутри земной коры и подвергаться условиям, которые позволяют ему медленно превращаются в ископаемое топливо, такое как нефть. Последнее произошло посредством катагенеза, в котором реакции были в основном радикальными перегруппировками керогена. Эти реакции длились от тысяч до миллионов лет без участия внешних реагентов. Из-за радикального характера этих реакций кероген реагировал с двумя классами продуктов: с продуктами с низким соотношением H / C (антрацен или подобные ему продукты) и с продуктами с высоким соотношением H / C (метан или аналогичные продукты); т.е. продукты, богатые углеродом или водородом. Поскольку катагенез был закрыт для внешних реагентов, полученный состав топливной смеси зависел от состава керогена посредством реакции стехиометрии. Существует 3 основных типа керогена: тип I (водоросль), II (липтиновый) и III (гуминовый), которые образовались в основном из водорослей, планктона и древесных растений (этот термин включает деревья, кустарники и лианы ) соответственно.

Катагенез был пиролитическим, несмотря на Дело в том, что это происходило при относительно низких температурах (по сравнению с коммерческими пиролизными установками) от 60 до нескольких сотен ° C. Пиролиз стал возможен из-за длительного времени реакции. Тепло для катагенеза происходило от разложения радиоактивных материалов коры, особенно K, Th, U и U. Тепло изменялось с геотермальным градиентом и обычно составляло 10-30 ° C на км глубины от поверхности Земли. Однако необычные интрузии магмы могли вызвать более сильное локальное нагревание.

Геологи часто называют температурный диапазон, в котором образуется нефть, «нефтяным окном». Ниже минимальной температуры масло остается в виде керогена. Выше максимальной температуры масло превращается в природный газ в процессе термической взлом. Иногда нефть, образовавшаяся на очень большой глубине, может мигрировать и задерживаться на гораздо более мелком уровне. Нефтяные пески Атабаски - один из примеров этого.

Абиогенная нефть

Механизм, альтернативный описанному выше, был предложен российскими учеными в середине 1850-х годов. гипотеза о абиогенном происхождении нефти (нефть, образованная неорганическими способами), но это противоречит геологическим и геохимическим данным. Были обнаружены абиогенные источники нефти, но никогда в коммерчески выгодных количествах. «Споры не касаются существования абиогенных запасов нефти», - сказал Ларри Нейшн из Американской ассоциации геологов-нефтяников. «Споры ведутся о том, какой вклад они вносят в общие запасы Земли, и сколько времени и усилий геологи должны посвятить их поиску».

Резервуары

Углеводородная ловушка.

Для этого должны быть три условия нефтяные коллекторы с образованием:

  • a нефтематеринской породы, богатой углеводородом материалом, погребенным достаточно глубоко для того, чтобы подземное тепло превратило его в нефть,
  • a пористая и проницаемая порода-коллектор, в которой она может накапливаться,
  • a покрывающая порода (уплотнение) или другой механизм для предотвращения выхода нефти на поверхность. Внутри этих резервуаров флюиды обычно организуются как трехслойная корка со слоем воды под слоем нефти и слоем газа над ним, хотя разные слои различаются по размеру в разных пластах. Поскольку большинство углеводородов менее плотны, чем порода или вода, они часто мигрируют вверх через соседние слои породы, пока не достигнут поверхности или не будут захвачены в пористых породах (известных как резервуары ) непроницаемыми породами. над. Однако на этот процесс влияют потоки подземных вод, в результате чего нефть мигрирует на сотни километров по горизонтали или даже на короткие расстояния вниз, прежде чем попасть в резервуар. Когда углеводороды концентрируются в ловушке, образуется нефтяное месторождение, из которого жидкость может быть извлечена с помощью бурения и закачки.

Реакции, при которых образуются нефть и природный газ. часто моделируются как реакции разложения первого порядка, где углеводороды расщепляются на нефть и природный газ посредством набора параллельных реакций, а нефть в конечном итоге распадается на природный газ посредством другого набора реакций. Последний набор регулярно используется на нефтехимических заводах и нефтеперерабатывающих заводах.

