Odakle dolazi nafta u dubinama zemlje? Odakle je došla nafta na zemlji?

U osnovi postoje dvije teorije o poreklu nafte i gasa - organska (sedimentno-migraciona) i neorganska (abiogena). Odmah treba napomenuti da je ogromna većina naučnika i naftnih geologa koji praktički vrše potragu za naftom i plinom za teoriju organskog porijekla nafte. Međutim, neki naučnici u našoj zemlji brane abiogenu genezu nafte.

Osnovu teorije o neorganskom porijeklu nafte i plina postavio je 1877. veliki ruski naučnik D.I.

D.I. Mendelejev je vjerovao da se ugljovodonici formiraju duboko u utrobi Zemlje interakcijom karbida teških metala s vodom koja dolazi s površine duž rasjeda. Zatim se pod pritiskom pregrijane pare smjesa ovih ugljovodonika uzdiže duž istih rasjeda u gornji dio zemljine kore. Ovdje vladaju niski pritisci i znatno niže temperature, pa se plinoviti ugljovodonici kondenzuju i stvaraju akumulacije.

Najuvjerljivije zamjerke karbidnoj teoriji D. I. Mendeljejeva iznio je I. M. Gubkin. Prvo, u zemljinoj kori nema rasjeda koji prodiru u plašt, pa čak i jezgro do dubine od 2900 km; drugo, nije dokazano da duboke stijene sadrže metalne karbide.

Biološki i hemijski faktori takođe osporavaju neorgansko poreklo ugljovodonika. Mnogo je takvih obrazloženih prigovora.

N. B. Vassoevich iznosi uvjerljiv argument u korist biološkog porijekla jedinjenja ugljika sadržanih u drevnim stijenama. Ističe da u prirodi postoje dva izotopa ugljenika - 12 C i 13 C, au živim organizmima ima manje izotopa 13 C nego u mineralima. Nedostatak izotopa 13 C u ulju jasno rješava pitanje njegove povezanosti sa živom prirodom.

A.I.Kravcov smatra da je nafta mogla nastati iz metana, ali sam metan nije nastao kao rezultat raspadanja organske tvari životinjskog porijekla, već kao rezultat sinteze iz vodika i ugljičnog monoksida ili dioksida koji dolazi iz dubina podkore. Zemlja duž dubokih rasjeda koji se mogu pratiti do plašta. Dalje, A.I.Kravcov daje podatke da je kroz istoriju Zemlje vulkanska aktivnost u proseku bila jednaka savremenoj aktivnosti, i navodi sledeći primer. Preko 83 miliona godina, samo na Kurilskim ostrvima na površinu je izvučeno 9,0 * 10 19 t H 2, 2,7 * 10 11 t CO, 2,7 * 10 11 t CH 4, 9,0 * 10 14 t CO. Zatim navodi da su molekule metana sposobne polimerizirati u teške ugljikovodike pod katalitičkim djelovanjem silikata, kao i oksida željeza i nikla sadržanih u stijenama. Prema istom naučniku, većina početnih akumulacija ugljikovodika uglavnom je predstavljena metanom i njegovim lakim homolozima - "suhi plin", koji se postepeno pretvara u kondenzat koji se sastoji od "tečnog plina"; potonje se zatim pretvara u laka benzinska ulja, koja naknadno, pod odgovarajućim termodinamičkim uvjetima, postaju sve teža i teža dok se ne pretvore u bitumen. Otuda se izvodi zaključak da gasne i naftne regije ne treba povezivati ​​sa sedimentnim basenima, već sa zonama dubokih rasjeda koji prodiru u plašt i olakšavaju oslobađanje gasova iz njega.

Ovo su moderne ideje jednog od pobornika neorganskog (abiogenog) porijekla nafte i plina.

Teoriju organskog porijekla ulja uspješno je razvio I.M. Gubkin. Prema njegovim stavovima, polazni materijal za stvaranje ulja su masti, vosak i druga jedinjenja, a ugalj - lignin, vlakna itd. U oksidacionoj sredini (uz pristup kiseonika), organska materija se pretvara u ugalj, a u redukujućem okruženju - u naftne ugljovodonike.

Posljednjih godina mnogi naučnici uspješno proučavaju problem porijekla nafte. Posebno je zanimljiva teorija N.B. Vassoevicha o njenoj sedimentno-migracionoj formaciji. Prema autoru ove teorije, nafta se formira u sedimentnim stijenama u obliku jednolično raspršene bitumenske tvari, koju on naziva mikro-uljem, od planktona koji sadrži masne tvari. Ukupni sadržaj raspršenih ugljovodonika u kontinentalnom sektoru stratisfere je približno (70÷80) 10 12 m. Nakon toga, kako se dubina matičnih sedimentnih slojeva povećava, dolazi do „sazrevanja“ mikro-ulja. Glavni faktori koji stimulišu ovaj proces su temperatura, vreme izlaganja i pritisak. Glavnu fazu stvaranja nafte karakteriše temperaturni opseg od 60-150°C i pritisak od 15 do 45 MPa. Ovakvi uslovi se obično primećuju na dubini od 1500-5000 m. Tokom glavne faze ne samo da se formiraju tečni ugljovodonici, već se stvaraju i uslovi za njihovo iseljavanje iz matičnih stena.

