Odkiaľ pochádza ropa v hlbinách zeme? Odkiaľ sa na zemi vzala ropa?

V zásade existujú dve teórie pôvodu ropy a plynu – organická (sedimentárno-migračná) a anorganická (abiogénna). Okamžite treba poznamenať, že drvivá väčšina vedcov a ropných geológov, ktorí prakticky vykonávajú hľadanie ropy a plynu, je za teóriu organického pôvodu ropy. Niektorí vedci u nás však abiogénnu genézu ropy obhajujú.

Základ teórie anorganického pôvodu ropy a plynu položil v roku 1877 veľký ruský vedec D.I. Mendelejev.

D.I. Mendeleev veril, že uhľovodíky sa tvoria hlboko v útrobách Zeme interakciou karbidov ťažkých kovov s vodou prichádzajúcou z povrchu pozdĺž zlomov. Potom pod tlakom prehriatej pary stúpa zmes týchto uhľovodíkov pozdĺž tých istých zlomov do hornej časti zemskej kôry. Prevládajú tu nízke tlaky a výrazne nižšie teploty, takže plynné uhľovodíky kondenzujú a vytvárajú akumulácie.

Najpádnejšie námietky proti karbidovej teórii D. I. Mendelejeva vyslovil I. M. Gubkin. Po prvé, v zemskej kôre nie sú žiadne chyby, ktoré prenikajú do plášťa a dokonca aj do jadra do hĺbky 2900 km; po druhé, nebolo dokázané, že hlboké horniny obsahujú karbidy kovov.

Proti anorganickému pôvodu uhľovodíkov hovoria aj biologické a chemické faktory. Takýchto odôvodnených námietok je veľa.

N. B. Vassoevich uvádza presvedčivý argument v prospech biologického pôvodu zlúčenín uhlíka obsiahnutých v starovekých horninách. Upozorňuje, že v prírode existujú dva izotopy uhlíka – 12 C a 13 C a v živých organizmoch je izotopu 13 C menej ako v mineráloch. Nedostatok izotopu 13 C v oleji jednoznačne rieši otázku jeho spojenia so živou prírodou.

A.I. Kravtsov sa domnieva, že ropa mohla vzniknúť z metánu, ale samotný metán nevznikol v dôsledku rozkladu organickej hmoty živočíšneho pôvodu, ale v dôsledku syntézy z vodíka a oxidu uhoľnatého alebo oxidu uhoľnatého pochádzajúceho z podkôrových hlbín. Zem pozdĺž hlbokých zlomov, ktoré možno vysledovať až k plášťu. Ďalej A.I. Kravtsov poskytuje údaje, že v priebehu histórie Zeme sa vulkanická aktivita v priemere rovnala modernej aktivite a uvádza nasledujúci príklad. Za 83 miliónov rokov sa na samotných Kurilských ostrovoch dostalo na povrch 9,0 * 10 19 t H2, 2,7 * 10 11 t CO, 2,7 * 10 11 t CH 4, 9,0 * 10 14 t CO2. Potom uvádza, že molekuly metánu sú schopné polymerizovať na ťažké uhľovodíky za katalytického pôsobenia silikátov, ako aj oxidov železa a niklu obsiahnutých v horninách. Podľa toho istého vedca väčšinu počiatočných akumulácií uhľovodíkov predstavuje najmä metán a jeho ľahké homológy - „suchý plyn“, ktorý sa postupne mení na kondenzát pozostávajúci z „kvapalného plynu“; ten sa potom mení na ľahké benzínové oleje, ktoré sa následne za vhodných termodynamických podmienok stávajú ťažšími a ťažšími, až sa premenia na bitúmen. Z toho vyplýva záver, že oblasti plynu a ropy by nemali byť spojené so sedimentárnymi panvami, ale so zónami hlbokých zlomov prenikajúcich do plášťa a uľahčujúcich uvoľňovanie plynov z neho.

To sú moderné myšlienky jedného zo zástancov anorganického (abiogénneho) pôvodu ropy a plynu.

Teóriu organického pôvodu ropy úspešne rozvinul I. M. Gubkin. Východiskovým materiálom pre tvorbu ropy sú podľa jeho názoru tuky, vosky a iné zlúčeniny a uhlie - lignín, vláknina a pod.. V oxidačnom prostredí (za prístupu kyslíka) sa organická hmota premieňa na uhlie, resp. v redukčnom prostredí – na ropné uhľovodíky.

V posledných rokoch mnohí vedci úspešne študujú problém pôvodu ropy. Zvlášť zaujímavá je teória N. B. Vassoeviča o jej sedimentárno-migračnej formácii. Podľa autora tejto teórie ropa vzniká v sedimentárnych horninách vo forme rovnomerne rozptýlenej bitúmenovej látky, ktorú nazýva mikroolej, z planktónu obsahujúceho tukové látky. Celkový obsah rozptýlených uhľovodíkov v kontinentálnom sektore stratisféry je približne (70÷80) 10 12 m. Následne, ako sa zväčšuje hĺbka materských sedimentárnych vrstiev, dochádza k „dozrievaniu“ mikroropy. Hlavnými faktormi stimulujúcimi tento proces sú teplota, čas expozície a tlak. Hlavná fáza tvorby oleja je charakterizovaná teplotným rozsahom 60-150°C a tlakom od 15 do 45 MPa. Takéto podmienky sa zvyčajne pozorujú v hĺbke 1500-5000 m. Počas hlavnej fázy sa tvoria nielen kvapalné uhľovodíky, ale aj podmienky pre ich emigráciu zo zdrojových hornín.