Для добычи сырой нефти в нефтяных пластах пробуриваются скважины. Методы добычи с «естественным подъемом», основанные на естественном пластовом давлении для выталкивания нефти на поверхность, обычно достаточны в течение некоторого времени после первого вскрытия пластов. В некоторых водохранилищах, например на Ближнем Востоке, естественного давления достаточно в течение длительного времени. Однако естественное давление в большинстве резервуаров со временем рассеивается. Затем масло необходимо извлечь с помощью средства «искусственного подъема ». Со временем эти «первичные» методы становятся менее эффективными, и могут использоваться «вторичные» методы производства. Распространенным вторичным методом является «заводнение» или закачка воды в пласт для повышения давления и нагнетания нефти в пробуренный ствол или «ствол скважины». Со временем можно использовать «третичные» или «усиленные» методы добычи нефти для увеличения характеристик потока нефти путем нагнетания пара, диоксида углерода и других газов или химикатов в пласт. В Соединенных Штатах на методы первичной добычи приходится менее 40 процентов добываемой ежедневно нефти, на вторичные методы приходится около половины, а на третичные методы добычи - оставшиеся 10 процентов. Для извлечения нефти (или «битума») из залежей нефтеносного / битуминозного песка и горючего сланца требуется добыча песка или сланца и нагревание его в емкости или реторте, либо использование методов «на месте» для закачки нагретых жидкостей в залежь с последующей перекачкой. жидкость обратно пропитанная маслом.

Нетрадиционные резервуары нефти

Маслоедные бактерии биоразлагают нефть, которая вышла на поверхность. Нефтяные пески представляют собой резервуары частично биоразложенной нефти, которые все еще находятся в процессе выхода и биоразложения, но они содержат так много мигрирующей нефти, что, хотя большая часть ее ускользнула, огромные количества все еще присутствуют - больше, чем может быть встречается в обычных нефтяных коллекторах. Более легкие фракции сырой нефти разрушаются в первую очередь, в результате чего образуются резервуары, содержащие чрезвычайно тяжелую форму сырой нефти, называемую сырым битумом в Канаде, или сверхтяжелую сырую нефть в Венесуэле. В этих двух странах находятся крупнейшие в мире месторождения нефтеносных песков.

С другой стороны, горючие сланцы представляют собой нефтематеринские породы, которые не подвергались воздействию тепла или давления достаточно долго, чтобы преобразовать захваченные углеводороды. в сырую нефть. Технически говоря, горючие сланцы не всегда являются сланцами и не содержат нефти, а представляют собой мелкозернистые осадочные породы, содержащие нерастворимое органическое твердое вещество, называемое кероген. Кероген в породе можно превратить в сырую нефть с помощью тепла и давления для моделирования естественных процессов. Этот метод известен веками и был запатентован в 1694 году в соответствии с патентом Британской короны № 330, который гласил: «Способ извлечения и производства больших количеств смолы, смолы и масла из камня». Хотя горючие сланцы находятся во многих странах, крупнейшие в мире месторождения находятся в Соединенных Штатах.

Классификация

Некоторые маркерные виды сырой нефти с содержанием серы (по горизонтали) и плотность API (по вертикали) и относительное количество добычи.

Нефтяная промышленность обычно классифицирует сырую нефть по географическому положению, в котором она добывается (например, West Texas Intermediate, Brent или Oman ), его удельный вес в градусах API (показатель плотности в нефтяной промышленности) и содержание в нем серы. Сырая нефть может считаться легкой, если она имеет низкую плотность, или тяжелой, если она имеет высокую плотность; и он может называться сладкий, если он содержит относительно мало серы, или кислый, если он содержит значительное количество серы.

Географическое положение важно, потому что оно влияет затраты на транспортировку до НПЗ. Легкая сырая нефть более желательна, чем тяжелая нефть, поскольку она дает более высокий выход бензина, в то время как сладкая нефть требует более высокой цены, чем кислая нефть, потому что она имеет меньше экологических проблем и требует меньшей переработки для соответствия стандартам содержания серы, установленным для топлива в странах-потребителях. Каждая сырая нефть имеет уникальные молекулярные характеристики, которые выявляются с помощью анализа сырой нефти анализа в нефтяных лабораториях.

баррели из области, в которой были определены молекулярные характеристики сырой нефти и масло было классифицировано, используются в качестве ценовых ссылок во всем мире. Некоторые из общепринятых эталонных сортов сырой нефти:

  • West Texas Intermediate (WTI), очень высококачественная, сладкая, легкая нефть, поставляемая в Кушинг, Оклахома для североамериканской нефти
  • Brent. Смесь, состоящая из 15 нефтей с месторождений в системах Brent и Ninian в Восточно-Шетландском бассейне в Северном море. Нефть выгружается на терминале Sullom Voe на Шетландских островах. Добыча нефти из Европы, Африки и ближневосточной нефти, идущей на Запад, как правило, зависит от цены этой нефти, что составляет эталон
  • Дубай-Оман, используемый в качестве эталона для высокосернистой нефти Ближнего Востока, поступающей в Азию. -Тихоокеанский регион
  • Tapis (из Малайзия, используется как эталон для легкой дальневосточной нефти)
  • Minas (из Индонезия, используется как ссылка на тяжелую дальневосточную нефть)
  • Справочная корзина ОПЕК, средневзвешенное значение нефтяных смесей из различных стран ОПЕК (Организация стран-экспортеров нефти)
  • Midway Sunset Heavy, по которой оценивается тяжелая нефть в Калифорнии.
  • Western Canadian Select эталонная сырая нефть для появляющихся тяжелых, высококалорийных (кислотных) видов нефти.

