Описание полезного ископаемого нефть основные свойства. Нефть: определение и описание

Горное масло из . Думаете о продукте питания, или косметическом средстве? Житель Поднебесной подумал бы о другом.

Горным маслом в КНР называют нефть . Ши йоу, — примерно так звучит ее название в оригинале. В 21-ом веке нефть добывают повсюду.

Но, Китай – первая страна, где пробурили скважину. Произошло это еще в 347-ом году. Для бурения применили стволы бамбука.

Запасы нефти использовали в качестве топлива для выпаривания морской воды. Из нее китайцы получали .

Нефтью, так же, снабжали армию Поднебесной. наливали топливо в керамические горшки, поджигали и бросали во врагов.

Как видно, еще в начале нашей эры народ Китая знал и ценил свойства нефти. Но, китайцы затруднялись ответить, чем она является. К 21-му веку ученые детально разобрались в этом вопросе.

Что такое нефть

Нефть – черное золото . Известная всем фраза подчеркивает важность жидкости, ее весомую роль в истории.

Однако, более нефть с ничего не объединяет. Природа драгоценного металла неорганическая.

Же – полезное ископаемое предположительно органического происхождения.

От 80-ти до 90 процентов его состава приходятся на углеводороды. Еще около 9-18-ти процентов занимает простой водород.

На кислород, , и прочие неорганические составляющие приходиться не более 10%.

Однако, углеводороды, считающиеся следствием разложения органики, то есть остатков растений и , могут иметь и неорганическое происхождение.

С этим связаны теории, как нефть образуется . Их три. Подробности в отдельной главе. Пока же, продолжим рассмотрение топлива.

Оно жидкое и, действительно, маслянистое. В зависимости от состава, нефть и нефтепродукты бывают , бурыми, зеленоватыми, желтоватыми.

Встречается даже полностью прозрачное топливо. Такое имеется, к примеру, на Кавказе.

С экономической точки зрения нефть сегодня – это товар сырьевого , от цены которого зависит стоимость другой продукции.

Этому вопросу, так же, будет посвящена отдельная глава. С политической же точки зрения, жидкий энергоноситель – причина масштабных войн и локальных конфликтов.

Все хотят контролировать месторождения нефти, но не у всех они есть. Наличие залежей – еще не гарантия успеха и экономического благополучия.

Формула нефти может быть разная, а значит, будут разниться и свойства. От них зависит эффективность топлива, его качественные параметры, «запросы» на доработку.

Свойства нефти

Есть месторождения нефти текучей, словно вода, и смолистой. Дело в плотности энергоносителя.

Показатель тем выше, чем больше асфальтосмолистых веществ. Это высокомолекулярная органика на основе серы, водорода, кислорода и углерода.

Наличие асфальтосмол способствует образованию водонефтяных эмульсий, то есть смесей взаимнонерастворимых компонентов.

Промышленникам приходиться очищать углеводороды от воды, что увеличивает стоимость переработки. Вывод: смолистая нефть считается низкокачественной.

В смолистых углеводородах повышено содержание серы. Это еще один риск. Сера ускоряет коррозию аппаратуры, а она в нефтепроизводстве, как известно, не из дешевых.

Плотность нефти варьируется в пределах от 8-ми до 9,98 граммов на кубический сантиметр.

Нижняя планка – энергоносители, богатые светлыми фракциями. Именно из них получают бензиновые и дизельные дистилляты.

Получается, менее плотная, светлая нефть ценнее темной, маслянистой. Однако, пользу можно извлечь из обоих типов. Об этом поговорим в главе «Применение».

Светлые фракции нефти выкипают при температуре до 350-ти градусов Цельсия. Желательно 60-процентное присутствие легких компонентов.

Такова норма, к примеру, для производства дизельного топлива. Если содержание светлой фракции меньше, значит, много парафинов. Они негативно влияют на качество топлива.

На свойства нефти влияет и концентрация хлористых . Их наличие в составе – следствие загрязнения сырья при его добыче.

Приходиться проводить обессоливание. В противном случае, как и при избытке серы, увеличивается коррозия оборудования.

Она проявляется особенно «ярко», если ведется переработка нефти , насыщенной водой.

При высокой температуре она растворяет хлористые соли, а значит, образуется хлористый водород. Он-то и разъедает поверхности.

Вода часто входит в состав эмульсий нефти, — тех самых, что в избытке встречаются в смолистых сортах.

Но, встречается и энергоноситель, в котором влага содержится в чистом виде, отдельно.

Вода, кстати, является постоянной спутницей нефти. Если не входит в ее состав, то располагается рядом.

Образование нефти

Наличие рядом с нефтью воды – одно из свидетельств ее органического происхождения. Его, так же, называют биогенным.

Считается, что, энергоресурс формировался в водоемах. Необходимые условия – стоячая вода, ее высокая температура, обилие жизни, а значит, и смерти.