Podľa I. O. Broda a N. B. Vassoeviča sú oblasti s ložiskami ropy a plynu prehĺbeniny v zemskej kôre, ktoré sa bežne nazývajú panvy sedimentárnych hornín. Tieto kotliny vznikali milióny a desiatky miliónov rokov. N.B. Vassoevich a ďalší vedci uvádzajú, že oblasti takýchto priehlbín dosahujú mnoho tisíc a dokonca stovky tisíc kilometrov štvorcových a objemy hornín, ktoré ich vypĺňajú, sa pohybujú od n103 do n106 km3. Tieto panvy sú rodiskom ropy.

Spolu s tvorbou ropy dochádza k procesu tvorby uhľovodíkových plynov.

Prieskumné práce vykonávané v sedimentárnych panvách na kontinentoch každoročne zabezpečujú zvyšovanie zásob ropy a plynu. Ropa a plyn číhajú na dne morí, v sedimentárnych panvách vyvinutých takmer všade v šelfovej (a kontinentálnej svahovej) zóne okolo kontinentov.

Ak zhrnieme diskusiu o pôvode ropy a plynu, treba zdôrazniť, že hlavným zdrojom ich vzniku sú uhlíkaté látky pochované v sedimentárnych horninách. V súčasnosti sa k tejto problematike nahromadil rozsiahly, presvedčivý a dôkladne overený faktografický a experimentálny materiál.

Najprijateľnejšia je teda teória organického alebo sedimentárneho migrácie pôvodu ropy a plynu. Pri predpovedaní obsahu ropy a plynu v podloží a pri hľadaní ropy a plynu sa geológovia zvyčajne riadia teóriou načrtnutou vyššie.

„Ropa je najcennejšia chemická surovina,
Musí byť chránená. Viete vykurovať kotly?
a bankovky“.
D.I.Mendelejev

Napriek tomu, že koncom dvadsiateho storočia začala jadrová energetika rýchlo rásť, ropa stále zaujíma najdôležitejšie miesto v energetickej bilancii všetkých krajín. A ako by to mohlo byť inak? Koniec koncov, nemôžete umiestniť jadrovú elektráreň na autá a lietadlá! Samozrejme, existujú jadrové lode, ale je ich málo. A čo všetko ostatné? A človek nežije len energiou. Chodí po asfaltových cestách a toto je ropa. A všetky tieto benzíny, kerozíny, vykurovacie oleje, oleje, kaučuky, polyetylény, azbestové produkty a dokonca aj minerálne hnojivá! Bolo by pre nás zlé, keby na zemeguli nebola ropa. Na Zemi je však veľa ropy, začala sa ťažiť už v 6. tisícročí pred Kristom a teraz ročná produkcia dosahuje stovky miliónov ton.

Ropa prináša veľké zisky. Celé krajiny prosperujú tým, že predávajú svoju ropu a spôsobujú závisť svojich susedov. Iné krajiny pumpujú ropu do prírodných a umelých jaskýň a vytvárajú strategické zásoby pre každý prípad. Ropní králi a monopoly, ropovody a ropné rafinérie, prerozdeľovanie ropného majetku, ropné vojny, zmluvy a špekulácie atď., atď. Čo sa stalo v histórii ľudstva kvôli rope! Život ľudí by bol nudný, keby nebola na svete.

Ale ropa existuje, jej zásoby dosahujú stovky miliárd ton a je distribuovaná všade, na súši, na mori a vo veľkých hĺbkach, meraných v kilometroch: to, čo ležalo na povrchu, sa už dlho používalo a teraz sa ťaží ropa. z hĺbok 2-4 a viac kilometrov. Ale je toho ešte viac, ešte hlbšie; len nie je výhodné to odtiaľ ešte extrahovať.

Ale tu je to, čo je zvláštne: hoci existuje veľa ropy a je široko používaná, nikto stále nevie, odkiaľ sa ropa na Zemi vôbec vzala. Existuje veľa dohadov a hypotéz o tejto veci, niektoré patria do predvedeckého obdobia, ktoré trvalo až do stredoveku, a iné do vedeckého obdobia, nazývaného učenými ľuďmi obdobím vedeckých dohadov.

V roku 1546 Agricola napísal, že ropa a uhlie sú anorganického pôvodu. Lomonosov v roku 1763 navrhol, že ropa pochádza z rovnakej organickej hmoty ako uhlie. V treťom období, v období rozvoja ropného priemyslu, sa vytvorilo množstvo predpokladov o organickom aj anorganickom pôvode ropy. Bez toho, aby sme ich mohli čo i len jednoducho vymenovať, obmedzíme sa len na niektoré.

1866 francúzsky chemik M. Berthelot: ropa vzniká pôsobením oxidu uhličitého na alkalické kovy.

1871 francúzsky chemik G. Biasson: ropa vznikla interakciou vody, oxidu uhličitého a sírovodíka s horúcim železom.

1877 D.I. Mendeleev: ropa vznikla v dôsledku prenikania vody hlboko do Zeme a jej interakcie s karbidmi.

1889 V.D. Soloviev: uhľovodíky boli obsiahnuté v plynovom obale Zeme, aj keď to bola hviezda, a potom ich absorbovala roztavená magma a vytvorila sa ropa.

