Министерство  образования и науки РФ

Челябинский Государственный Университет

Кафедра физической химии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по курсу КСЕ: 
«Нефть: ее происхождение, разведка, добыча»

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск, 2011 

Оглавление

Введение 3

Всё о нефти 4

Общие сведения 4

Свойства 5

Состав 5

Общий состав 5

Углеводородный состав 6

Происхождение и геология нефти 6

Нефтедобыча 8

Разведка новых месторождений 9

Бурение 10

Очистка нефти 11

Применение 12

Заключение 12

Список использованных источников 13

 

Введение

 

«Нефть – черное золото»  – данное выражение известно любому человеку, и в наши дни этот афоризм  становится все актуальнее и актуальнее.

 

Рис. 1 – График изменения цен на нефть за год

 

Как видно из графика цена на нефть за год возросла с 85$ до 113$, при этом максимум цены был не так уж и давно. Если проанализировать динамику роста цен, экономические статьи и новости, можно прийти к выводу, что данные повышения будут продолжаться.

Россия впервые вышла на уровень добычи нефти в 505 млн. тонн в год, что является лучшим показателем в мире. Страна поставила мировой рекорд, обогнав всех остальных игроков мирового рынка: 10,003 миллиона баррелей в сутки, тогда как лидер ОПЕК — Саудовская Аравия, добывает «всего» 8,393 миллиона баррелей в сутки. При этом внутри России потребляется лишь четверть всего производства — 125 млн. тонн, а всё остальное идет на экспорт.

Казалось бы, что все хорошо, но почему тогда у нас в стране цены на бензин, переработанную нефть, так велики? Если объективно рассматривать данную ситуацию, то его стоимость у нас не должна превышать 15 рублей – кажется утопичным при настоящих 27-и рублях, но это на самом деле реально.

Люди, которые не имеют машин, могут сказать, что их это не касается, но это совсем не так. Цена на нефть – цена каждого нашего дня жизни. Мы оставляем эти деньги не только на бензоколонке: комбайн заправляется топливом – зерно дорожает, зерно едет на грузовике – перевозки дорожают, перерабатывающие предприятия необходимо снабжать теплом и энергией – мука и хлеб дорожают. Так происходит и с молоком, и с мясом, и с обувью, и со всем остальным. Вспомните, как недавно подорожали цены на билет на автобус и маршрутку. Со стоимостью нефти связан Ваш отпуск за границей – не зря же мы оплачиваем топливный сбор. Даже дома Вы зависите от этого: цена мазута – это сумма в Вашей квитанции за коммунальные услуги.

Назревает еще один вопрос: почему в России бензин дороже, чем в США? С конца января 2010 г. литр дизельного топлива подорожал на 45%, а бензин — на 20%! И это не предел. Это притом, что Россия — богатая нефтью страна. Налоговая нагрузка в США, которая в основном закупает нефть за рубежом, составляет менее 15%. Но и это не предел! В других странах цена на бензин в разы меньше, чем у нас:  
в Алжире — 7 рублей; в Туркменистане — 6 рублей; в Саудовской Аравии — 4,5 рубля; в Иране — 2,5 рубля; в Венесуэле — менее 1 рубля.

Зато наши «продавцы» живут припеваючи: ОАО «Роснефть» по итогам 2010 г. увеличила чистую прибыль по сравнению с 2009 г. в 1,6 раза до 10,672 млрд. долл. За 9 месяцев 2010 года чистая прибыль ЛУКОЙЛа составила 6 820 млн. долл., что на 29% выше, чем за тот же период 2009 г. Показатели чистой прибыли ТНК-BP увеличились на 5% по сравнению с 9 месяцами прошлого года — до 3 881 млн. долл.

Давайте же все-таки узнаем, что такое нефть и за что мы платим.

Всё о нефти

Общие сведения

 

Нефть (греч. ναφθα, или через тур. neft, от персидск. нефт; восходит к аккад. напатум — вспыхивать, воспламеняться) — природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых 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 углеводородами 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.