Отмирая, водоросли, рыбы, планктон, опускались на дно, где перегнивали. В стоячей воде мало кислорода, поэтому, процесс не завершался полностью.

При распаде органики выделялись газы. Меж биогенных материалов затесывались песок, вода.

Если водоем располагался среди песчаников и прочих пористых пород, илистые массы со дна просачивались сквозь них.

Встречая на пути непроницаемые , массы останавливались, растекаясь между контрастными по структуре слоями земной коры.

Теперь оставалось закрыть нефть непроницаемым слоем и сверху. Водоем со временем исчезал.

Подвижки литосферных плит, выветривание и прочих камней, содержащих , приводили к наносу и над нефтяными озерами.

Так сырье попадало в ловушку. Снизу и сверху – пласты , по бокам – вода.

Она ведь тоже просачивалась сквозь породы, почти не смешивалась с углеводородами, отходя в стороны от них.

Нефть залегает в ловушках антиклиналях. Они служат свидетельством тектонических процессов, которым местность когда-то подверглась.

Антиклинали – пласты пород, выгнутые вверх. Отложение земной коры формируются горизонтально.

Если появляются волны, значит, что-то давило снизу, а это – магма, прорывающаяся между литосферными плитами при их растрескивании, столкновении.

Получается, нефть стоит искать там, где некогда были моря, озера, и тектоническая активность.

Согласно биогенной теории происхождения энергоносителя, на его формирование требуются миллионы лет.

Некоторые ученые даже считают, что нефть – стадия преобразования антрацита, то есть, .

На его образование уходит примерно 400 000 000 лет. Что уж тогда говорить о жидких углеводорода.

В общем, если придерживаться органической теории, нефть – невосполнимый продукт, поскольку тратиться быстрее, чем образуется.

Вторая теория происхождения жидкого топлива – неорганическая, или минеральная.

Выдвинута в 1805-ом, а к 1877-му ее поддержал даже – приверженец биогенных взглядов на рождение нефти.

Суть гипотезы в формировании сырья на больших глубинах, где «царят» высокие температуры.

Если здесь есть вода и карбиды металлов, они вступят в реакцию. Так и образуется нефть .

К 2016 -му году проведена масса успешных экспериментов по неорганическому синтезу углеводородов.

Первые опыты состоялись в 1870-ых. Пример реакции: 2FeC + 3H 2 O = Fe 2 O 3 + H2COCOCH 4 .

Согласно минеральной теории, нефть может быстро восполняться, и человечество зря бьет в набаты по поводу ее дефицита.

Нужно лишь искать вновьобразовавшиеся месторождения. Со временем, тектонические подвижки, давление, проталкивают их ближе к поверхности.

Биогенная и минеральные теории образования нефти – соперники. Но, есть и третья гипотеза, стоящая особняком, мало кем поддерживаемая.

Выдвинута в конце 19-го века, может считаться подвидом неорганической. Говорится, что нефть сформировалась все из тех же минеральных веществ, но еще на начальном этапе жизни планеты.

На такую мысль натолкнуло наличие углеводородов в хвостах комет, . Сначала углеводороды находились в газовой оболочке Земли.

Но, она остывала, формировались горные породы. Они поглощали углеводороды, накапливали.

Если это правда, то нефть, как и в случае биогенного происхождения – ресурс невосполняемый.

Добыча нефти

Какая нефть в антиклиналях? Конечно, неочищенная. Углеводороды смешаны с газами, водой.

От их количества, температуры в слоях месторождения, зависит давление, образующееся в ловушке.

Оно может быть слабым. В этом случае, промышленникам приходиться устанавливать специальные насосы, чтобы выкачивать жидкость на поверхность.

Но, давление может и зашкаливать. Тогда, сырье самостоятельно устремляется к еще необорудованным скважинам, что создает проблемы.

Движение жидкости к скважине – первый этап добычи. Курс нефти от забоя до устья – вторая стадия.

Сбор сырья и его разделение на фракции – предфинальная стадия. Остается очистить нефть и транспортировать ее к переработчикам.

Применение нефти

При переработке нефти выделяется газ. Но, его не используют из-за несоответствия гостам.

Требуется затратить много сил и средств, чтобы ресурс можно было пускать по трубам.

Начни подавать газ из нефти в необработанном виде, это, в лучшем случае, закончиться копотью в помещениях с газовыми плитами.

Теперь, об используемых углеводородах нефти. Россия , как и другие страны, потребляет около 5-ти основных фракций.

Наиболее легкая – газолиновая. Она идет на производство бензинов, как авиационных, так и автомобильных.

Вторая фракция – лигроиновая, нужна для тракторного топлива. Керосиновые углеводороды закупают для пуска ракет и реактивных самолетов.

