Ropa to naturalne bogactwo, które daje wielkie możliwości państwu produkującemu czarne złoto.
Właściwości oleju aplikacyjnego zostały wystarczająco zbadane, ale kwestia pochodzenia oleju jest nadal kontrowersyjna. Istnieje kilka głównych teorii pochodzenia ropy, które zostały opracowane w celu wyjaśnienia jej historii.
Co to jest olej?
Olejek ma specyficzny zapach. Substancja palna jest powszechna w skałach osadowych. Minerał ten występuje na różnych głębokościach – od kilku metrów do 6 km, ale maksymalna ilość złóż ropy znajduje się na głębokości 1-3 km. Ropa powstaje przez długi czas: uważa się, że proces ten trwa od 50 do 350 milionów lat. Ropa, która znajduje się na płytkich głębokościach i naturalnie wypływa na powierzchnię, zamienia się w półstały asfalt, bitum i inne formacje.
Ten naturalny surowiec znany jest od czasów starożytnych. Wykopaliska pokazują, że około 6000 p.n.e. olej był używany jako materiał wiążący w budownictwie, aw starożytnym Egipcie był używany do balsamowania zmarłych.
Skład oleju
Olej to złożona mieszanina związków organicznych. Zawiera:
- węgiel (w granicach 84-87%);
- wodór;
- azot;
- tlen;
- siarka.
W małych ilościach (mniej niż 1%), tlen, miedź, chrom, molibden, żelazo, nikiel, chlorek sodu, chlorek wapnia są obecne w oleju. W zależności od tego, jak ilościowo różne węglowodory są połączone w składzie oleju, ta palna substancja jest przezroczysta i płynna lub lepka.
Aplikacja
Informacje o wykorzystaniu tego surowca naturalnego, a także o hipotezach dotyczących pochodzenia ropy, są dość powszechne. Substancja ta nie jest stosowana w postaci surowej: wyekstrahowany olej jest przetwarzany i rafinowany, po czym powstają różne mieszanki paliwowe, a także produkty przemysłowe.
Podczas rafinacji ropy naftowej uzyskuje się następujące ważne produkty:
- mieszanki paliwowe (benzyna, olej opałowy, olej napędowy, nafta);
- plastiku, z którego następnie wykonuje się różne przedmioty – naczynia, artykuły gospodarstwa domowego, zabawki;
- kauczuki syntetyczne. Następnie te materiały są wykonane. na przykład opony do pojazdów;
- sztuczne włókna do produkcji tkanin syntetycznych (są to akryl, nylon, poliester).
Produkty ropopochodne są również wykorzystywane w kosmetyce – lakierach do paznokci, pomadkach, kredkach do oczu oraz w produkcji leków. Na ich podstawie powstają panele do przetwarzania energii słonecznej – panele słoneczne.
Metody pozyskiwania
Proces wydobycia ropy zaczyna się od eksploracji złóż tego minerału. Są one określane przez geologów najpierw przez znaki zewnętrzne – obecność śladów ropy w wodach gruntowych, plamy ropy wydobywające się na powierzchnię. Ale nawet jeśli są wszystkie oznaki obecności ropy, szczegółowe badania niekoniecznie ujawniają akwen z dużymi złożami.
Są takie główne sposoby zagospodarowania pól naftowych:
- mechaniczne lub pompujące;
- łupek łupkowy (który jest uważany za bardziej niebezpieczny ze względu na stosowanie chemikaliów i jest droższy);
- fontanna.
Metoda mechaniczna to wiercenie studni z rurami na głębokość formacji. Następnie instalowany jest sprzęt pompujący, a olej jest wypompowywany za pomocą sprężarki.
Metoda tryskania wydobycia ropy jest najbardziej ekonomiczna. Polega ona na tym, że złoże ropy naftowej znajduje się pod wpływem nacisku skał, w wyniku którego ciecz samodzielnie unosi się na powierzchnię. W tym przypadku instalowany jest sprzęt, który składa się z rur zainstalowanych w studni oraz kształtek na powierzchni kontrolujących siłę fontanny.
Metoda łupków wydobywania czarnego złota jest najdroższa. Istnieją dwa główne sposoby wydobycia ropy łupkowej: pozyskiwanie ropy łupkowej na powierzchni (skała roponośna jest podawana w górę, gdzie jest przetwarzana w specjalnych jednostkach, w których jest rozdzielana na frakcje olejowe) oraz wydobywanie ropy łupkowej na głębokości za pomocą wstrząsów hydraulicznych i szczelinowanie hydrauliczne. Metodę tę stosuje się, gdy skały roponośne występują na dużych głębokościach. W tym celu stosuje się technologię wiercenia studni poziomych, do których woda jest dostarczana pod ciśnieniem. Pod wpływem wstrząsu hydraulicznego dochodzi do szczelinowania hydraulicznego. Z wielu pęknięć uzyskanych w skale roponośnej zaczyna się wyróżniać zawarty w niej olej, który jest dostarczany na powierzchnię. Ta metoda produkcji ropy naftowej, czyli zastosowanie szczelinowania hydraulicznego, niesie ze sobą poważne niebezpieczeństwo. Konsekwencją tej technologii jest osiadanie gruntu, wstrząsy sejsmiczne, przedostawanie się ropy i metanu do wód podziemnych.
W Rosji, podobnie jak w krajach arabskich, olej wydobywany jest metodami mechanicznymi i fontannowymi. Po raz pierwszy odwiert w celu wydobycia ropy został wykonany w 1846 r. Miało to miejsce w wiosce niedaleko Baku, która w tym czasie była częścią Imperium Rosyjskiego.