A potom tu bola séria hypotéz anorganického pôvodu ropy, ktoré však neboli podporené medzinárodnými ropnými kongresmi, a hypotéz organického pôvodu, ktoré boli podporené.

Predpokladá sa, že hlavným zdrojom ropy je planktón. Horniny vytvorené zo sedimentov obsahujúcich tento typ organickej hmoty sú potenciálne horniny z ropných zdrojov. Po dlhšom zahrievaní tvoria olej. Na túto tému bolo vytvorených veľa variácií, avšak jeden problém nie je nijako vysvetlený, ako sa taká masa planktónu (alebo mamutov, to je jedno) mohla dostať do takých hĺbok po celej zemeguli a dokonca sa usadiť v pieskovcoch. , dokonca aj porézne. A stále nie je jasné, prečo ropné polia vždy obsahujú nielen ropu, ale aj síru vo forme sírovodíka alebo dechtov. A prečo je to tak, že pridružené vody, ktoré sprevádzajú ťažbu ropy, obsahujú takmer celý súbor chemických prvkov, ktoré pravdepodobne nebudú obsiahnuté v planktóne?

Ale tí, ktorí vedecky chápu pôvod ropy, sa snažia nezameriavať sa na takéto maličkosti.

Chcel by som však upozorniť ešte na jednu možnosť, ktorú s najväčšou pravdepodobnosťou medzinárodné ropné kongresy neuznajú. Ide o to, že pieskovce, ktoré obsahujú ropu, sú hlavne oxid kremičitý – SiO. A ak sa od jedného jadra kremíka s atómovou hmotnosťou 28 odpočíta jedna alfa častica s atómovou hmotnosťou 4 a pripočíta sa k inému atómu kremíka, potom dostanete atóm síry s atómovou hmotnosťou 32. A izotop horčíka s atómová hmotnosť 24 zostávajúca z prvého atómu sa čiastočne zachová ako horčík, ktorý je tiež obsiahnutý v pridružených vodách, a čiastočne sa rozpadne a poskytne dve molekuly uhlíka s atómovou hmotnosťou 12, čím sa vytvorí určitý základ pre tvorba ropy a uhlia. Ale ak je to tak, potom vyvstáva otázka o mechanizme, ktorý by to všetko mohol dosiahnuť.

Z hľadiska éterodynamiky takýto mechanizmus existuje. Prúdy éteru prúdia na Zem, ako do každého iného nebeského telesa, z vesmíru, ich vstupná rýchlosť sa rovná druhej kozmickej rýchlosti, ktorá je pre Zem 11,18 km/s. Tieto toky prenikajú do Zeme do akejkoľvek hĺbky, prechádzajú cez skaly a stávajú sa turbulentnými. Výsledkom turbulizácie éterických prúdov sú víry, ktoré sú stláčané vonkajším tlakom éteru a rýchlosť prúdenia v nich sa mnohonásobne zvyšuje, ako aj rýchlostné gradienty, čo znamená, že vznikajú veľké tlakové gradienty, ktoré trhajú molekuly. , atómov a jadier a preskupenie látky. Navyše, v priebehu mnohých rokov mohli byť z obyčajných anorganických hornín a v akejkoľvek hĺbke vytvorené akékoľvek uhľovodíky a akékoľvek prvky vo všeobecnosti.

Podobné procesy sa môžu vyskytnúť v hlbinách akýchkoľvek planét, čo znamená, že ropa, uhlie a iné minerály a prvky môžu existovať na všetkých planétach slnečnej sústavy a nielen na nej. To však neznamená, že na týchto planétach bol život. Rovnako ako odtlačky vážok alebo listov v uhlí vôbec nenaznačujú, že uhlie bolo vytvorené z týchto vážok alebo listov. Nikdy neviete, kam mohol niekto letieť za posledné milióny rokov!

Z uvedeného vyplýva, že ropná kríza nemusí súvisieť s nedostatkom ropy na Zemi, ale s vysokými nákladmi na jej ťažbu z hlbokých vrstiev. D.I.Mendelejev má teda pravdu nielen v tom, že ropu treba chrániť, pretože je to cenná surovina, to platí aj vtedy, ak je jej veľa. Má pravdu aj preto, že počnúc od istého bodu sa náklady na jeho výrobu zvýšia natoľko, že nebude možné vykurovať kotly bankovkami, t.j. papierové peniaze budú lacnejšie.

V časopise očarujúce vl_ad_le_na Čítal som skvelý príspevok o produkcii ropy. Uverejňujem so súhlasom autora.

čo je ropa?
Ropa je zmes tekutých uhľovodíkov: parafínov, aromátov a iných. V skutočnosti olej nie je vždy čierny - môže byť aj zelený (devónsky, mal som ho v tégliku, prepáčte, vyhodil som ho), hnedý (najbežnejší) a dokonca aj biely (priehľadný, zdá sa byť nájdené na Kaukaze).

Olej je rozdelený do niekoľkých kvalitatívnych tried v závislosti od chemického zloženia – podľa toho sa mení aj jeho cena. Tiež súvisiaci plyn je často rozpustený v oleji, ktorý tak jasne horí vo svetliciach.

V kubickom metri ropy je možné rozpustiť 1 až 400 kubických metrov plynu. To je veľa. Tento plyn sám o sebe pozostáva hlavne z metánu, ale vzhľadom na náročnosť jeho prípravy (musí byť vysušený, prečistený a privedený na čísla GOST Wobbe - aby bola presne definovaná výhrevnosť), súvisiaci plyn sa veľmi zriedka používa na domáce účely. . Zhruba povedané, ak sa plyn z poľa dostane do bytu do plynového sporáka, následky môžu siahať od sadzí na strope až po smrteľne poškodený sporák a otravu (napríklad sírovodíkom).