Prema I. O. Brodu i N. B. Vassoevichu, područja koja sadrže naftu i plin su depresije u zemljinoj kori, koje se obično nazivaju bazenima sedimentnih stijena. Ovi baseni su formirani milionima i desetinama miliona godina. N.B. Vassoevich i drugi naučnici ukazuju na to da područja takvih depresija dosežu hiljade, pa čak i stotine hiljada kvadratnih kilometara, a zapremine stijena koje ih ispunjavaju kreću se od n10 3 do n10 6 km 3. Ovi bazeni su rodno mjesto nafte.

Uporedo sa stvaranjem nafte, javlja se i proces stvaranja ugljikovodičnih plinova.

Istražni radovi koji se izvode u sedimentnim bazenima na kontinentima godišnje osiguravaju povećanje rezervi nafte i plina. Nafta i plin vrebaju na dnu mora, u sedimentnim bazenima razvijenim gotovo posvuda u zoni šelfa (i kontinentalne padine) oko kontinenata.

Sumirajući raspravu o porijeklu nafte i plina, treba naglasiti da je glavni izvor njihovog nastanka ugljična tvar zakopana u sedimentnim stijenama. Trenutno je o ovom pitanju sakupljen veliki, uvjerljiv i temeljito provjeren činjenični i eksperimentalni materijal.

Stoga je teorija organskog, odnosno sedimentno-migracionog porijekla nafte i plina najprihvatljivija. Kada predviđaju sadržaj nafte i gasa u podzemlju i kada traže naftu i gas, geolozi se obično rukovode gornjom teorijom.

„Nafta je najvrednija hemijska sirovina,
Ona mora biti zaštićena. Možete li grijati kotlove?
i novčanice."
D.I.Mendeleev

Unatoč činjenici da je do kraja dvadesetog stoljeća nuklearna energija počela ubrzano rasti, nafta i dalje zauzima najvažnije mjesto u energetskom bilansu svih zemalja. A kako bi drugačije? Uostalom, ne možete staviti nuklearnu elektranu na automobile i avione! Naravno, postoje nuklearni brodovi, ali ih je malo. Šta je sa svim ostalim? I čovjek ne živi samo od energije. Hoda po asfaltnim putevima, a ovo je nafta. I svi ti benzini, kerozini, lož ulja, ulja, gume, polietileni, proizvodi od azbesta, pa čak i mineralna đubriva! Bilo bi loše za nas da nema nafte na kugli zemaljskoj. Ali na Zemlji ima mnogo nafte, počela je da se vadi još u 6. milenijumu pre nove ere, a sada godišnja proizvodnja iznosi stotine miliona tona.

Nafta donosi veliki profit. Čitave zemlje prosperiraju prodajući svoju naftu i izazivajući zavist svojih susjeda. Druge zemlje pumpaju naftu u prirodne i umjetne pećine, stvarajući strateške rezerve za svaki slučaj. Naftni kraljevi i monopoli, cjevovodi i rafinerije nafte, preraspodjela vlasništva nad naftom, naftni ratovi, ugovori i špekulacije itd itd. Šta se dogodilo u istoriji čovječanstva zbog nafte! Životi ljudi bi bili dosadni da ona nije na svijetu.

Ali nafta postoji, njene rezerve iznose stotine milijardi tona, a raspoređena je svuda, na kopnu i na moru, i na velikim dubinama, mjereno kilometrima: ono što je ležalo na površini se dugo koristilo, a sada se vadi nafta sa dubine od 2-4 ili više kilometara. Ali ima još više toga još dublje, jednostavno ga još nije isplativo izvlačiti odatle.

Ali evo šta je čudno: iako nafte ima puno i ona se široko koristi, još uvijek niko ne zna odakle je nafta uopće došla na Zemlji. O ovom pitanju ima mnogo nagađanja i hipoteza, neke pripadaju prednaučnom periodu, koje je trajalo sve do srednjeg vijeka, a druge naučnom periodu, koje su učeni ljudi nazivali periodom naučnih nagađanja.

Godine 1546. Agricola je napisao da su nafta i ugalj neorganskog porijekla. Lomonosov je 1763. godine sugerirao da nafta dolazi iz iste organske tvari kao i ugalj. U trećem periodu, periodu razvoja naftne industrije, postavljene su brojne pretpostavke kako o organskom tako i o neorganskom porijeklu nafte. Bez mogućnosti da ih jednostavno navedemo, ograničićemo se na samo neke.

1866. Francuski hemičar M. Berthelot: ulje nastaje djelovanjem ugljičnog dioksida na alkalne metale.

1871. Francuski hemičar G. Biasson: nafta je nastala interakcijom vode, ugljičnog dioksida i vodonik sulfida sa vrućim željezom.

1877 D.I. Mendeljejev: nafta je nastala kao rezultat prodiranja vode duboko u Zemlju i njene interakcije s karbidima.

1889 V.D. Solovjev: ugljovodonici su bili sadržani u plinskom omotaču Zemlje čak i kada je bila zvijezda, a zatim ih je apsorbirala rastopljena magma i formirala naftu.