Дизельное топливо – это четвертая фракция, называемая газойлем. По сравнению с легкой фракцией, ее температура кипения вырастает минимум в 3,5 раза.

Пятая фракция нефти – мазут. Это самая тяжелая составляющая, состоящая из углеводородов с большим числом атомов.

Отделенный от них баррель нефти – ходовой товар. Но, польза есть и в мазуте. Из него получают соляровые и смазочные масла, вазелин и парафины.

Не стоит забывать, что нефть служит сырьем для производства многих синтетических тканей, резин, пластиков.

В общем, углеводородов в жизни человека гораздо больше, чем имеется в баке личного автомобиля.

Цена на нефть

Эталоном энергоносителя считается нефть «Брент» . Она добывается в Северном море, то есть, является российской.

Продукт – ни один вид топлива, а смесь нескольких. На 22-е июня 2016-го года стоимость нефти марки «Брент» составляет почти 51 рубль.

Для отечественной экономики это лучше установленных среднегодовых прогнозов в 40 рублей за баррель, то есть, примерно за 160 литров.

От цены на нефть, во многом, зависит иностранных валют и стоимость продукции, почти всей.

Даже то, что производится внутри страны, часто содержит импортные комплектующие, составляющие. Так что, «Брент» — главный России и ее главная надежда на светлое будущее.

Нефть, так же как уголь и природный газ, имеет органическое происхождение и образуется в процессе трансформации органики, миллионы лет назад осевшей в осадочных бассейнах.

Основная характеристика нефти - это теплоотдача, позволяющая использовать ее в качестве источника энергии. Кроме того, нефть является первоосновой мощной отрасли промышленности - нефтехимии.

Нефть пред­ставляет собой солнечную энергию, дошедшую до нас спустя миллионы лет: органическая материя, пре­вратившаяся позже в нефть, образовалась из останков живых существ, использовав­ших солнце для фотосинтеза, или из питав­шихся ими организмов.

Из нефти получают более 2000 раз­личных продуктов. Основной продукт переработки нефти - бензин для авто­мобилей.

Рыночная мера объема нефти -бар­рель. В одном барреле содержится 158,984 литра.

Чтобы представить себе, как появилась нефть, нужно перенестись на миллионы лет назад и взглянуть на неглубокое море, богатое живыми орга­низмами, водорослями и планктоном.

МЕДЛЕННОЕ ВЫЗРЕВАНИЕ

Останки населявших море живых организмов оседали в илистых донных отложени­ях. Век за веком формирова­лись новые пласты захороне­ний. Далее начинался про­цесс бактериального брожения при отсутствии кислорода, в результате чего получался кероген. Постепен­ное погружение, сопряженное с увеличением давления и тем­пературы, превращало керо­ген в нефть и природный газ.

В НЕДРАХ ЗЕМЛИ

Образовавшаяся в материнс­ких породах нефть переме­щается из зон с высоким дав­лением в области с понижен­ным давлением. Путями миграции являются порис­тые и трещиноватые породы, а также разломы. Попав в ло­вушку-коллектор, изолиро­ванную непроницаемой по­родой, нефть образует залежь.

Латинское слово «petroleum» в переводе означает «каменное масло».

Углеводо­роды обязаны своим назва­нием химичес­кому составу - смеси углеродов и водорода.

Газообраз­ные углеводо­роды обра­зуют природ­ный газ, а жидкие - нефть и ее производные: бензин,битум, гудрон.

Разведка нефти начинается с определения потенциально нефтегазоносных провинций и бассейнов. Для этой цели осуществляется спутниковая аэромагнитная съёмка, проводятся полевые исследования.

На дне морском...

В целом, подводное бурение на шельфе осуществляется так же, как и на суше. Раз­ница состоит в том, что на море бурение прово­дится с огромных платформ, заякоренных на шельфе, либо, если речь идет о незначительных глубинах, с больших барж, удерживае­мых на одном месте. В обоих случаях речь идет о полно­стью оборудованных комп­лексах, снабженных всем необходимым для добычи.

На фотографии запечат­лена нефтедобывающая платформа, расположенная в Мексиканском заливе.

Самым ответственным этапом в поиске нефти является сейсморазведка. Именно этот ме­тод позволяет с наибольшей уверен­ностью утверждать о наличии или отсутствии нефтяных ловушек в не­драх. Сейсморазведка осуществляет­ся посредством размещения на глубине зарядов взрывчатки, с тем чтобы вызвать не­значительные искусственные коле­бания земли.

ЭКГ НЕДР

Сейсмические волны, отражающие­ся от слоев горных пород, улавлива­ются сейсмоприемниками. Они фиксируют колебания земной коры, ко­торые вызваны искусственными взрывами. Анализ полученной сейсмозаписи дает возможность опреде­лить места установки бурового обо­рудования.