Podstawowe teorie pochodzenia ropy
Istnieje kilka głównych teorii dotyczących pochodzenia ropy. Każdy z nich opisuje pokrótce pochodzenie oliwy.
Teoria biogeniczna lub organiczna
Organiczna teoria pochodzenia oleju to klasyczna wersja pochodzenia tego naturalnego surowca, popierana przez wielu naukowców. Istota tej teorii polega na tym, że olej powstaje w wyniku nagromadzenia szczątków roślinnych i zwierzęcych na dnie zbiorników ze słodką lub morską wodą. Kiedy ten osad się zbierze, zagęszcza się. W wyniku naturalnych procesów biochemicznych osad ulega częściowemu rozkładowi, uwalniając siarkowodór, dwutlenek węgla i inne związki.
Po zakończeniu procesu rozkładu osad wnika na głębokość 3-4,5 km. Tutaj węglowodory są oddzielane od masy organicznej w temperaturze 140-160 stopni. Następnie olej wnika w podziemne puste przestrzenie i wypełnia je. W ten sposób powstają złoża mineralne.
Co więcej, w miarę przesuwania się w dół warstwa organiczna jest narażona na coraz wyższe temperatury. Gdy temperatura przekroczy 200 stopni, uwalnianie węglowodorów ustaje, ale rozpoczyna się aktywne uwalnianie gazu. Biogeniczne pochodzenie oleju to pomysł, który po raz pierwszy jasno opisał M. Łomonosow.
Abiogeniczna lub nieorganiczna teoria pochodzenia
Zwolennicy abiogenicznej teorii pochodzenia ropy uważają, że powstawanie ciekłych węglowodorów jest wynikiem procesów geologicznych zachodzących we wnętrzu Ziemi i nie ma związku z procesami biologicznymi. Zgodnie z tą teorią etan i cięższe węglowodory obecne w ropie można zsyntetyzować ze związków nieorganicznych obecnych w górnym płaszczu Ziemi.
Naukowcy wyznający biogeniczną teorię pochodzenia ropy uważają, że rezerwy tego surowca są nieodnawialne, a więc starczają tylko na następne 100 lat. Zwolennicy nieorganicznego pochodzenia ropy są natomiast zdania, że jeśli złoża zostaną pogłębione, to otworzą się tak duże złoża, że już istniejące będą wydawać się kroplą w morzu.
Po raz pierwszy taką wersję historii pochodzenia ropy zaproponował francuski chemik M. Berthelot w drugiej połowie XIX wieku. Przeprowadził kilka eksperymentów, podczas których dowiedział się, że węglowodory rzeczywiście są syntetyzowane z substancji nieorganicznych.
Odmianą hipotezy abiogennej jest węglikowa teoria pochodzenia oleju. Został zaproponowany przez D. Mendelejewa i sugerował, że zasób ten powstaje na dużych głębokościach w warunkach wysokiej temperatury, w wyniku oddziaływania wody z węglikami metali.
Teoria kosmicznego pochodzenia ropy
Istnieje również taki wariant pochodzenia ropy w przyrodzie jak przestrzeń. Taka teoria traktuje proces powstawania ropy w następujący sposób: węglowodory tej substancji powstały z rozproszonych pierwiastków nieorganicznych występujących w przestrzeni kosmicznej, które weszły w skład substancji ziemskiej na etapie formowania się planety.
Gdy Ziemia ochładzała się, substancje te zostały wchłonięte przez stopioną magmę. W ten sposób węglowodory przenikały do skał osadowych w stanie gazowym, po czym skraplały się i tworzyły ropę. Kosmiczna teoria pochodzenia ropy naftowej pod koniec XIX wieku V. Sokołowa.
Wersje alternatywne
Oprócz trzech głównych teorii pochodzenia ropy istnieje jeszcze kilka alternatywnych wersji. Obejmują one:
- Hipoteza zwierzęca. Istnieje teoria, która pokrótce opisuje pochodzenie oleju jako proces akumulacji tłuszczu ze zwierząt morskich. Zwolennicy tej hipotezy poddawali tran z wielorybów i fok suchej destylacji, wystawiając go w tym momencie na działanie wysokiego ciśnienia;
- „Organiczne w nieorganiczne”. Teoria ta jest mieszana i opiera się na cechach tektoniki płyt ziemskich. Oznacza to cofanie się materii organicznej do głębokich stref nieorganicznych;
- Magmatyczna teoria pochodzenia ropy. Zgodnie z tą hipotezą ropa tworzy się w magmie w niewielkich ilościach, a następnie unosi się wzdłuż uskoków i szczelin, wypełniając porowate piaskowce;
- Klimatyczne. To jedna z nowoczesnych teorii pochodzenia ropy. Jego istota polega na tym, że światowe rezerwy tego surowca powstają pod wpływem takiego czynnika, jak obieg węglowodorów i wody na ziemi. Zwolennicy tej hipotezy wyrażają opinię, że tworzenie złóż ropy naftowej zajmuje nie miliony lat, ale tylko kilka dekad.
- Z metanu. Znana jest hipoteza Thomasa Golda o pochodzeniu ropy z głęboko osadzonych metanu wydobywającego się z płaszcza Ziemi, której fundamenty zostały opublikowane w latach 1979-1998. Gold przyznał, że metan ten może być częściowo przetworzony przy udziale mikroorganizmów (głęboka gorąca biosfera), co jego zdaniem powinno tłumaczyć obecność biomarkerów w oleju.
Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej około 13% złóż ropy znajduje się w Arktyce.