I onda je postojao niz hipoteza o neorganskom porijeklu nafte, ali ih nisu podržali Međunarodni naftni kongresi, i o organskom porijeklu, koji su bili podržani.

Smatra se da je glavni izvor nafte plankton. Stene nastale od sedimenata koji sadrže ovu vrstu organske materije su potencijalno stene izvora nafte. Nakon dužeg zagrijavanja stvaraju ulje. Stvorene su mnoge varijacije na ovu temu, međutim, jedna poteškoća nije ni na koji način objašnjena, kako je takva masa planktona (ili mamuta, svejedno) mogla doći do takvih dubina širom svijeta, pa čak i nastaniti se u pješčanicima , čak i porozne. I još uvijek je nejasno zašto naftna polja uvijek sadrže ne samo naftu, već i sumpor u obliku vodonik sulfida ili katrana. I zašto pridružene vode koje prate proizvodnju nafte sadrže gotovo cijeli skup kemijskih elemenata za koje je malo vjerovatno da se nalaze u planktonu?

Ali oni koji naučno razumiju porijeklo nafte pokušavaju da se ne fokusiraju na takve sitnice.

Ipak, skrećem pažnju na još jednu mogućnost, koju najvjerovatnije neće prepoznati Međunarodni naftni kongresi. Činjenica je da su pješčenici koji sadrže naftu uglavnom silicijum oksid - SiO. A ako se od jednog silicijumskog jezgra, atomske težine 28, oduzme jedna alfa čestica atomske težine 4 i doda drugom atomu silicijuma, onda se dobije atom sumpora atomske težine 32. I izotop magnezija sa atomska težina od 24 preostala od prvog atoma djelomično će biti sačuvana kao magnezij, koji se također nalazi u povezanim vodama, a djelomično će se raspasti i dati dva molekula ugljika s atomskom težinom 12, stvarajući tako neku osnovu za stvaranje nafte i uglja. Ali ako je to tako, onda se postavlja pitanje mehanizma kojim bi se sve to moglo postići.

Sa stanovišta eterodinamike, takav mehanizam postoji. Eterski tokovi se ulivaju u Zemlju, kao u svako drugo nebesko tijelo, iz svemira, njihova ulazna brzina je jednaka drugoj kosmičkoj brzini, koja za Zemlju iznosi 11,18 km/s. Ovi tokovi prodiru u Zemlju do bilo koje dubine, prolazeći kroz stijene na putu i postajući turbulentni. Rezultat turbulizacije eteričnih tokova su vrtlozi, koji su komprimirani vanjskim pritiskom etra, a brzina strujanja u njima se višestruko povećava, kao i gradijenti brzine, što znači da se pojavljuju veliki gradijenti tlaka koji raskidaju molekule. , atome i jezgre i preuređivanje supstance. Štaviše, tokom mnogo godina, bilo koji ugljikovodici i bilo koji element općenito mogu se stvoriti iz običnih neorganskih stijena, i to na bilo kojoj dubini.

Slični procesi se mogu dogoditi u dubinama bilo koje planete, što znači da nafta, ugalj i drugi minerali i elementi mogu postojati na svim planetama Sunčevog sistema, a ne samo na njemu. To, međutim, ne znači da je na ovim planetama postojao život. Baš kao što otisci vretenaca ili listova u uglju uopće ne ukazuju na to da je ugljen nastao od ovih vretenaca ili listova. Nikad se ne zna kuda je neko mogao leteti u proteklih milion godina!

Iz navedenog proizilazi da naftna kriza možda nije povezana sa nestašicom nafte na Zemlji, već sa visokim troškovima njenog vađenja iz dubokih slojeva. Dakle, D.I. Mendeljejev je u pravu ne samo u smislu da se nafta mora zaštititi jer je vrijedna sirovina, to je istina čak i ako je ima mnogo. U pravu je i jer će, počevši od jednog trenutka, troškovi njegove proizvodnje toliko porasti da će biti nemoguće zagrijati kotlove novčanicama, tj. papirni novac će biti jeftiniji.

U magazinu šarmantan vl_ad_le_na Pročitao sam odličan post o proizvodnji nafte. Objavljujem uz dozvolu autora.

Šta je ulje?
Ulje je mješavina tekućih ugljovodonika: parafina, aromata i dr. Zapravo, ulje nije uvijek crno - može biti i zeleno (devonsko, imao sam ga u tegli, izvini, bacio sam ga), smeđe (najčešće) pa čak i bijelo (providno, izgleda da je pronađeno na Kavkazu).

Ulje je podijeljeno u nekoliko klasa kvaliteta ovisno o svom kemijskom sastavu - u skladu s tim mijenja se i njegova cijena. Takođe, povezani gas je često otopljen u nafti, koja tako jako gori u bakljama.

Gas se može rastvoriti od 1 do 400 kubnih metara u kubnom metru nafte. To je mnogo. Sam ovaj gas se uglavnom sastoji od metana, ali zbog težine njegove pripreme (mora se osušiti, prečistiti i dovesti do GOST Wobbeovih brojeva – tako da postoji striktno definisana kalorijska vrednost), povezani gas se veoma retko koristi za kućne potrebe. . Grubo govoreći, ako se plin iz polja ispusti u stan u plinsku peć, posljedice mogu biti od čađi na stropu do smrtno oštećene peći i trovanja (na primjer, sumporovodikom).