БУРЕНИЕ: ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ

Единственный способ точно устано­вить наличие или отсутствие нефти на исследуемом участке это про­бурить скважину при помощи буро­вой установки. Пробуренная сква­жина крепится трубами, чтобы при­дать ей дополнительную прочность и облегчить добычу нефти.

Добытая из скважины нефть-сырец пред­ставляет собой теплую жидкость очень темного цве­та, с желтоватым, буроватым или зеленоватым оттенком и резким запахом. Она легче воды, состоит из жидких и, в меньшей части, твердых и газообразных углеводоро­дов. Последние влияют на ка­чество нефти: чем она легче, тем выше ее теплоотдача.

МНОГОЦЕЛЕВОЙ РЕСУРС

Основное применение неф­ти - это получение энергии из продуктов её перегонки: бензина, солярки, керосина, бутана и др. Кроме того, нефть используется для изго­товления пластиков, синтетических смол, каучука, рас­творителей, смазочных мате­риалов, моющих средств, искусственных волокон и т. д.

ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

В промышленности исполь­зуются продукты перегонки нефти. Процесс заключается в разогреве нефти до 360°С. Затем в ректификационной колонне она разделяется на фракции: бензин, керо­син, мазут, солярку, гудрон.

Нефть считается невозобновляемым энергетическим ресурсом, поскольку темпы ее восстановления ниже уровня ее потребления. Несмотря на это, зависимость современного общества от нефти продолжает расти.

Уголь также является невозоб­новляемым ресурсом. На протя­жении многих веков именно он использовался человечеством в качестве основного источника энергии. Несмотря на то что за последние 50 лет нефть и природный газ практически полностью вытеснили его, мно­гие эксперты полагают, что уголь вновь будет востребован, когда запасы его основных кон­курентов истощатся.

Нефть - основной исто­чник энергии совре­менного общества. Представим, что случится, если запасы нефти вдруг ис­сякнут: большая часть транс­портных средств (самолеты, корабли, машины, значи­тельная часть железнодо­рожного транспорта) и все ТЭС мгновенно прекратят свою работу.

Исчезновение нефти сильно ударило бы по экономике стран, живущих за счет ее экспорта.

МОЛОДОЙ РЕСУРС

Нефть не считалась значи­мым ресурсом вплоть до по­явления в начале XX века пер­вых автомобилей. До той по­ры она представляла лишь общий интерес, да и то боль­ше с медицинской точки зре­ния. В 1859 году полковник Эдвин Л. Дрейк смог добыть нефть с глубины 22 метра и тем самым спас жизнь мно­гим китам, которые в против­ном случае пали бы жертвой охотников за китовым жи­ром, использовавшимся в ка­честве горючего для ламп и основы для мыла и различ­ных косметических средств.

Полвека спустя потребность в бензине привела к резкому росту добычи нефти. И про­изошло это столь стреми­тельно, что за период с 1957 по 1966 год человечество до­было и переработало больше
нефти, чем за предыдущие сто лет.

Страны-производители нефти

Самой крупной ассоциацией нефтепроизводителей является Организация стран-экспортеров нефти (ОПЕК), в которую входят Сау­довская Аравия, Иран, Венесуэла, Арабские Эмираты, Нигерия, Кувейт, Ливия, Индонезия, Алжир, Ирак и Катар. Другие страны-производи­тели считаются независимыми. Основными независимыми произво­дителями являются Великобритания, Норвегия, Мексика, Россия и США.

США, кроме того, является крупней­шим мировым потребителем нефти.

Купить журнал Минералы можно здесь.

Владимир Хомутко

Время на чтение: 4 минуты

А А

Состав и свойства полезного ископаемого нефть

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

Краткое описание

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

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

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

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

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

Значимость нефти

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

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

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

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

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

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

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

По значению этого параметра нефти делятся на:

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

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

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

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

Нефть – это легковоспламеняющаяся жидкость.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Нефть - ископаемое вещество, представляющее собой маслянистую горючую жидкость. Залежи нефти находят на глубинах от нескольких десятков метров до 5-6 километров. Максимальное количество залежей располагается на глубине 2-3 километра. Нефть остается главным топливным сырьем в мире. Ее доля в мировом энергобалансе - 46%.

Характеристики и виды нефти

По химическому составу нефть - смесь около 1000 веществ. Главный "ингредиент" - углеводороды с различной молекулярной массой. В составе нефти их около 80-85%. Различают три вида углеводородов: парафиновые (метановые), нафтеновые и ароматические. Последние - самые токсичные.

Около 4-5% в составе нефти занимают органические соединения - сернистые, азотистые и кислородные. Остальные компоненты: углеводородные газы, вода, минеральные соли, металлы, механические примеси (песок, глина, известняк).

Цвет нефти разнится: от светло-желтого до темно-коричневого. Встречается и черная нефть, и насыщенно-зеленая и даже бесцветная. Запах тоже может быть разным: от легкого и приятного до тяжелого. Все зависит от содержания в нефти серы, кислорода и азота.