Их количество сокращается. эталонные масла производятся каждый год, поэтому чаще всего поставляются другие масла. В то время как справочная цена может быть для West Texas Intermediate, поставляемой в Кушинг, реальная продаваемая нефть может быть канадской тяжелой нефтью со скидкой - Western Canadian Select - доставленной по Hardisty, Alberta и для смеси Brent, поставляемой на Шетландские острова, это может быть российская экспортная смесь со скидкой, доставленная в порт Приморск.

Промышленность

древовидная карта экспорта сырой нефти (2012 г.) из Гарвардского атласа экономической сложности. Новое Йоркская товарная биржа цены ($ / баррель) на West Texas Intermediate с 2000 г. по октябрь 2014 г.

Нефтяная промышленность участвует в глобальных процессах разведки, добычи, переработка, транспортировка (часто с нефтяными танкерами и трубопроводами ) и сбыт нефтепродуктов. Наибольшие объемы продукции отрасли составляют мазут и бензин. Нефть также является сырьем для многих химических продуктов, включая фармацевтические препараты, растворители, удобрения, пестициды и пластмассы. Отрасль обычно делится на три основных компонента: восходящий, средний и нисходящий. Промысловые операции обычно включаются в категорию переработки и сбыта продукции.

Нефть жизненно важна для многих отраслей и важна для поддержания самой промышленно развитой цивилизации, и поэтому является критической проблемой для многих стран.. На нефть приходится значительная часть мирового энергопотребления: от 32% для Европы и Азии до 53% для Ближнего Востока, Южной и Центральной Америки (44%), Африки (41%). и Северная Америка (40%). В целом мир потребляет 30 миллиардов баррелей (4,8 км) нефти в год, и основными потребителями нефти в основном являются развитые страны. Фактически, 24 процента потребляемой в 2004 году нефти приходилось только на Соединенные Штаты, хотя к 2007 году эта цифра упала до 21 процента от мирового потребления нефти.

В США, в штатах Аризона., Калифорния, Гавайи, Невада, Орегон и Вашингтон, Нефтяная ассоциация западных штатов (WSPA) представляет компании, ответственные за производство, сбыт, переработка, транспортировка и сбыт нефти. Эта некоммерческая торговая ассоциация была основана в 1907 году и является старейшей ассоциацией торговли нефтью в Соединенных Штатах.

Судоходство

В 1950-х годах расходы на транспортировку составляли 33% от стоимости нефть транспортируется из Персидского залива в Соединенные Штаты, но из-за разработки супертанкеров в 1970-х годах стоимость доставки упала до 5 процентов от цены персидской нефти в Соединенные штаты. В связи с увеличением стоимости сырой нефти за последние 30 лет доля стоимости доставки в конечной стоимости доставленного товара в 2010 году составила менее 3%. Например, в 2010 году стоимость доставки из Персии От Персидского залива до США была в диапазоне 20 долларов за тонну, а стоимость поставленной сырой нефти около 800 долларов за тонну.

Цена

Номинальная и скорректированная на инфляцию цена сырой нефти в США в долларах США, 1861 г. –2015.

После краха системы ценообразования, управляемой ОПЕК, в 1985 году и недолгого эксперимента с ценообразованием нетбэк, страны-экспортеры нефти приняли рыночный механизм ценообразования. Впервые принятая PEMEX в 1986 году, ценообразование, привязанное к рынку, было широко распространено и к 1988 году стало и остается основным методом ценообразования на сырую нефть в международной торговле. Текущими эталонами, или ценовыми маркерами, являются Brent, WTI и Дубай / Оман. Другой важный рынок находится в Шанхае из-за высокого потребления в Китае (рост в XXI веке). Это также необычно, потому что торговля изменилась с USD на RMB.

Использует

Химическая структура нефти гетерогенная, состоящая из углеводородных цепей. разной длины. Из-за этого нефть может поступать на нефтеперерабатывающие заводы, а углеводородные химические вещества отделяются с помощью дистилляции и обрабатываются другими химическими процессами для использования в различных целей. Общая стоимость одного растения составляет около 9 миллиардов долларов.