Oh da. Još jedna povezana gadna stvar u ulju je otopljeni sumporovodik (jer je ulje organska supstanca). Veoma je otrovan i vrlo korozivan. To nameće svoje poteškoće u proizvodnji nafte. ZA PROIZVODNJU ULJA. Profesionalnost, koju, inače, ne koristim.

Odakle ulje?
Postoje dvije teorije o ovom pitanju (više detalja -). Jedan je neorganski. Prvi ga je predložio Mendeljejev, a to je da je voda tekla pored karbida vrućih metala i tako su nastali ugljovodonici. Druga je organska teorija. Smatra se da je nafta "sazrevala", po pravilu, u morskim i lagunskim uslovima, truljenjem organskih ostataka životinja i biljaka (mulj) pod određenim termobaričnim uslovima (visoki pritisak i temperatura). U principu, istraživanja podržavaju ovu teoriju.

Zašto je potrebna geologija?
Vjerovatno je vrijedno spomenuti strukturu naše Zemlje. Po mom mišljenju, sve na slici je lepo i jasno.

Dakle, naftni geolozi se bave samo zemljinom korom. Sastoji se od kristalnog podruma (tu se nafta vrlo rijetko nalazi, jer se radi o magmatskim i metamorfnim stijenama) i sedimentnog pokrivača. Sedimentni pokrivač se sastoji od sedimentnih stijena, ali neću ulaziti u geologiju. Reći ću samo da su dubine naftnih bušotina obično oko 500 - 3500 m. Upravo na ovoj dubini leži nafta. Iznad je obično samo voda, ispod je kristalna podloga. Što je stena dublja, ranije je nataložena, što je i logično.

Gdje se nalazi ulje?
Suprotno nekim raširenim mitovima o "naftnim jezerima" pod zemljom, nafta se nalazi u zamkama. Da pojednostavimo, zamke u vertikalnom presjeku izgledaju ovako (voda je vječni pratilac ulja):

(Nabor zakrivljen sa „pozadinom“ prema gore naziva se antiklinala. A ako izgleda kao zdjela, to je sinklinala; ulje se ne zadržava u sinklinalama).
ili ovako:

A u planu mogu biti okrugle ili ovalne visine. Dimenzije se kreću od stotina metara do stotina kilometara. Jedna ili više ovih zamki koje se nalaze u blizini čine ležište nafte.

Pošto je ulje lakše od vode, ono pluta na vrh. Ali da bi se spriječilo da ulje teče bilo gdje drugdje (desno, lijevo, gore ili dolje), sloj s njim mora biti ograničen žicom iznad i ispod. Obično su to gline, gusti karbonati ili soli.

Odakle dolaze krivine unutar zemljine kore? Na kraju krajeva, kamenje se taloži horizontalno ili skoro horizontalno? (ako se talože u hrpe, onda se ove gomile obično brzo izravnavaju vjetrom i vodom). A zavoji - izdizanja, prema dolje - nastaju kao rezultat tektonike. Jeste li vidjeli riječi "turbulentna konvekcija" na slici sa dijelom Zemlje? Upravo ta konvekcija pomera litosferske ploče, što dovodi do stvaranja pukotina u pločama, a samim tim i pomeranja blokova između pukotina i promene unutrašnje strukture Zemlje.

Gdje se nalazi ulje?
Nafta se ne javlja sama od sebe, kao što je već rečeno, naftna jezera ne postoje. Ulje se nalazi u stijeni, odnosno u njenim šupljinama - porama i pukotinama:

Stijene karakteriziraju svojstva kao što su poroznost je udio zapremine šupljina u stijeni - i propusnost- sposobnost kamena da propušta tečnost ili gas kroz sebe. Na primjer, obični pijesak karakterizira vrlo visoka propusnost. A beton je mnogo gori. Ali usuđujem se da vas uverim da stena, koja leži na dubini od 2000 m sa visokim pritiskom i temperaturom, ima svojstva mnogo bliža betonu nego pesku. Osjetio sam. Međutim, odatle se crpi nafta.
Ovo je jezgro - izbušeni komad stijene. Gusti pješčenjak. Dubina 1800 m Nema ulja.

Još jedan važan dodatak je da se priroda gnuša vakuuma. Gotovo sve porozne i propusne stijene su po pravilu zasićene vodom, tj. ima vode u njihovim porama. Slano jer je teklo kroz mnoge minerale. I logično je da se neki od ovih minerala odnesu zajedno sa vodom u rastvorenom obliku, a onda, kada se termobarični uslovi promene, ispadnu upravo u ove pore. Dakle, zrna kamena se drže zajedno pomoću soli i ovaj proces se naziva cementiranje. Zbog toga se, uglavnom, bunari ne ruše odmah tokom procesa bušenja - jer su stene cementirane.

Kako se pronalazi ulje?
Obično, prvo za seizmička istraživanja: oni pokreću vibracije na površini (npr. eksplozijom) i mjere vrijeme njihovog povratka do prijemnika.