Самый важный показатель качества нефти - ее плотность. Чем она легче, тем выше ценится. Выделяют: легкую нефть (800— 870 кг/м ³), среднюю (870-910 кг/м ³) и тяжелую (свыше 910 кг/м ³). Показатели зависят от состава нефти, от температуры, давления и количества содержания газов. Плотность нефти измеряют ареометром.

Другие параметры, по которым определяется качество нефти: вязкость, температура кристаллизации, горения и вспышки, электрическая проводимость и теплоемкость.

Месторождение нефти

Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Месторождения этого полезного ископаемого классифицируют по-разному: в зависимости от географического месторасположения, от разведанности и изученности, от форм и размеров залежей.

Самая богатая нефтью страна - Саудовская Аравия (36 млрд. тонн). Далее следуют Канада (28 млрд. тонн), Иран (19 млрд. тонн) и Ливия (15 млрд. тонн). Россия в этом списке на 8-ом месте (13 млрд. тонн).

Супергигантские месторождения нефти, запасы которых превышают отметку 5 млрд. тонн: Румайла в Ираке, Кантарел в Мексике, Тенгиз в Казахстане, Аль-Гавар в Саудовской Аравии, Самотлорское в России, Бурган в Кувейте и Дацин в Китае.

Постоянно ведутся работы по разработке новых месторождений. По оценочным данным BP Statistical review of world energy, весьма перспективны в этом отношении Венесуэла и Канада. Специалисты считают, что при нынешних темпах развития промышленности, нефти только в этих двух странах хватит всему миру на 110 лет.

Добыча и переработка нефти

Добыча нефти - весьма сложный процесс, состоящий из множества этапов.

Выделяют три способа нефтедобычи:

Первичный - нефть сама под естественным давлением верхних пластов фонтанирует. Чтобы нефть поднялась на поверхность, используют погружные насосы и станки-качалки. Таким образом добывают до 15% нефти во всем мире.

Вторичный способ. Когда естественного давления уже не хватает, в пласт для усиления давления закачивают пресную воду, углекислый газ или воздух. Коэффициент извлечения нефти в этом случае составляет 45%.

Третичный метод применяют, когда вторичный становится уже не актуальным. В этом случае либо закачивают водяной пар, либо разжижают нефть, нагревая ее до определенной температуры. Таким образом из месторождения можно выкачать еще процентов 15 нефти.

Переработка нефти - многоступенчатый цикл операций, который проводят с целью получения нефтепродуктов из сырья. Вначале нефть очищают от газов, воды, различных примесей, затем транспортируют на нефтеперерабатывающие заводы, где путем сложных операций получают промышленные продукты.

Применение нефти

Люди стали использовать нефть задолго до нашей эры. Так, например, при строительстве стен Вавилона использовали асфальт и битум. Царь Навуходоносор топил нефтью огромную печь. А древнегреческий историк Геродот описывал способ добычи нефти, которым пользовались древние греки. А в Древней Индии нефть вовсю применяли в строительстве.

В настоящее время перечень продуктов, получаемых из нефти, исчисляется тысячами. Достаточно упомянуть, что продукты из нефти используют практически во всех видах промышленности: энергетической, тяжелой и легкой, химической и пищевой. Нефтепродукты нашли применение в автомобилестроении, медицине, в ракетостроении, сельском хозяйстве и строительстве.

Происхождение нефти

Свойства нефти

Физические свойства

Средняя молекулярная масса

Плотность

лёгко й, 0,831-0,860 - средней , выше 0,860 - тяжёлой .

(обычно > фракционным составом

Температура кристаллизации парафина лёгких фракций

Вязкость фракционным составом нефти и её температурой

Удельная теплоёмкость 1,7-2,1 кДж/(кг∙К).

43,7-46,2 МДж/кг.

2,0-2,5

от до .

Температура вспышки

Химический состав

Общий состав

Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть - жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80-90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4-5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (>

Углеводородный состав

парафиновые нафтеновые (10-20, реже 35 %) и смешанного

Геология нефти

Заключающие нефть породы обладают сравнительно высокой пористостью и достаточной для её извлечения проницаемостью. Породы, допускающие свободное перемещение и накопление в них жидкостей и газов, называются коллекторами. Пористость коллекторов зависит от степени отсортированности зёрен, их формы и укладки, а также и от наличия цемента. Проницаемость определяется размером пор и их сообщаемостью. Главнейшими коллекторами нефти являются пески, песчаники, конгломераты, доломиты, известняки и другие хорошо проницаемые горные породы, заключённые среди таких слабопроницаемых пород, как глины или гипсы. При благоприятных условиях коллекторы могут быть трещиноватые метаморфические и изверженные породы, находящиеся в соседстве с осадочными нефтеносными породами.