Топливо

Наиболее распространенными дистилляционными фракциями нефти являются топлива. К видам топлива относятся (за счет увеличения диапазона температур кипения):

Обычные фракции нефти в качестве топлива
ФракцияДиапазон кипения, ° C
Сжиженный углеводородный газ (LPG)−40
Бутан от −12 до −1
Бензин / Бензинот −1 до 110
Реактивное топливо от 150 до 205
Керосин 205–260
Мазут 205–290
Дизельное топливо 260–315

Классификация нефти по химическому составу.

Класс нефтиСостав фракции 250–300 ° С,. мас. %
Пар.NapthАромат.ВоскАсф.
Парафиновые46–6122–3212–251,5–100–6
Парафино-нафтеновые42–4538–3916–201–60–6
Нафтеновый15–2661–768–13След0–6
Парафино-нафтено-ароматические27–3536–4726–330,5–10–10
Ароматический0–857–7820–250–0,50–20

Другие производные

Некоторые типы образующихся углеводородов могут быть смешаны с другими неуглеводородными углеводородами для создания других конечных продуктов:

Сельское хозяйство

С 1940-х годов производительность сельского хозяйства резко возросла, в основном за счет более широкого использования энергоемких механизации, удобрений и пестицидов.

Использование по странам

Статистика потребления

Потребление

Согласно оценке Управления энергетической информации США (EIA) на 2011 год, в мире ежедневно потребляется 87,421 миллиона баррелей нефти.

Потребление нефти на душу населения (более темные цвета означают большее потребление, серый цвет означает отсутствие данных) (источник: см. Описание файла).
>0.07. 0.07–0.05. 0.05–0.035. 0.035–0.025. 0.025–0.020.02–0.015. 0.015–0.01. 0.01–0.005. 0.005–0.0015. < 0.0015

В этой таблице указано количество потребленной нефти в 2011 году в тысячах баррелей (1000 баррелей) в сутки и в тысячах кубических метров (1000 м) в сутки:

Страна-потребитель 2011(1000 баррелей /. сутки)(1000 м /. сутки)Население. в миллионахбаррелей в год. на душу населениям / год. на душу населенияНациональное производство /. потребление
США 18,835,52,994,631421,83,470,51
Китай 9,790,01,556,513452,70,430,41
Япония 4,464,1709,712712,82,040,03
Индия 3,292,2523,4119810,160,26
Россия 3,145,1500,01408,11,293,35
Саудовская Аравия (ОПЕК )2,817,5447,927406,43,64
Бразилия 2,594,2412,41934,90,780,99
Германия 2,400,1381,68210,71,700,06
Канада 2,259,1359,23324,63,911,54
Южная Корея 2,230,2354,64816,82,670,02
Мексика 2132,7339,11097,11,131,39
Франция 1791,5284,86210,51,670,03
Иран (ОПЕК )1,694,4269,4748,31,322,54
Соединенное Королевство 1,607,9255,6619,51,510,93
Италия 1,453,6231,1608,91,410,10

Источник: Управление энергетической информации США

Население Данные:

пиковая добыча нефти уже прошла в этом состоянии

Эта страна не является крупным производителем нефти

Производство

Ведущие нефтедобывающие страны Карта мира с странами по добыче нефти (информация за 2006–2012 гг.).

На языке нефтяной промышленности под производством понимается количество нефти, извлеченной из запасов, а не буквальное создание продукта.

СтранаДобыча нефти. (баррелей / день, 2016)
1Россия 10,551,497
2Саудовская Аравия (ОПЕК )10,460,710
3США 8,875,817
4Ирак (ОПЕК )4,451,516
5Иран (ОПЕК )3,990,956
6Китай, Народная Республика 3,980,650
7Канада 3,662,694
8Объединенные Арабские Эмираты (ОПЕК )3,106,077
9Кувейт (ОПЕК )2,923,825
10Бразилия 2,515,459
11Венесуэла (ОПЕК )2,276,967
12Мексика 2,186,877
13Нигерия (ОПЕК )1,999,885
14Ангола ( ОПЕК )1,769,615
15Норвегия 1,647,975
16Казахстан 1,595,199
17Катар (ОПЕК )1,522,902
18Алжир (ОПЕК )1,348,361
19Оман 1,006,841
20Соединенное Королевство 939,760

Экспорт

Экспорт нефти по странам (2014 г.) из Гарвардского атласа экономической сложности. Нефть экспорт по странам (баррелей в день, 2006 г.).