Zatim, na osnovu vremena povratka vala, izračunava se dubina određenog horizonta u različitim tačkama na površini i izrađuju karte. Ako se na karti otkrije izdizanje (=antiklinalna zamka), provjerava se prisustvo nafte bušenjem bušotine. Ne sadrže sve zamke ulje.

Kako se buše bunari?
Bunar je vertikalni minski otvor čija je dužina višestruko veća od širine.
Dvije činjenice o bunarima: 1. Duboki su. 2. Uske su. Prosječni promjer bunara na ulazu u formaciju je oko 0,2-0,3 m, odnosno, čovjek definitivno ne može proći. Prosječna dubina je, kao što sam već rekao, 500-3500 m.
Bušotine se buše iz bušaćih uređaja. Postoji takav alat za drobljenje kamena kao dleto. Napomena, nije bušilica. I potpuno je drugačiji od istog uređaja u obliku šrafa iz "Teenage Mutant Ninja Turtles".

Bit je okačen na bušaće cijevi i rotira - pritisnut je na dno bušotine težinom tih istih cijevi. Postoje različiti principi za pokretanje svrdla, ali obično se cijela bušaća kolona cijevi okreće tako da se svrdlo okreće i zupcima drobi stijenu. Također, tekućina za bušenje se konstantno upumpava u bunar (unutar bušaće cijevi) i ispumpava (između zida bunara i vanjskog zida cijevi) kako bi se čitava ova konstrukcija ohladila i odnijele čestice drobljenog kamena.
Čemu služi toranj? Na nju objesiti te iste bušaće cijevi (na kraju krajeva, tokom procesa bušenja gornji kraj stupa se spušta, a na njega se moraju pričvrstiti nove cijevi) i podići cijev za zamjenu svrdla. Bušenje jedne bušotine traje oko mjesec dana. Ponekad se koristi posebna prstenasta svrdla, koja prilikom bušenja ostavlja središnji stup stijene - jezgro. Jezgro je odabrano za proučavanje svojstava stijena, iako je to skupo. Postoje i kosi i horizontalni bunari.

Kako znate koji je sloj gdje?
Osoba ne može sići u bunar. Ali moramo znati šta smo tamo izbušili, zar ne? Prilikom bušenja bušotine u nju se na kablu spuštaju geofizičke sonde. Ove sonde rade na potpuno drugačijim fizičkim principima rada - samopolarizacija, indukcija, mjerenje otpora, gama zračenje, neutronsko zračenje, mjerenje promjera bušotine, itd. Sve krive se upisuju u datoteke, što rezultira ovom noćnom morom:

Sada geofizičari prionu na posao. Poznavajući fizička svojstva svake stijene, identificiraju slojeve prema litologiji - pješčenici, karbonati, gline - i razlažu presjek prema stratigrafiji (tj. kojoj eri i vremenu formacija pripada). Mislim da su svi čuli za Jurski park:

Zapravo, postoji mnogo detaljnija podjela odjeljka na slojeve, horizonte, čopore itd. - ali to nam sada nije bitno. Važno je da su rezervoari nafte (slojevi koji mogu proizvoditi naftu) dva tipa: karbonatni (krečnjak, poput krede, na primjer) i terigeni (pijesak, samo cementiran). Karbonati su CaCO3. Terigen - SiO2. Ovo je ako je nepristojno. Nemoguće je reći koji su bolji, svi su različiti.

Kako se dobro priprema za proizvodnju?
Nakon što je bušotina izbušena, ona se obrađuje. To znači da se spušta dugačak niz čeličnih cijevi (gotovo istog promjera kao i bunar), a zatim se u prostor između zida bunara i vanjskog zida cijevi upumpava obični cementni malter. To se radi kako bi se osiguralo da se bunar ne raspadne (na kraju krajeva, nisu sve stijene dobro cementirane). Na poprečnom presjeku bunar sada izgleda ovako:

Ali pokrili smo formaciju koja nam je bila potrebna sa omotačem i cementom! Dakle, stub je perforiran nasuprot formaciji (kako znate gdje se nalazi željena formacija? Geofizika!). Ponovo se na sajlu spušta bušilica s eksplozivnim punjenjem. Tu se aktiviraju naboji i formiraju se rupe i perforacijski kanali. Sada se ne brinemo za vodu iz susjednih slojeva - probušili smo bunar nasuprot onog koji nam je bio potreban.