Ó áno. Ďalšou nepríjemnou vecou v oleji je rozpustený sírovodík (pretože ropa je organická látka). Je prudko jedovatý a silne žieravý. To spôsobuje svoje vlastné ťažkosti pri produkcii ropy. NA VÝROBU ROPY. Profesionalita, ktorú, mimochodom, nepoužívam.

Odkiaľ sa ten olej vzal?
V tejto veci existujú dve teórie (viac podrobností -). Jedna je anorganická. Prvýkrát to navrhol Mendelejev a spočíva v tom, že voda pretekala okolo horúcich karbidov kovov, a tak vznikali uhľovodíky. Druhou je organická teória. Predpokladá sa, že ropa „dozrievala“ spravidla v podmienkach mora a lagúny hnijúcimi organickými zvyškami zvierat a rastlín (bahno) za určitých termobarických podmienok (vysoký tlak a teplota). V zásade výskum podporuje túto teóriu.

Prečo je potrebná geológia?
Za zmienku zrejme stojí štruktúra našej Zeme. Podľa mňa je na obrázku všetko krásne a prehľadné.

Ropní geológovia sa teda zaoberajú iba zemskou kôrou. Pozostáva z kryštalického podložia (ropa sa tam vyskytuje veľmi zriedka, keďže ide o vyvrelé a metamorfované horniny) a sedimentárneho krytu. Sedimentárny obal tvoria usadené horniny, ale nebudem sa vŕtať v geológii. Poviem len, že hĺbky ropných vrtov sú väčšinou okolo 500 - 3500 m. Práve v tejto hĺbke leží ropa. Hore je zvyčajne len voda, dole je kryštalický základ. Čím hlbšie bola hornina, tým skôr bola uložená, čo je logické.

Kde sa nachádza olej?
Na rozdiel od niektorých rozšírených mýtov o „ropných jazerách“ v podzemí sa ropa nachádza v pasciach. Pre zjednodušenie vyzerajú pasce vo zvislej časti takto (voda je večným spoločníkom ropy):

(Záhyb zakrivený „chrbtom“ nahor sa nazýva antiklinála. A ak vyzerá ako miska, je to synklinála; olej sa v synklinále nezadržiava).
Alebo takto:

A v pláne môžu byť okrúhle alebo oválne vyvýšenia. Rozmery sa pohybujú od stoviek metrov až po stovky kilometrov. Jeden alebo viacero z týchto pascí umiestnených v blízkosti predstavuje ložisko ropy.

Keďže olej je ľahší ako voda, pláva nahor. Aby sa však olej nedostal kamkoľvek inam (vpravo, vľavo, hore alebo dole), vrstva s ním musí byť obmedzená vrchnou a spodnou vrstvou. Typicky sú to íly, husté uhličitany alebo soli.

Odkiaľ pochádzajú ohyby vo vnútri zemskej kôry? Skaly sú predsa uložené vodorovne alebo takmer vodorovne? (ak sa ukladajú na hromady, tak sa tieto hromady väčšinou rýchlo vyrovnávajú vetrom a vodou). A ohyby - zdvihy, nadol - vznikajú v dôsledku tektoniky. Videli ste slová „turbulentná konvekcia“ na obrázku s rezom Zeme? Práve táto konvekcia pohybuje litosférickými platňami, čo vedie k tvorbe trhlín v platniach a následne k posunu blokov medzi prasklinami a zmenám vo vnútornej štruktúre Zeme.

Kde sa nachádza ropa?
Ropa sa nevyskytuje sama o sebe, ako už bolo povedané, ropné jazerá neexistujú. Ropa sa nachádza v hornine, konkrétne v jej dutinách - póroch a trhlinách:

Horniny sa vyznačujú takými vlastnosťami ako pórovitosť je podiel objemu dutín v hornine - a priepustnosť- schopnosť horniny prechádzať cez seba kvapalinu alebo plyn. Napríklad obyčajný piesok sa vyznačuje veľmi vysokou priepustnosťou. A betón je na tom oveľa horšie. Ale dovolím si vás ubezpečiť, že hornina, ktorá leží v hĺbke 2000 m s vysokým tlakom a teplotou, má vlastnosti oveľa bližšie k betónu ako piesku. Cítil som. Odtiaľ sa však ťaží ropa.
Toto je jadro - vyvŕtaný kus skaly. Hustý pieskovec. Hĺbka 1800 m. Nie je v nej olej.

Ďalším dôležitým doplnkom je, že príroda neznáša vákuum. Takmer všetky pórovité a priepustné horniny sú spravidla nasýtené vodou, t.j. v ich póroch je voda. Slaný preto, lebo pretekal mnohými minerálmi. A je logické, že niektoré z týchto minerálov sú odnášané spolu s vodou v rozpustenej forme a potom, keď sa zmenia termobarické podmienky, vypadnú práve v týchto póroch. Skalné zrná sa teda držia pohromade soľami a tento proces sa nazýva cementácia. To je dôvod, prečo sa studne vo všeobecnosti nerozpadajú okamžite počas procesu vŕtania - pretože horniny sú stmelené.

Ako sa ropa nachádza?
Zvyčajne najprv na seizmický prieskum: spúšťajú vibrácie na povrchu (napríklad výbuchom) a merajú čas ich návratu do prijímačov.