Различного типа залежи нефти в гидравлически незамкнутых (1-3) и замкнутых (4-6) ловушках: 1 - пластовые сводовые нефтяные и газонефтяные залежи; 2 - массивная сводовая газонефтяная залежь; 3 - нефтяная залежь в выступе палеорельефа, первичного (напр., рифа) или вторичного (эрозионного); 4 - нефтяная залежь, экранированная стратиграфическим несогласием; 5 - нефтяная залежь в ловушке первичного (фациального, литологического) выклинивания коллектора; 6 - тектонически экранированная залежь нефти; а - нефть; б - газ; в - вода.

Часто нефтяная залежь занимает лишь часть коллектора и поэтому в зависимости от характера пористости и степени цементации породы (гетерогенности залежи) обнаруживается различная степень насыщенности нефтью отдельных её участков в пределах самой залежи.

Обычно нефть в залежи сопровождается водой, которая ограничивает залежь вниз по падению слоёв либо по всей её подошве. Кроме того, в каждой залежи нефти вместе с ней находится т. н. плёночная, или остаточная вода, обволакивающая частицы пород (песков) и стенки пор. В случае выклинивания пород коллектора или обрезания его сбросами, надвигами и т п. дизъюнктивными нарушениями залежь может либо целиком, либо частично ограничиваться слабопроницаемыми породами. В верхних частях нефтяной залежи иногда сосредоточивается газ (т. н. «газовая шапка»).

При добыче нефти скважинами не удаётся целиком извлечь всю нефть из залежи, значительное количество её остаётся в недрах земной коры. Для более полного извлечения нефти применяются специальные приёмы, из которых большое значение имеет метод заводнения (законтурного, внутриконтурного, очагового) . Нефть в залежи находится под давлением вследствие чего вскрытие залежи, особенно первыми скважинами, сопровождается риском газонефтепроявлений (очень редко фонтанными выбросами нефти).

Предложено несколько классификаций месторождений и залежей нефти как в России, так и за рубежом. Нефтяные месторождения различаются друг от друга по типу структурных форм и условиям их образования. Залежи нефти и газа различаются друг от друга по формам ловушек-коллекторов и по условиям образования в них скоплений нефти.

Сорта нефти

Введение сортности необходимо в связи с разностью состава нефти (содержания серы, различного содержания групп алканов, наличия примесей) в зависимости от месторождения. Стандартом для цен служит нефть сортов WTI и Light Sweet (для западного полушария и вообще ориентиром для других сортов нефти), а также Brent (для рынков Европы и стран ОПЕК).

Чтобы упростить экспорт были придуманы некие стандартные сорта нефти, связанные либо с основным месторождением, либо с группой месторождений. Для России это тяжёлая Urals и лёгкая нефть Siberian Light. В Великобритании - Brent, в Норвегии - Statfjord, в Ираке - Kirkuk, в США - Light Sweet и WTI. Часто бывает, что страна производит два сорта нефти - лёгкую и тяжёлую. Например в Иране это Iran Light и Iran Heavy.

Очистка нефти

Первый завод по очистке нефти был построен в России в 1745 году, в период правления Елизаветы Петровны, на Ухтинском нефтяном промысле. В Санкт-Петербурге и в Москве тогда пользовались свечами, а в малых городах - лучинами. Но уже тогда во многих церквях горели неугасаемые лампады. В них наливалось горное масло, которое было ничем иным, как смесью очищенной нефти с растительным маслом.

В конце XVIII столетия была изобретена керосиновая лампа. С появлением ламп возрос спрос на керосин. Очистка нефти - удаление из нефтепродуктов нежелательных компонентов, отрицательно влияющих на эксплуатационные свойства топлив и масел. Химическая очистка производится путём воздействия различных реагентов на удаляемые компоненты очищаемых продуктов. Наиболее простым способом является очистка 92-96 % серной кислотой или олеумом, применяемая для удаления непредельных и ароматических углеводородов. Физико-химическая очистка производится с помощью растворителей, избирательно удаляющих нежелательные компоненты из очищаемого продукта. Неполярные растворители (пропан и бутан) используются для удаления из остатков переработки нефти (гудронов) ароматических углеводородов (процесс деасфальтации). Полярные растворители (фенол и др.) применяются для удаления полициклических ароматических углеродов с короткими боковыми цепями, сернистых и азотистых соединений из масляных дистиллятов. При адсорбционной очистке из нефтепродуктов удаляются непредельные углеводороды, смолы, кислоты и др. Адсорбционную очистку осуществляют при контактировании нагретого воздуха с адсорбентами или фильтрацией продукта через зерна адсорбента. Каталитическая очистка - гидрогенизация в мягких условиях, применяемая для удаления сернистых и азотистых соединений.

Применение нефти.