По химическому составу  и происхождению нефть близка к естественным горючим газам, озокериту, а также асфальту. Эти ископаемые объединяют под общим названием петролитов. Петролиты относят к ещё более обширной группе так называемых каустобиолитов — горючих минералов биогенного происхождения, которые включают также ископаемые твёрдые топлива.

Как стало известно из археологических  раскопок, нефть использовали еще 6000 лет до н. э. на берегах реки Евфрат – для древних людей она  служила скрепляющим материалом в строительном и дорожном деле, и только в 1890-е годы с появлением первых автомобилей нефть стали  использовать в более привычном  для нас русле.

Свойства

 

Нефть — жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета (хотя бывают образцы даже изумрудно-зелёной нефти). 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 лёгкой, 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 2∙10⁻¹⁰ до 0,3∙10⁻¹⁸ Ом⁻¹∙см⁻¹.

Нефть — легковоспламеняющаяся жидкость; температура вспышки от −35^[5] 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.

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 (частицы глины, песка, известняка). В нефти обнаружено более 40-50 микроэлементов, общее количество которых редко превышает 0.02-0.03% от общей массы нефти. Среди макроэлементов нефти есть как металлы (более 30) так и неметаллы (около 20), которые содержатся в нефти (V, Ni, Fe, Zn, Al, Hg, Cd, Cu, Mn, Se, As, Pb, Sb, Ba, Mo, Cr, Ag, Au, Na, Ca, Br, Si, Sr, Co, Ti, Ga, Sn и т.д.).

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).

Происхождение и геология 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.

 

Убедительные доказательства биогенной природы нефте-материнского вещества были получены в результате детального изучения эволюции молекулярного состава углеводородов и их биохимических предшественников (прогениторов) в исходных организмах, в органическом веществе осадков и пород и в различных нефтях из залежей. Важным явилось обнаружение в составе нефти хемофоссилий — весьма своеобразных, часто сложно построенных молекулярных структур явно биогенной природы, то есть унаследованных (целиком или в виде фрагментов) от органического вещества. Изучение распределения стабильных изотопов углерода (¹²C, ¹³C) в нефти, органическом веществе пород и в организмах (А. П. Виноградов, Э. М. Галимов) также подтвердило неправомочность неорганических гипотез.

Считается, что основным исходным веществом нефти обычно является планктон, обеспечивающий наибольшую биопродукцию в водоёмах и накопление в осадках органического вещества сапропелевого типа, характеризующегося высоким содержанием водорода (благодаря наличию в керогене алифатических и алициклических молекулярных структур). Породы, образовавшиеся из осадков, содержащих такого типа органическое вещество, потенциально нефтематеринские. Чаще всего это глины, реже — карбонатные и песчано-алевритовые породы, которые в процессе погружения достигают верхней половины зоны мезокатагенеза, где вступает в силу главный фактор нефтеобразования — длительный прогрев органического вещества при температуре от 50 °C и выше. Верхняя граница этой главной зоны нефтеобразования располагается на глубине от 1,3—1,7 км (при среднем геотермическом градиенте 4°С/100 м) до 2,7—3 км (при градиенте 2°С/100 м) и фиксируется сменой буроугольнойстепени углефикации органического вещества каменноугольной.  Главная фаза нефтеобразования приурочена к зоне, где углефикация органического вещества достигает степени, отвечающей углям марки Г. Эта фаза характеризуется значительным усилением термического и (или) термокаталитического распада полимерлипоидных и других компонентов керогена. Образуются в большом количестве нефтяные углеводороды, в том числе низкомолекулярные (C₅-C₁₅), почти отсутствовавшие на более ранних этапах превращения органического вещества. Эти углеводороды, дающие начало бензиновой и керосиновой фракциям нефти, значительно увеличивают подвижность микронефти.