Ďalej sa na základe času návratu vlny vypočíta hĺbka konkrétneho horizontu v rôznych bodoch na povrchu a zostavia sa mapy. Ak sa na mape zistí zdvih (=antiklinálna pasca), skontroluje sa vrtom vrtu na prítomnosť ropy. Nie všetky pasce obsahujú olej.

Ako sa vŕtajú studne?
Studňa je zvislý banský otvor s dĺžkou mnohonásobne väčšou ako jeho šírka.
Dva fakty o studniach: 1. Sú hlboké. 2. Sú úzke. Priemerný priemer studne pri vstupe do útvaru je asi 0,2-0,3 m. To znamená, že sa tam človek určite nedostane. Priemerná hĺbka je, ako som už povedal, 500-3500 m.
Studne sú vŕtané z vrtných súprav. Existuje taký nástroj na drvenie horniny ako dláto. Všimnite si, nie vŕtačku. A je úplne odlišné od rovnakého zariadenia v tvare skrutky z „Teenage Mutant Ninja Turtles“.

Vrták je zavesený na vrtných rúrach a otáča sa - je pritlačený na dno studne hmotnosťou týchto rovnakých rúr. Existujú rôzne princípy uvádzania korunky do pohybu, ale zvyčajne sa celá vrtná kolóna rúrok otáča tak, že sa korunka otáča a zubami drví horninu. Vrtná kvapalina sa tiež neustále čerpá do studne (vo vnútri vrtnej rúrky) a odčerpáva (medzi stenou studne a vonkajšou stenou rúrky), aby ochladzovala celú túto štruktúru a odvádzala častice drvenej horniny.
Na čo slúži veža? Zavesiť naň tie isté vrtné rúrky (koniec koncov, počas vŕtania sa horný koniec stĺpa spustí a musia sa k nemu priskrutkovať nové rúrky) a zdvihnúť reťazec, aby sa vymenil vrták. Vŕtanie jednej studne trvá približne mesiac. Niekedy sa používa špeciálny prstencový vrták, ktorý pri vŕtaní zanecháva centrálny stĺp horniny - jadro. Jadro je vybrané na štúdium vlastností hornín, aj keď je to drahé. Existujú aj šikmé a horizontálne studne.

Ako viete, ktorá vrstva je kde?
Človek nemôže ísť do studne. Ale musíme vedieť, čo sme tam navŕtali, nie? Pri vŕtaní studne sa do nej na kábli spúšťajú geofyzikálne sondy. Tieto sondy fungujú na úplne odlišných fyzikálnych princípoch fungovania - autopolarizácia, indukcia, meranie odporu, gama žiarenie, neutrónové žiarenie, meranie priemeru vrtu atď. Všetky krivky sa zapisujú do súborov, čo vedie k tejto nočnej more:

Teraz sa dávajú do práce geofyzici. Poznajúc fyzikálne vlastnosti každej horniny, identifikujú vrstvy podľa litológie - pieskovce, karbonáty, íly - a členia úsek podľa stratigrafie (t. j. do akej doby a doby útvar patrí). Myslím, že každý počul o Jurskom parku:

V skutočnosti je tu oveľa podrobnejšie rozdelenie sekcie na tiery, horizonty, packy atď. - ale to je pre nás teraz jedno. Je dôležité, aby ložiská ropy (vrstvy schopné produkovať ropu) boli dvoch typov: uhličitanové (vápenec, ako napríklad krieda) a terigénne (piesok, iba cementovaný). Uhličitany sú CaCO3. Úžasný - SiO2. Toto je, ak je to neslušné. Nedá sa povedať, ktoré sú lepšie, všetky sú iné.

Ako je dobre pripravený na výrobu?
Po vyvŕtaní studne sa zapaľuje. To znamená, že spúšťajú dlhý reťazec oceľových plášťových rúr (takmer rovnaký priemer ako studňa) a potom sa do priestoru medzi stenou studne a vonkajšou stenou rúry načerpá obyčajná cementová malta. To sa robí, aby sa zabezpečilo, že sa studňa nerozpadne (napokon nie všetky horniny sú dobre stmelené). V priereze studňa teraz vyzerá takto:

Ale formáciu, ktorú sme potrebovali, sme zakryli plášťom a cementom! Preto je stĺp perforovaný oproti útvaru (ako viete, kde je požadovaný útvar? Geofyzika!). Opäť je na kábli spustená príklepová vŕtačka, v ktorej sú uložené výbušné nálože. Tam sa spúšťajú nálože a vytvárajú sa otvory a perforačné kanály. Teraz sa nestaráme o vodu zo susedných vrstiev - studňu sme dierovali oproti tej, ktorú sme potrebovali.