Непосредственно сырая нефть практически не применяется (сырая нефть наряду с нерозином применяется для пескозащиты - закрепления барханных песков от выдувания ветром при строительстве ЛЭП и трубопроводов). Для получения из неё технически ценных продуктов, главным образом моторных топлив, растворителей, сырья для химической промышленности, её подвергают переработке. Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля её в общем потреблении энергоресурсов составляет 48 %. В перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии, а также увеличения стоимости и уменьшения добычи.

В связи с быстрым развитием в мире химической и нефтехимической промышленности, потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей, и др. (более 8 % от объёма мировой добычи). Среди получаемых из нефти исходных веществ для этих производств наибольшее применение нашли: парафиновые углеводороды - метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны, а также высокомолекулярные (10-20 атомов углерода в молекуле); нафтеновые; ароматические углеводороды - бензол, толуол, ксилолы, этилбензол; олефиновые и диолефиновые - этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен. Нефть уникальна именно комбинацией качеств: высокая плотность энергии (на тридцать процентов выше, чем у самых качественных углей), нефть легко транспортировать (по сравнению с газом или углём, например), наконец, из нефти легко получить массу вышеупомянутых продуктов. Истощение ресурсов нефти, рост цен на неё и др. причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив.

Так же продукты нефтепереработки используются в панелях солнечных батарей. Солнечные панели могут помочь домовладельцам и бизнесменам использовать возобновляемые и энергии, то есть энергию солнечного света, но большинство панелей по-прежнему состоят из нефтяных смол, а пластмассовые детали из фотоэлектрических элементов. В скором времени это могут произойти изменения, поскольку многие компании начали разрабатывать новые био-смолы и биопластик, которые могли бы заменить компоненты батарей на нефтяной основе.

Как уже было сказано, в России производится нефть сорта Urals, которая получается смешением тяжелой, высокосернистой нефти Урала и Поволжья с легкой западносибирской нефтью.

Urals - сорт высокосернистой нефти (содержание серы около 1,3%), которая представляет собой смесь из нефти, добываемой в Ханты-Мансийском автономном округе и Татарстане. Основные производители черного золота Urals - это организации ««Роснефть»», «Лукойл», «Сургутнефтегаз», «нефтяная компания «Газпром нефть»», «ТНК-BP» и «группа Татнефть». Цена российской нефти определяется дисконтированием цены на Brent, поскольку российская нефть считается менее качественной ввиду высокого содержания серы, а также тяжёлых и циклических углеводородов.

В последнее время в Российской Федерации предпринят ряд шагов для того, чтобы повысить качество черного золота Urals путём исключения из него высокосернистой татарстанской нефти (в республике Татарстан планируется построить новые нефтеперерабатывающие мощности для того, чтобы из местной нефти делать бензин, а не пускать её в газопровод). Сама по себе Западно-Сибирская нефть приемлемого качества. За рубежом она известна под маркой Siberian Light.

Нефть марки Urals поставляется через Новороссийск и по системе газопроводов «Дружба».

Siberian Light - сорт нефти (содержание серы около 0.57%), добываемой в Ханты-Мансийском автономном округе. Основные производители черного золота Siberian Light - это фирмы ««Роснефть»», «Лукойл», «Сургутнефтегаз», «НК «Газпром нефть»», «ТНК-BP».

В отрасли теплоснабжения в качестве топлива для паровых котлов, котельных установок и промышленных печей нашел свое применение продукт переработки нефти – мазут. Мазу́т, жидкий продукт темно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до 350-360°С.

Мазут обладает почти в полтора раза более высокой теплотой сгорания по сравнению с лучшими углями. Он занимает мало места при сгорании и не дает твердых остатков при горении. Замена твердых видов топлива мазутом на ТЭС, заводах и на железнодорожном и водном транспорте дает огромную экономию средств, способствует быстрому развитию основных отраслей промышленности и транспорта.

Заключение.

Таким образом, нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Разведанные запасы нефти составляют (на 2004) 210 млрд т (1200 млрд баррелей), неразведанные - оцениваются в 52-260 млрд т (300-1500 млрд баррелей). Мировые разведанные запасы нефти оценивались к началу 1973 года в 100 млрд т (570 млрд баррелей). Таким образом, в прошлом разведанные запасы росли (также растёт и потребление нефти - за последние 35 лет оно выросло с 20 до 30 млрд баррелей в год). Однако, начиная с 1984 г., годовой объем мировой нефтедобычи превышает объём разведываемых запасов нефти.

Мировая добыча нефти в 2006 г. составляла около 3,8 млрд т в год, или 30 млрд баррелей в год. Таким образом, при нынешних темпах потребления, разведанной нефти хватит примерно на 40 лет, неразведанной - ещё на 10-50 лет.