В порядке чистого экспорта в 2 011, 2009 и 2006 гг. В тысячах баррелей /d и тысячах м / сут:

#Страна-экспортер10 баррелей / сут (2011)10 мес / сут (2011)10 баррелей в сутки (2009 г.)10 м / сут (2009 г.)10 баррелей / сут (2006 г.)10 м / сут (2006 г.)
1Саудовская Аравия (ОПЕК)8,3361,3257,3221,1648,6511,376
2Россия 7,0831,1267,1941,1446,5651,044
3Иран (ОПЕК)2,5404032,4863952,519401
4Объединенные Арабские Эмирейтс (ОПЕК)2,52440123033662,515400
5Кувейт (ОПЕК)2,3433732,1243382,150342
6Нигерия (ОПЕК)2,2573591,9393082,146341
7Ирак (ОПЕК)1,9153041,7642 801,438229
8Ангола (ОПЕК)1,7602801,8782991,363217
9Норвегия 1,7522792,1323392,542404
10Венесуэла (ОПЕК)1,7152731,7482782,203350
11Алжир (ОПЕК)1,5682491,7672811847297
12Катар (ОПЕК)1,4682331066169
13Канада 14052231,1681871,071170
14Казахстан 1,3962221,2992071,114177
15Азербайджан 83613391214553285
16Тринидад и Тобаго 177112167160155199

Источник: Управление энергетической информации США

пиковое производство уже пройдено в этом состоянии

Канадская статистика усложняется тем фактом, что она является импортером и экспортер сырой нефти и перерабатывает большие объемы нефти для рынка США. Он является ведущим источником импорта нефти и нефтепродуктов в США, составляя в среднем 2500000 баррелей в сутки (400000 м3 / сутки) в августе 2007 года.

Общее мировое производство / потребление (по состоянию на 2005 год) составляет примерно 84 миллиона баррелей в сутки (13 400 000 баррелей в сутки). м / д).

Импорт

Импорт нефти по странам (баррелей в сутки, 2006 г.)

В порядке чистого импорта в 2011, 2009 и 2006 гг. В тысячах баррелей /d и тысячах м / сутки :

#Страна-импортер10 баррелей в день (2011)10 мес / день (2011)10 баррелей в день (2009)10 мес / день (2009)10 баррелей в день (2006)10 м / день (2006)
1США8,7281,3889,6311,53112,2201,943
2Китай5,4878724,3286883,438547
3Япония4,3296884,2356735,097810
4Индия2,3493732,2333551,687268
5Германия2,2353552,3233692483395
6Южная Корея217034521393402150342
7Франция1, 6972701,7492781,893301
8Испания1,3462141,4392291,555247
9Италия1,2922051,3812201,558248
10Сингапур1,172186916146787125
11Китайская Республика (Тайвань)1,009160944150942150
12Нидерланды948151973155936149
13Турция65010365010357692
14Бельгия6341015979554687
15Таиланд592945388660696

Источник: Энергия США I информация Администрация

пиковая добыча нефти ожидается в 2020 году

Крупный производитель нефти, добыча которого все еще растет

Непроизводящие потребители

Страны, в которых добыча нефти составляет 10% или меньше их расхода.

#Страна-потребитель(баррель / день)(м / день)
1Япония5,578,000886,831
2Германия2,677,000425,609
3Южная Корея2,061,000327,673
4Франция2,060,000327,514
5Италия1,874,000297,942
6Испания1,537,000244,363
7Нидерланды946,700150,513
8Турция57501191,663

Источник: CIA World Factbook

Воздействие на окружающую среду

Разлив дизельного топлива на дороге.

Поскольку нефть является естественным веществом, ее присутствие в окружающей среде не обязательно является результатом антропогенных причин, таких как несчастные случаи или повседневная деятельность (сейсмические разведка, бурение, добыча, переработка и горение). Такие явления, как просачивания и ямы дегтя, являются примерами областей, на которые нефть влияет без участия человека. Независимо от источника воздействие нефти при попадании в окружающую среду схоже.

Глобальное потепление

При сжигании нефть выделяет диоксид углерода, парниковый газ. Наряду со сжиганием угля сжигание нефти вносит наибольший вклад в увеличение содержания CO 2 в атмосфере. Атмосферный CO 2 вырос за последние 150 лет до нынешних уровней более 415 ppmv с 180–300 ppmv предшествующих 800 тысяч лет. Это повышение температуры сократило минимальный арктический лед до 4 320 000 км (1 670 000 квадратных миль), что составляет почти половину потери с момента начала спутниковых измерений в 1979 году. Из-за этого таяния было обнаружено больше запасов нефти. Около 13 процентов неоткрытой нефти в мире находится в Арктике.

Закисление океана

Закисление морской воды.