Ako sa ťaží ropa?
Najzaujímavejšia časť, myslím. Olej je oveľa viskóznejší ako voda. Myslím, že to, čo je viskozita, je intuitívne. Napríklad niektoré ropné bitúmeny majú viskozitu podobnú maslu.
Prídem z druhého konca. Tekutiny vo formácii sú pod tlakom – tlačia na ne nadložné vrstvy hornín. A keď vŕtame studňu, nie je tam žiadny tlak zo strany studne. To znamená, že v oblasti studne je nízky tlak. Vzniká tlakový rozdiel, nazývaný depresia, a práve ten vedie k tomu, že ropa začne prúdiť smerom k vrtu a objavovať sa v ňom.
Na opis toku ropy existujú dve jednoduché rovnice, ktoré by mali poznať všetci pracovníci v ropnom priemysle.
Darcyho rovnica pre priamy tok:

Dupuisova rovnica pre rovinné-radiálne prúdenie (presne prípad prítoku tekutiny do vrtu):

V skutočnosti na nich stojíme. Nemá zmysel vŕtať sa ďalej vo fyzike a písať rovnicu pre nestály prítok.
Z technického hľadiska sú najčastejšie tri spôsoby výroby ropy.
Fontána. Vtedy je tlak v nádrži veľmi vysoký a ropa tečie nielen do vrtu, ale stúpa aj na samý vrchol a preteká (dobre, v skutočnosti nepreteká, ale do potrubia - a ďalej).
Čerpadlá SRP (tyčové čerpadlo) a ESP (elektrické odstredivé čerpadlo). Prvý prípad je obyčajný hojdací stroj.

Druhý nie je na povrchu vôbec viditeľný:

Všimnite si, že tam nie sú žiadne veže. Veža je potrebná iba na spúšťanie / zdvíhanie rúr v studni, ale nie na výrobu.
Podstata činnosti čerpadiel je jednoduchá: vytvorenie dodatočného tlaku, aby kvapalina vstupujúca do studne mohla stúpať cez studňu na povrch zeme.
Stojí za to pamätať obyčajný pohár vody. Ako z nej pijeme? Poďme to nakloniť, nie? Ale nebudete môcť nakloniť studňu. Môžete však vložiť slamku do pohára vody a piť cez ňu, pričom tekutinu nasávate ústami. Zhruba takto funguje studňa: jej steny sú ako steny pohára a namiesto rúrky je do studne spustený reťazec hadíc. Ropa stúpa potrubím.

V prípade sacieho tyčového čerpadla pohybuje čerpací stroj „hlavou“ nahor a nadol, čím uvádza tyč do pohybu. Keď sa tyč pohybuje nahor, nesie so sebou čerpadlo (spodný ventil sa otvára) a keď sa pohybuje nadol, čerpadlo klesá (horný ventil sa otvára). Takže, kúsok po kúsku, kvapalina stúpa.
ESP funguje priamo na elektrinu (samozrejme s motorom). Kolesá (horizontálne) sa otáčajú vo vnútri čerpadla; majú v sebe štrbiny, takže olej stúpa nahor.

Musím dodať, že otvorené tryskanie ropy, ktoré radi predvádzajú v kreslených filmoch, nie je len mimoriadnou situáciou, ale aj ekologickou katastrofou a miliónovými pokutami.

Čo robiť, keď je produkcia ropy slabá?
Ropa sa časom prestáva vytláčať z horniny pod ťarchou nadložných vrstiev. Potom sa spustí systém RPM - udržiavanie tlaku v zásobníku. Vyvŕtajú sa injektážne vrty a pod vysokým tlakom sa do nich čerpá voda. Prirodzene, vstreknutá alebo vyprodukovaná voda sa skôr či neskôr dostane do ťažobných vrtov a vystúpi na vrchol spolu s ropou.
Treba si tiež uvedomiť, že čím väčší je podiel oleja v prúde, tým rýchlejšie prúdi a naopak. Preto čím viac vody s olejom pretečie, tým ťažšie sa olej dostane von z pórov a do vrtu. Závislosť frakcie priepustnosti oleja od frakcie vody v prúde je uvedená nižšie a nazýva sa krivky relatívnej fázovej permeability. Toto je tiež veľmi potrebný koncept pre ropného pracovníka.

Ak je spodná zóna formácie kontaminovaná (malými časticami horniny nesenými spolu s ropou alebo vypadnutými pevnými parafínmi), vykonajú sa kyslé úpravy (vrt sa zastaví a načerpá sa do neho malý objem kyseliny chlorovodíkovej ) - tento proces je dobrý pre karbonátové formácie, pretože sa rozpúšťajú. Ale pre terigénne (pieskovce) kyselina nezáleží. Preto sa v nich vykonáva hydraulické štiepenie - gél sa čerpá do studne pod veľmi vysokým tlakom, takže formácia začne praskať v oblasti studne, po ktorej sa načerpá propant (keramické guľôčky alebo hrubý piesok aby sa trhlina neuzavrela). Potom začne studňa fungovať oveľa lepšie, pretože prekážky toku sú odstránené.

Čo sa stane s olejom po jeho vyťažení?
Po prvé, ropa stúpa na povrch zeme potrubím, ktoré vedie z každého vrtu. 10-15 blízkych vrtov je pripojených týmito potrubiami k jednému meraciemu zariadeniu, kde sa meria, koľko ropy sa vyprodukuje. Potom sa ropa spracuje podľa noriem GOST: odstránia sa z nej soli, voda, mechanické nečistoty (malé skalné častice), v prípade potreby sa odstráni sírovodík a ropa sa úplne odplyní na atmosférický tlak (nezabudnite, že ropa môže obsahovať koľko plynu?). Obchodovateľná ropa vstupuje do rafinérie. Ale závod môže byť ďaleko a potom prichádza do hry spoločnosť Transnefť - hlavné ropovody na hotovú ropu (na rozdiel od poľných ropovodov na ropu s vodou). Ropa sa čerpá potrubím pomocou rovnakých ESP, ktoré sú umiestnené len na ich boku. Obežné kolesá sa otáčajú rovnakým spôsobom.
Voda oddelená od ropy sa čerpá späť do formácie, plyn sa spáli alebo odošle do závodu na spracovanie plynu. A ropa sa buď predáva (v zahraničí potrubím alebo tankermi) alebo ide do ropnej rafinérie, kde sa destiluje zahrievaním: ľahké frakcie (benzín, petrolej, nafta) sa používajú ako palivo, ťažké parafínové frakcie sa používajú ako suroviny na plasty , atď., a ako palivo pre kotolne zvyčajne slúžia najťažšie vykurovacie oleje s bodom varu nad 300 stupňov.