Несмотря на существование таких прогнозов, правительство России планирует увеличение добычи нефти к 2030 году до 530 млн т в год. Также имеются большие запасы нефти (3400 млрд баррелей) в нефтяных песках Канады и Венесуэлы. Этой нефти при нынешних темпах потребления хватит на 110 лет. В настоящее время компании ещё не могут производить много нефти из нефтяных песков, но ими ведутся разработки в этом направлении.

Список использованной литературы.

1. http://ru.wikipedia.org – описание свойств нефти.

2. http://enc.fxeuroclub.ru – описание добычи нефти.

3. http://omrpublic.iea.org/supplysearch.asp - точные данные по добыче нефти.

4. Виноградов А. П. Галимов Э. М. «Изотопия углерода и проблема происхождения нефти.» - «Геохимия». 1970. № 3

Нефть: определение и описание.

Нефть - природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. По цвету нефть бывает красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть; имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Сегодня нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.

Нефть обнаруживается вместе с газообразными на глубинах от десятков метров до 5-6 км. Однако на глубинах свыше 4,5-5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1-3 км. На малых глубинах и при естественных выходах на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. образования - например, битуминозные пески и битумы.

Происхождение нефти

Нефтеобразование - стадийный, весьма длительный (обычно 50-350 млн лет) процесс, начинающийся ещё в живом веществе. Выделяется ряд стадий:

· Осадконакопление - во время которого остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов;

· биохимическая - процессы уплотнения, обезвоживания и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;

· протокатагенез - опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5-2 км, при медленном подъёме температуры и давления;

· мезокатагенез или главная фаза нефтеобразования (ГФН) - опускание пласта органических остатков на глубину до 3-4 км, при подъёме температуры до 150 °C. При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит отгонка нефти за счёт перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в песчаные пласты-коллекторы, а по ним в ловушки;

· апокатагенез керогена или главная фаза газообразования (ГФГ) - опускание пласта органических остатков на глубину более 4,5 км, при подъёме температуры до 180-250 °C. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и реализовывает метаногенерирующий потенциал.

И. М. Губкин выделял также стадию разрушения нефтяных местозарождений.

История добычи нефти исчисляется с 6-го тысячелетия до н.э. Наиболее древние промыслы известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычу-ань. Первым способом добычи - сбор нефти с поверхности водоемов, который до нашей эры применялся в Мидии, Вавилонии и Сирии.

Свойства нефти

Физические свойства

Нефть - жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета.

Средняя молекулярная масса 220-300 г/моль (редко 450-470).

Плотность 0,65-1,05 (обычно 0,82-0,95) г/см³.

Нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгко й, 0,831-0,860 - средней , выше 0,860 - тяжёлой .

Плотность нефти, как и других углеводородов, сильно зависит от температуры и давления. Она содержит большое число разных органических веществ и поэтому характеризуется не температурой кипения, а температурой начала кипения жидких углеводородов (обычно >28 °C, реже ≥100 °C в случае тяжёлых не́фтей) и фракционным составом - выходом отдельных фракций, перегоняющихся сначала при атмосферном давлении, а затем под вакуумом в определённых температурных пределах, как правило до 450-500 °C (выкипает ~ 80 % объёма пробы), реже 560-580 °C (90-95 %).

Температура кристаллизации от −60 до + 30 °C; зависит преимущественно от содержания в нефти парафина (чем его больше, тем температура кристаллизации выше) и лёгких фракций (чем их больше, тем эта температура ниже).

Вязкость изменяется в широких пределах (от 1,98 до 265,90 мм²/с для различных не́фтей, добываемых в России), определяется фракционным составом нефти и её температурой (чем она выше и больше количество лёгких фракций, тем ниже вязкость), а также содержанием смолисто-асфальтеновых веществ (чем их больше, тем вязкость выше).

Удельная теплоёмкость 1,7-2,1 кДж/(кг∙К).

Удельная теплота сгорания (низшая) 43,7-46,2 МДж/кг.

Диэлектрическая проницаемость 2,0-2,5

Электрическая проводимость [удельная] от до .

Нефть - легковоспламеняющаяся жидкость. Температура вспышки от −35 до +121 °C (зависит от фракционного состава и содержания в ней растворённых газов).

Нефть растворима в органических растворителях, в обычных условиях не растворима в воде, но может образовывать с ней стойкие эмульсии. В технологии для отделения от нефти воды и растворённой в ней соли проводят обезвоживание и обессоливание.

Химический состав

Общий состав

Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть - жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80-90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4-5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые). Остальные компоненты - растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1-4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси.

Углеводородный состав

В основном в нефти представлены парафиновые (обычно 30-35, реже 40-50 % по объёму) и нафтеновые (25-75 %). В меньшей степени - соединения ароматического ряда (10-20, реже 35 %) и смешанного , или гибридного, строения (например, парафино-нафтеновые, нафтено-ароматические).