Закисление океана - это повышение кислотности океанов Земли, вызванное поглощением диоксид углерода (CO. 2) из ​​атмосферы. Это повышение кислотности подавляет всю морскую жизнь, оказывая большее влияние на более мелкие организмы, а также на организмы, подвергшиеся ракушке (см. гребешки ).

Добыча

Добыча нефти - это просто удаление нефти из резервуара (нефть Нефть часто извлекается в виде эмульсии вода-в-масле, а для отделения нефти от воды используются специальные химические вещества, называемые деэмульгаторами. Добыча нефти является дорогостоящей и часто наносит ущерб окружающей среде. Морские разведки и добыча нефти нарушают окружающую морскую среду.

Разливы нефти

Водоросли после разлива нефти. Нефтяное пятно от разлива нефти в Монтаре в Тиморском море, Сентябрь 2009 г. Волонтеры ликвидируют последствия разлива нефти Prestige.

разливы сырой нефти и рафинированного топлива с танкера аварии привели к естественному ущербу экосистемы и средства к существованию людей в Аляске, Мексиканском заливе, Галапагосских островах, Франции и многих другие места.

Количество разлитой нефти во время аварий варьировалось от нескольких сотен тонн до нескольких сотен тысяч тонн (например, разлив нефти Deepwater Horizon, SS Atlantic Empress, Амоко Кадис ). Уже доказано, что более мелкие разливы оказывают большое влияние на экосистемы, например, разлив нефти Exxon Valdez.

Разливы нефти в море обычно наносят гораздо больший ущерб, чем разливы на суше, поскольку они могут распространяться на сотни морских миль в тонкое нефтяное пятно, которое может покрывать пляжи тонким слоем нефти. Это может убить морских птиц, млекопитающих, моллюсков и другие организмы, которые покрывает. Разливы нефти на суше легче локализовать, если импровизированная земляная плотина может быть быстро снесена бульдозером вокруг места разлива до того, как большая часть нефти вытечет, и наземные животные смогут легче избежать попадания нефти.

Борьба с разливами нефти сложна, требует специальных методов и часто требует большого количества рабочей силы. Сбрасывание бомб и зажигательных устройств с самолетов на обломки SS Torrey Canyon дало плохие результаты; современные методы включают откачку нефти из места крушения, как в случае разлива нефти Prestige или разлива нефти Erika.

Хотя сырая нефть преимущественно состоит из различных углеводородов некоторые азотные гетероциклические соединения, такие как пиридин, пиколин и хинолин, сообщаются как загрязнители, связанные с сырой нефтью, а также предприятиями по переработке горючего сланца или угля, а также были обнаружены на старых участках обработки древесины. Эти соединения обладают очень высокой растворимостью в воде и поэтому имеют тенденцию растворяться и перемещаться с водой. Определенные природные бактерии, такие как Micrococcus, Arthrobacter и Rhodococcus, разлагают эти загрязнители.

Tarballs

Тарболл - это капля сырой нефти (не путать с смолой, которая представляет собой искусственный продукт, полученный из сосен или очищенный из нефти), который подвергся выветриванию после плавания в океане. Тарболлы являются загрязнителем водной среды в большинстве сред, хотя они могут встречаться в природе, например, в проливе Санта-Барбара в Калифорнии или в Мексиканском заливе у побережья Техаса. Их концентрация и характеристики были использованы для оценки степени разливов нефти. По их составу можно определить источники их происхождения, а сами смолы могут разноситься на большие расстояния глубоководными течениями. Они медленно разлагаются бактериями, включая Chromobacterium violaceum, Bacillus submarinus, Pseudomonas aeruginosa и.

Whales

Джеймс С. Роббинс утверждал, что появление керосина, очищенного от нефти, спасло некоторые виды больших китов от исчезновения, предоставив недорогую замену китовому маслу, тем самым устранив экономический императив открытого -бота китобойный промысел.

Альтернативы

В Соединенных Штатах в 2007 году около 70 процентов нефти использовалось для транспорта (например, бензин, дизельное топливо, реактивное топливо), 24 процента - в промышленности (например, производство пластмасс.), 5 процентов для жилищного и коммерческого использования и 2 процента для производства электроэнергии. За пределами США более высокая доля нефти, как правило, используется для производства электроэнергии.

Автомобильные топлива

Автомобильные топлива на нефтяной основе могут быть заменены либо альтернативными видами топлива, либо другими методами движения, такими как как электрическая или ядерная.

бразильская заправочная станция с четырьмя альтернативными видами топлива для продажи: дизельное топливо (B3), газохол (E25 ), чистый этанол (E100 ) и сжатый природный газ (CNG).