Ako je toto všetko regulované?
Pre ťažbu ropy existujú dva hlavné projektové dokumenty: projekt na výpočet zásob (dokazuje, že v nádrži je presne toľko ropy, a nie viac a nie menej) a vývojový projekt (popisuje históriu poľa a dokazuje, že by sa mala rozvíjať týmto spôsobom a nie inak).
Na výpočet zásob sa vytvárajú geologické modely a pre rozvojový projekt sa zostavujú hydrodynamické modely (kde sa vypočíta, ako bude pole fungovať v jednom alebo druhom režime).

Koľko to všetko stojí?
Hneď poviem, že všetky ceny sú zvyčajne dôverné. Ale môžem zhruba povedať: studňa v Samare stojí 30 - 100 miliónov rubľov. v závislosti od hĺbky. Tona komerčnej (nie rafinovanej) ropy stojí inak. Keď som rátal prvý diplom, dali hodnotu asi 3000 rubľov, keď druhý - asi 6000 rubľov, časový rozdiel je rok, ale nemusia to byť skutočné hodnoty. Teraz neviem. Dane sú najmenej 40 % zo zisku plus daň z nehnuteľnosti (v závislosti od účtovnej hodnoty nehnuteľnosti) plus daň z ťažby nerastov. Pridajte peniaze potrebné na platy zamestnancov, na elektrinu, na opravy studní a rozvoj poľa - výstavbu potrubí a zariadení na zber a úpravu ropy. Veľmi často ide ekonomika developerských projektov do mínusu, takže musíte zvládnuť pracovať v pluse.
Pridám fenomén zvaný diskontovanie – tona ropy vyprodukovaná v budúcom roku je menej hodnotná ako tona ropy vyrobenej v tomto roku. Preto musíme zintenzívniť produkciu ropy (čo stojí aj peniaze).

Stručne som teda načrtol, čo som 6 rokov študoval. Celý proces, od objavenia sa ropy v nádrži, prieskumu, vŕtania, výroby, spracovania a prepravy až po predaj – vidíte, že si to vyžaduje špecialistov úplne iných profilov. Dúfam, že si tento dlhý príspevok aspoň niekto prečítal – a ja som si vyčistil svedomie a vyvrátil aspoň pár mýtov okolo ropy.

Ropa sa často nazýva „čierne zlato“, pretože prináša dobré zisky tým ľuďom, ktorí ju ťažia. Mnoho ľudí sa pýta, ako olej vznikol a aké je jeho zloženie. Skúsme na to prísť nabudúce.

Hlavné komponenty

Vzhľadom na tieto informácie Mendelejev vytvoril vlastnú teóriu o tom, ako sa v prírode tvorí ropa. Uvádza, že povrchová voda, ktorá preniká trhlinami hlbšie, reaguje s kovmi a ich karbidmi. V dôsledku toho sa tvoria uhľovodíky. Postupne stúpajú pozdĺž tých istých trhlín v zemskej kôre. Postupom času sa na týchto miestach vytvára ropné pole. Tento proces netrvá dlhšie ako 10 rokov.

Táto teória o vzniku ropy na Zemi dáva vedcom právo tvrdiť, že zásoby tejto látky vydržia mnoho storočí. To znamená, že ložiská tohto minerálu sa môžu obnoviť, ak ľudia na chvíľu prestanú vyrábať. V podmienkach neustáleho rastu populácie je to absolútne nemožné. Jedna nádej zostáva pre nové vklady. K dnešnému dňu sa vykonali práce s cieľom identifikovať najnovšie dôkazy o pravdivosti abiogénnej teórie. Známy moskovský vedec ukázal, že ak sa akýkoľvek uhľovodík, ktorý má polynafténovú zložku, zahreje na 400 stupňov, uvoľní sa čistý olej. Toto je spoľahlivý fakt.

Umelý olej

Tento produkt je možné získať v laboratórnych podmienkach. Naučili sa to robiť v minulom storočí. Prečo ľudia ťažia ropu hlboko pod zemou a nezískavajú ju syntézou? Ide o to, že to bude mať obrovskú trhovú hodnotu. Vôbec nie je rentabilné ho vyrábať.

Skutočnosť, že tento produkt je možné získať v laboratórnych podmienkach, potvrdzuje vyššie uvedenú abiogénnu teóriu. V poslednom čase ju podporuje veľa ľudí.

Z čoho sa vyrába zemný plyn?

Pre porovnanie uvažujme o pôvode tohto minerálu. Mŕtve živé organizmy, ktoré klesli na morské dno, boli v prostredí, kde sa nerozpadli ani v dôsledku oxidácie (neexistuje prakticky žiadny vzduch ani kyslík), ani pod vplyvom mikróbov. V dôsledku toho sa z nich vytvorili bahnité sedimenty. Vďaka geologickým pohybom klesli do veľkých hĺbok, prenikli do útrob zeme. Po milióny rokov boli tieto sedimenty vystavené vysokým teplotám a tlakom. V dôsledku toho v týchto ložiskách prebiehal určitý proces. To znamená, že uhlík obsiahnutý v sedimentoch sa zmenil na zlúčeniny nazývané uhľovodíky. Tento proces je významný pri tvorbe tejto látky.