Kako se ekstrahuje ulje?
Mislim da je najzanimljiviji dio. Ulje je mnogo viskoznije od vode. Mislim da je viskoznost intuitivno. Neki naftni bitumeni, na primjer, imaju viskozitet sličan puteru.
Ući ću sa drugog kraja. Tečnosti u formaciji su pod pritiskom - gornji slojevi stena pritiskaju ih. A kada bušimo bunar, nema pritiska sa strane bunara. Odnosno, postoji nizak pritisak u području bunara. Stvara se razlika u tlaku, koja se zove depresija, i to dovodi do toga da nafta počinje teći prema bušotini i pojavljivati ​​se u njoj.
Da bismo opisali protok nafte, postoje dvije jednostavne jednadžbe koje bi svi naftni radnici trebali znati.
Darcyjeva jednačina za pravi tok:

Dupuisova jednadžba za ravan radijalni tok (tačno u slučaju dotoka fluida u bunar):

U stvari, mi stojimo na njima. Nema smisla dalje zalaziti u fiziku i pisati jednačinu za nestabilan priliv.
Sa tehničke tačke gledišta, najčešća su tri načina proizvodnje ulja.
Fontana. To je kada je tlak u rezervoaru vrlo visok, a nafta ne samo da teče u bunar, već se i diže do samog vrha i prelijeva (pa, zapravo se ne prelijeva, već u cijev - i dalje).
Pumpe SRP (stapna pumpa) i ESP (električna centrifugalna pumpa). Prvi slučaj je obična mašina za ljuljanje.

Drugi se uopće ne vidi na površini:

Obratite pažnju da nema kula. Toranj je potreban samo za spuštanje/dizanje cijevi u bunar, ali ne i za proizvodnju.
Suština rada pumpi je jednostavna: stvaranje dodatnog pritiska kako bi tečnost koja ulazi u bunar mogla da se podigne kroz bunar do površine zemlje.
Vrijedi se sjetiti obične čaše vode. Kako da pijemo iz njega? Hajde da ga nagnemo, zar ne? Ali nećete moći nagnuti bunar. Ali možete staviti slamku u čašu vode i piti kroz nju, usisujući tečnost ustima. Otprilike ovako funkcionira bunar: njegovi zidovi su kao zidovi stakla, a umjesto cijevi u bunar se spušta niz cijevi. Nafta se diže kroz cijevi.

U slučaju pumpe sa sisaljkom, mašina za pumpanje pomera svoju „glavu“ gore i dole, respektivno, stavljajući šipku u pokret. Kada se šipka kreće prema gore, ona nosi pumpu zajedno sa sobom (donji ventil se otvara), a kada se kreće prema dolje, pumpa se spušta (otvara se gornji ventil). Tako, malo po malo, tečnost se diže.
ESP radi direktno na struju (s motorom, naravno). Točkovi (horizontalni) se okreću unutar pumpe, u sebi imaju proreze, tako da se ulje diže do vrha.

Moram dodati da otvoreno šikljanje nafte, koje vole da prikazuju u crtanim filmovima, nije samo vanredna situacija, već i ekološka katastrofa i milionske kazne.

Šta učiniti kada je proizvodnja nafte loša?
Vremenom nafta prestaje da se istiskuje iz stijene pod težinom slojeva iznad. Tada se uključuje RPM sistem - održava pritisak u rezervoaru. Injekcione bušotine se buše i u njih se pumpa voda pod visokim pritiskom. Naravno, ubrizgana ili proizvedena voda će prije ili kasnije ući u proizvodne bušotine i uz naftu se popeti na vrh.
Također treba napomenuti da što je veći udio nafte u protoku, to brže teče i obrnuto. Dakle, što više vode teče sa uljem, to je teže da ulje izađe iz pora i uđe u bunar. Ovisnost udjela propusnosti nafte od udjela vode u protoku prikazana je u nastavku i naziva se krivulje relativne fazne permeabilnosti. Ovo je takođe veoma neophodan koncept za naftnog radnika.

Ako je zona dna formacije kontaminirana (s malim česticama stijene nošene zajedno s naftom, ili su ispali čvrsti parafini), tada se provode kiseli tretmani (bušotina se zaustavlja i ispumpava se mala količina klorovodične kiseline u njega) - ovaj proces je dobar za karbonatne formacije jer se otapaju. Ali za terigene (pješčare) kiselina nije bitna. Zbog toga se u njima vrši hidrauličko frakturiranje - u bunar se pod vrlo visokim pritiskom upumpava gel, tako da formacija počinje pucati u području bušotine, nakon čega se ubacuje propant (keramičke kuglice ili krupni pijesak tako da se pukotina ne zatvori). Nakon toga, bunar počinje da radi mnogo bolje, jer su prepreke za protok uklonjene.

Šta se dešava sa uljem nakon što se izvuče?
Prvo, nafta se diže na površinu zemlje u cijevi koja teče iz svake bušotine. Ovim cijevima je 10-15 obližnjih bunara povezano na jedan mjerni uređaj, gdje se mjeri koliko je proizvedeno nafte. Zatim se ulje obrađuje prema GOST standardima: iz njega se uklanjaju soli, voda, mehaničke nečistoće (male čestice stijena), po potrebi se uklanja sumporovodik, a ulje se potpuno degasira do atmosferskog tlaka (sjetite se da ulje može sadržavati koliko gasa?). Tržišna nafta ulazi u rafineriju. Ali fabrika je možda daleko, i tada na scenu stupa kompanija Transneft - magistralni cjevovodi za gotovu naftu (za razliku od poljskih cjevovoda za sirovu naftu sa vodom). Nafta se pumpa kroz cjevovod pomoću istih ESP-ova, samo postavljenih na njihovoj strani. Radno kolo se okreću na isti način.
Voda odvojena od nafte se pumpa nazad u formaciju, gas se spaljuje ili šalje u postrojenje za preradu gasa. A nafta se ili prodaje (u inostranstvo cjevovodima ili tankerima) ili ide u rafineriju nafte, gdje se destilira zagrijavanjem: lake frakcije (benzin, kerozin, nafta) koriste se za gorivo, teške parafinske frakcije se koriste za sirovine za plastiku itd., a kao gorivo za kotlarnice obično služe najteža lož ulja sa tačkom ključanja iznad 300 stepeni.

Kako je sve to regulisano?
Za proizvodnju nafte postoje dva glavna projektna dokumenta: projekat za obračun rezervi (dokazuje da u ležištu ima upravo toliko nafte, a ni više ni manje) i razvojni projekat (opisuje istoriju polja i dokazuje da ga treba razvijati upravo na ovaj način, a ne drugačije).
Za proračun rezervi izrađuju se geološki modeli, a za razvojni projekat grade se hidrodinamički modeli (gdje se izračunava kako će polje funkcionisati u jednom ili drugom režimu).

Koliko sve ovo košta?
Odmah ću reći da su sve cijene obično povjerljive. Ali mogu otprilike reći: bunar u Samari košta 30-100 miliona rubalja. zavisno od dubine. Tona komercijalnog (ne rafiniranog) ulja košta drugačije. Kada sam brojao prvu diplomu, dali su vrednost oko 3000 rubalja, kada je druga oko 6000 rubalja, vremenska razlika je godinu dana, ali to možda nisu prave vrednosti. Sad ne znam. Porezi su najmanje 40% dobiti, plus porez na imovinu (u zavisnosti od knjigovodstvene vrijednosti imovine), plus porez na vađenje minerala. Dodajte novac potreban za plate zaposlenih, za struju, za popravke bunara i razvoj polja - izgradnju cjevovoda i opreme za sakupljanje i prečišćavanje nafte. Vrlo često ekonomija razvojnih projekata ide u negativu, pa morate uspjeti raditi u plusu.
Dodaću fenomen koji se zove diskontovanje – tona nafte proizvedene sledeće godine manje je vredna od tone nafte proizvedene ove godine. Stoga moramo intenzivirati proizvodnju nafte (koja također košta).

Dakle, ukratko sam iznio šta sam studirao 6 godina. Čitav proces, od pojave nafte u ležištu, istraživanja, bušenja, proizvodnje, prerade i transporta do prodaje – vidite da su za to potrebni stručnjaci potpuno različitih profila. Nadam se da je bar neko pročitao ovaj dugi post - a ja sam očistila savest i razvejala bar nekoliko mitova oko nafte.

Naftu se često naziva „crno zlato“, jer donosi dobru zaradu onim ljudima koji ga vade. Mnogi se pitaju kako je nastalo ulje i kakav je njegov sastav. Pokušajmo to shvatiti sljedeće.

Glavne komponente

Uzimajući u obzir ove informacije, Mendeljejev je stvorio vlastitu teoriju o tome kako nafta nastaje u prirodi. Navodi da površinska voda koja prodire dublje kroz pukotine reaguje sa metalima i njihovim karbidima. Kao rezultat, nastaju ugljikovodici. Postepeno se uzdižu duž istih pukotina u zemljinoj kori. Vremenom se na ovim mjestima formira naftno polje. Ovaj proces ne traje duže od 10 godina.

Ova teorija o tome kako je nafta nastala na Zemlji daje naučnicima za pravo da tvrde da će zalihe ove supstance trajati mnogo vekova. Odnosno, depoziti ovog minerala mogu se obnoviti ako ljudi na neko vrijeme prekinu proizvodnju. To je apsolutno nemoguće učiniti u uslovima stalnog porasta stanovništva. Ostaje jedna nada za nove depozite. Do danas je obavljen rad na identifikaciji najnovijih dokaza istinitosti abiogene teorije. Poznati moskovski naučnik pokazao je da ako se bilo koji ugljovodonik koji ima polinaftensku komponentu zagreje na 400 stepeni, oslobađa se čista nafta. Ovo je pouzdana činjenica.

Veštačko ulje

Ovaj proizvod se može nabaviti u laboratorijskim uslovima. Naučili su to da rade u prošlom vijeku. Zašto ljudi vade naftu duboko pod zemljom, a ne dobijaju je sintezom? Poenta je da će imati ogromnu tržišnu vrijednost. Uopšte ga nije isplativo proizvoditi.

Činjenica da se ovaj proizvod može dobiti u laboratorijskim uvjetima potvrđuje gornju abiogenu teoriju. U posljednje vrijeme je mnogo ljudi podržava.

Od čega nastaje prirodni gas?

Razmotrimo za poređenje porijeklo ovog minerala. Mrtvi živi organizmi, potonuvši na dno mora, bili su u okruženju u kojem se nisu raspadali ni uslijed oksidacije (tamo praktički nema zraka ni kisika) ni pod utjecajem mikroba. Kao rezultat toga, od njih su nastali muljeviti sedimenti. Zahvaljujući geološkim kretanjima, potonuli su na velike dubine, prodirući u utrobu zemlje. Milioni godina ovi sedimenti su bili izloženi visokim temperaturama i pritiscima. Kao rezultat toga, došlo je do određenog procesa u ovim ležištima. To jest, ugljik sadržan u sedimentima pretvorio se u spojeve koji se nazivaju ugljikovodici. Ovaj proces je značajan u stvaranju ove supstance.