Альтернативное топливо под транспортными средствами понимаются:

Индустриальные масла

Биологическое сырье существует для промышленного использования, например Производство биопласта.

Электроэнергия

В нефтедобывающих странах с небольшими нефтеперерабатывающими мощностями нефть иногда сжигается для производства электроэнергии. Возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия, энергия ветра, микрогидро, биомасса и биотопливо, но основными альтернативами остаются крупномасштабная гидроэнергетика, атомная энергия и угольная генерация.

Будущее производство

Добыча и импорт нефти в США, 1910–2012 гг.

Потребление в двадцатом и двадцать первом веках в значительной степени определялось ростом автомобильного сектора. Избыток нефти 1985–2003 гг. даже стимулировал продажи автомобилей с низкой топливной экономичностью в странах ОЭСР. Экономический кризис 2008 года, похоже, оказал некоторое влияние на продажи таких автомобилей; Тем не менее, в 2008 году потребление масла немного увеличилось.

В 2016 году Goldman Sachs прогнозировал снижение спроса на нефть из-за опасений стран с развивающейся экономикой, особенно Китая. Страны БРИКС (Бразилия, Россия, Индия, Китай, Южная Африка) также могут вступить в строй, поскольку Китай на короткое время стал первым автомобильным рынком в декабре 2009 года. Ближайшие перспективы по-прежнему указывают на рост. В долгосрочной перспективе сохраняется неопределенность; ОПЕК считает, что страны ОЭСР в какой-то момент в будущем будут проводить политику низкого потребления; когда это произойдет, это определенно ограничит продажи нефти, и ОПЕК и Управление энергетической информации (EIA) продолжали снижать свои оценки потребления в 2020 году в течение последних пяти лет. Подробный обзор нефтяных прогнозов Международного энергетического агентства показал, что пересмотр мировой добычи нефти, цен и инвестиций был мотивирован сочетанием факторов спроса и предложения. В целом, обычные прогнозы, не относящиеся к ОПЕК, были довольно стабильными в течение последних 15 лет, в то время как пересмотр в сторону понижения в основном относился к ОПЕК. Недавние пересмотры в сторону повышения в основном связаны с плотной нефтью.

США. Добыча также столкнется со все более сложной ситуацией; в то время как страны ОПЕК по-прежнему имеют большие запасы при низких ценах на добычу, вновь обнаруженные резервуары часто приводят к более высоким ценам; офшорные гиганты, такие как Tupi, Guara и Tiber, требуют больших инвестиций и постоянно растущих технологических возможностей. Подсолевые резервуары, такие как Тупи, были неизвестны в двадцатом веке, главным образом потому, что промышленность не могла их исследовать. Методы повышения нефтеотдачи (EOR) (пример: Дацин, Китай) будут продолжать играть важную роль в увеличении извлекаемой нефти в мире.

Ожидаемая доступность нефтяных ресурсов всегда составляла около 35 лет или даже меньше с момента начала современной разведки. Нефтяная константа, инсайдерский каламбур в немецкой промышленности, относится к этому эффекту.

Растущее число кампаний по изъятию капиталовложений из крупных фондов, проводимых новыми поколениями, которые ставят под сомнение экологичность нефти, может помешать финансирование будущих разведок и добычи нефти.

Пиковая нефть

Прогноз мирового пика нефти.

Пиковая нефть - это термин, применяемый к прогнозированию будущей добычи нефти (будь то отдельные нефтяные скважины, целые нефтяные месторождения, целые страны или мировая добыча) в конечном итоге достигнет пика, а затем снизится с той же скоростью, что и скорость увеличения до пика, когда эти резервы будут исчерпаны. Пик открытий нефти пришелся на 1965 год, и годовая добыча нефти превышала объем открытий нефти каждый год с 1980 года. Однако это не означает, что потенциальная добыча нефти превысила спрос на нефть.

Хабберт применил свою теорию для точного предсказания пика добычи обычной нефти в США на дату между 1966 и 1970 годами. Этот прогноз был основан на данных, доступных на момент его публикации в 1956 году. В той же статье Хабберт предсказывает мировой пик добычи нефти через «полвека» после его публикации, то есть в 2006 году.