Uhľovodíky s vysokou molekulovou hmotnosťou sú kvapalné látky. Z nich vznikol olej. Ale uhľovodíky s nízkou molekulovou hmotnosťou sú plynné látky. V prírode sa ich nachádza značné množstvo. Práve z nich sa získava zemný plyn. Len to vyžaduje vyššie tlaky a teploty. Preto tam, kde sa ťaží ropa, je vždy prítomný zemný plyn.

Postupom času sa mnohé ložiská týchto minerálov dostali do značnej hĺbky. Počas miliónov rokov boli pokryté sedimentárnymi horninami.

Stanovenie ceny ropy

Zoberme si túto terminológiu. Cena ropy je prítomnosťou peňažného ekvivalentu vzťahu medzi ponukou a dopytom. Je tu istý vzťah. To znamená, že ak klesne ponuka, potom cena rastie, kým sa nevyrovná dopytu.

Cena ropy závisí aj od ceny futures alebo kontraktov na daný produkt toho či onoho typu. Toto je významný faktor. Vďaka rýchlym cenám ropy je niekedy výhodné obchodovať futures na akciové indexy. Cena tohto produktu je uvedená v medzinárodnom formáte. Konkrétne v amerických dolároch za barel. Takže cena 45,50 na UKOIL znamená, že špecifikovaný produkt Brent stojí 45,50 USD.

Cena ropy je pre ruský akciový trh veľmi dôležitým ukazovateľom. Jeho význam má veľký vplyv na rozvoj krajiny. V zásade je dynamika tohto ukazovateľa určená ekonomickou situáciou v Spojených štátoch. Toto je dôležité vedieť pri rozhodovaní o tom, ako sa určuje cena ropy. Ak chcete efektívne predpovedať dynamiku akciového trhu, potrebujete prehľad o hodnote daného minerálu za určitý čas (týždenne), a nielen o tom, aká je dnes cena.

Spodná čiara

Všetky vyššie uvedené obsahujú veľa užitočných informácií. Po prečítaní tohto textu bude každý schopný pochopiť riešenie otázky, ako v prírode vzniká ropa a plyn.

Existujú dve teórie vzniku ropy, ktoré dnes nachádzajú svojich priaznivcov aj odporcov medzi vedcami. Prvá teória sa nazýva biogénna. Olej sa podľa nej tvorí z organických zvyškov rastlín a živočíchov v priebehu miliónov rokov. Prvýkrát ho predložil vynikajúci ruský vedec M.V. Lomonosov.

Tempo rozvoja ľudskej civilizácie je oveľa rýchlejšie ako rýchlosť tvorby ropy, preto ju možno zaradiť medzi prírodné zdroje. Biogénna teória naznačuje, že ropa sa v blízkej budúcnosti minie. Podľa niektorých vedcov bude ľudstvo schopné ťažiť „čierne zlato“ najviac 30 rokov.

Iná teória je optimistickejšia a dáva nádej veľkým ropným spoločnostiam. Nazýva sa abiogénny. Jej zakladateľom bol D.I. Mendelejev. Počas jednej zo svojich návštev v Baku sa stretol so slávnym geológom Hermanom Abikhom, ktorý sa s veľkým chemikom podelil o svoje myšlienky o vzniku ropy.

Abiha poznamenal, že všetky veľké ropné polia sa nachádzajú v tesnej blízkosti trhlín a zlomov v zemskej kôre. Mendelejev vzal túto zaujímavú informáciu na vedomie a vytvoril svoju teóriu tvorby ropy. Povrchová voda prenikajúca trhlinami hlboko do zemskej kôry podľa nej reaguje s kovmi a ich karbidmi. V dôsledku tejto reakcie vznikajú uhľovodíky, ktoré postupne stúpajú cez rovnaké trhliny v zemskej kôre. Postupne sa v hrúbke zemskej kôry objavuje ložisko ropy. Tento proces trvá menej ako 10 rokov. Táto teória umožňuje vedcom tvrdiť, že zásoby ropy vydržia mnoho storočí.

Zásoby ropy na poliach sa doplnia, ak ľudia z času na čas prestanú ťažiť. Je takmer nemožné to urobiť tvárou v tvár neustále rastúcej populácii. Jediná nádej zostáva v neprebádaných ložiskách.

Dnes vedci poskytujú stále viac dôkazov o pravdivosti abiogénnej teórie. Slávny vedec z Moskvy ukázal, že keď sa akýkoľvek uhľovodík obsahujúci polynafténovú zložku zahreje na 400 stupňov, uvoľní sa čistý olej.

Umelý olej

Umelý olej je možné vyrobiť v laboratórnych podmienkach. Toto bolo známe už v minulom storočí. Prečo ľudia hľadajú ropu hlboko pod zemou a nesyntetizujú ju? Všetko je to o obrovskej trhovej hodnote umelého oleja. Jeho výroba je veľmi nerentabilná.

Skutočnosť, že ropa sa dá získať v laboratóriu, potvrdzuje abiogénnu teóriu tvorby ropy, ktorá si v poslednom čase získala mnoho priaznivcov v rôznych krajinách.