Ugljikovodici visoke molekularne težine su tekuće tvari. Od njih je stvoreno ulje. Ali ugljikovodici male molekularne težine su plinovite tvari. U prirodi ih se nalazi znatan broj. Od njih se dobija prirodni gas. Samo to zahtijeva veće pritiske i temperature. Stoga, tamo gdje se proizvodi nafta, uvijek je prisutan prirodni plin.

Tokom vremena, mnoga ležišta ovih minerala su otišla na značajnu dubinu. Tokom miliona godina bili su prekriveni sedimentnim stijenama.

Određivanje cijene nafte

Razmotrimo ovu terminologiju. Cijena nafte je postojanje monetarnog ekvivalenta odnosa između ponude i potražnje. Ovdje postoji određeni odnos. Odnosno, ako ponuda opadne, onda cijena raste sve dok ne odgovara potražnji.

Cijena nafte također ovisi o cijeni fjučersa ili ugovora za određeni proizvod ove ili druge vrste. Ovo je značajan faktor. Zahvaljujući brzim cijenama nafte, ponekad je isplativo trgovati fjučersima na berzanskim indeksima. Cijena ovog proizvoda navedena je u međunarodnom formatu. Naime, u američkim dolarima po barelu. Dakle, cijena od 45,50 na UKOIL-u znači da navedeni Brent proizvod košta 45,50 dolara.

Cijena nafte je veoma važan pokazatelj za rusko tržište dionica. Njegov značaj ima veliki uticaj na razvoj zemlje. U osnovi, dinamiku ovog pokazatelja određuje ekonomska situacija u Sjedinjenim Državama. Ovo je važno znati kada odlučujete kako se određuje cijena nafte. Da biste efikasno predvidjeli dinamiku berze, potreban vam je pregled vrijednosti određenog minerala u određenom vremenu (nedjeljno), a ne samo današnja cijena.

Zaključak

Sve navedeno sadrži mnogo korisnih informacija. Nakon čitanja ovog teksta, svi će moći razumjeti rješenje pitanja kako nafta i plin nastaju u prirodi.

Postoje dvije teorije nastanka nafte, koje danas nalaze svoje pristalice i protivnike među naučnicima. Prva teorija se zove biogena. Prema njemu, ulje nastaje iz organskih ostataka biljaka i životinja tokom miliona godina. Prvi ga je iznio istaknuti ruski naučnik M.V. Lomonosov.

Tempo razvoja ljudske civilizacije je mnogo brži od brzine stvaranja nafte, pa se može svrstati u prirodni resurs. Biogena teorija implicira da će nafta nestati u bliskoj budućnosti. Prema nekim naučnicima, čovečanstvo će moći da kopa "crno zlato" ne više od 30 godina.

Druga teorija je optimističnija i daje nadu velikim naftnim kompanijama. Naziva se abiogenim. Njen osnivač je bio D.I. Mendeljejev. Tokom jedne od svojih posjeta Bakuu, upoznao je poznatog geologa Hermana Abikha, koji je s velikim hemičarem podijelio svoja razmišljanja o formiranju nafte.

Abiha je napomenuo da se sva velika naftna polja nalaze u neposrednoj blizini pukotina i rasjeda u zemljinoj kori. Mendeljejev je primio na znanje ove zanimljive informacije i stvorio svoju teoriju stvaranja nafte. Prema njemu, površinska voda koja prodire kroz pukotine duboko u zemljinu koru reaguje sa metalima i njihovim karbidima. Kao rezultat ove reakcije nastaju ugljikovodici, koji se postupno uzdižu kroz iste pukotine u zemljinoj kori. Postepeno se u debljini zemljine kore pojavljuje naslaga nafte. Ovaj proces traje manje od 10 godina. Ova teorija omogućava naučnicima da tvrde da će rezerve nafte trajati mnogo vekova.

Rezerve nafte na poljima će se popuniti ako ljudi s vremena na vreme prekinu proizvodnju. Gotovo je nemoguće to učiniti pred sve većom populacijom. Jedina nada ostaje u neistraženim nalazištima.

Danas naučnici pružaju sve više dokaza o istinitosti abiogene teorije. Poznati naučnik iz Moskve pokazao je da kada se bilo koji ugljovodonik koji sadrži polinaftensku komponentu zagreje na 400 stepeni, oslobađa se čisto ulje.

Veštačko ulje

Veštačko ulje se može proizvoditi u laboratorijskim uslovima. To je bilo poznato još u prošlom veku. Zašto ljudi traže naftu duboko pod zemljom, a ne sintetiziraju je? Sve je u velikoj tržišnoj vrijednosti umjetnog ulja. Veoma je neisplativo proizvoditi ga.

Činjenica da se nafta može dobiti u laboratoriji potvrđuje abiogenu teoriju nastanka nafte, koja je nedavno stekla brojne pristalice u različitim zemljama.