Трудно предсказать пик добычи нефти в каком-либо конкретном регионе из-за отсутствия знаний и / или прозрачности в учете мировых запасов нефти. Основываясь на имеющихся данных о производстве, сторонники ранее предсказывали, что пик в мире будет в 1989, 1995 или 1995–2000 годах. Некоторые из этих прогнозов относятся к периоду, предшествовавшему рецессии начала 1980-х годов и последующему сокращению глобального потребления, в результате которого дата любого пика была отложена на несколько лет. Точно так же, как пик добычи нефти в США в 1971 году был четко определен только постфактум, будет трудно определить пик мировой добычи до тех пор, пока добыча явно не упадет. Пик также является движущейся целью, поскольку теперь он измеряется как «жидкость», которая включает синтетическое топливо, а не только обычную нефть.

Международное энергетическое агентство (IEA) заявило в 2010 году что добыча традиционной сырой нефти достигла пика в 2006 г. и составила 70 млн баррелей в сутки, а затем снизилась до 68 или 69 баррелей в сутки. Поскольку практически все секторы экономики в значительной степени зависят от нефти, пик добычи нефти, если он случится, может привести к «частичному или полному краху рынков». В середине 2000-х широко распространенные опасения по поводу неминуемого пика привели к «движению нефтяного пика», когда более ста тысяч американцев индивидуально и коллективно готовились к «постуглеродному» будущему. В 2020 году, согласно BP's Energy Outlook 2020, пик добычи нефти был достигнут из-за изменения энергетического ландшафта в сочетании с экономическими потерями от пандемии COVID-19.

Хотя было много исторически сосредотачиваясь на пиковом предложении нефти, акцент все больше смещается на пиковый спрос, поскольку все больше стран стремятся перейти на возобновляемые источники энергии. Индекс геополитических прибылей и убытков GeGaLo оценивает, как геополитическое положение 156 стран может измениться, если мир полностью перейдет на возобновляемые источники энергии. Ожидается, что бывшие экспортеры нефти потеряют власть, в то время как позиции бывших импортеров нефти и стран, богатых возобновляемыми источниками энергии, как ожидается, укрепятся.

Нетрадиционная нефть

Нетрадиционная нефть - это нефть, добываемая или добываемая с использованием методы, отличные от обычных методов. Расчет пиковой нефти изменился с введением нетрадиционных методов добычи. В частности, сочетание горизонтального бурения и гидроразрыва пласта привело к значительному увеличению добычи из ранее неэкономичных месторождений. Аналитики ожидали, что в 2015 году на дальнейшую разработку месторождений плотной нефти в Северной Америке будет потрачено 150 миллиардов долларов. Значительное увеличение добычи плотной нефти является одной из причин падения цен в конце 2014 года. Определенные породы пласты содержат углеводороды но имеют низкую проницаемость и не являются толстыми с вертикальной точки зрения. Обычные вертикальные скважины не смогли бы экономично извлекать эти углеводороды. Горизонтальное бурение, проходящее горизонтально через пласты, позволяет скважине получить доступ к гораздо большему объему пласта. Гидравлический разрыв пласта создает большую проницаемость и увеличивает поток углеводородов в ствол скважины.

См. Также

  • значок Энергетический портал

Примечания

Список литературы

  • Акинер, Ширин; Алдис, Энн, ред. (2004). Каспий: политика, энергия и безопасность. Нью-Йорк: Рутледж. ISBN 978-0-7007-0501-6.
  • Бауэр Георг, Бэнди Марк Чанс (тр.), Бэнди Джин А. (тр.) (1546). De Natura Fossilium. vi (на латыни). CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка ) переведено 1955 г.
  • Хайн, Норман Дж. (2001). Нетехническое руководство по нефтяной геологии, разведке, бурению и добыче. PennWell Corporation. ISBN 978-0-87814-823-3.
  • Мабро, Роберт; Организация стран-экспортеров нефти (2006 г.). Нефть в 21 веке: проблемы, вызовы и возможности. Oxford Press. ISBN 978-0-19-920738-1.
  • Маугери, Леонардо (2005). Эпоха нефти: что они не хотят, чтобы вы знали о самом противоречивом ресурсе в мире. Гилфорд, Коннектикут: Globe Pequot. п. 15. ISBN 978-1-59921-118-3.
  • Спейт, Джеймс Г. (1999). Химия и технология нефти. Марсель Деккер. ISBN 978-0-8247-0217-5.
  • Спейт, Джеймс Дж. Анчейта, Хорхе, ред. (2007). Гидроочистка тяжелых масел и остатков. CRC Press. ISBN 978-0-8493-7419-7.
  • Василиу, Мариус (2018). Исторический словарь нефтяной промышленности, 2-е издание. Роуман и Литтлфилд. ISBN 978-1-5381-1159-8.

Дополнительная литература

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с Petroleum.
Wikisource содержит текст статьи 1905 New International Encyclopedia Petroleum.
Последняя правка сделана 2021-06-01 11:19:17
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте