Наш мир неотъемлемо связан с нефтью. Но что она такое? Какова история этой сложной химической смеси? Какими были исследования, которые открыли этот тёмный источник силы? Преподаватель инженерной академии РУДН Кирилл Воробьев рассказывают о «черном золоте» в День нефти.
Нефть — это…
…нечто удивительное, что наша природа смогла создать в недрах планеты; своеобразное сырье, сложная смесь углеводородов и соединений, которые содержат серу, кислород и азот.
Глубоко под землей нефть образуется из остатков древних организмов, на которые многие века воздействовали давление, температура и микроорганизмы.
Когда и почему начали добывать нефть?
Как это часто бывает, необходимость породила изобретение. Использование нефти в природном виде встречается у многих древних цивилизаций: ее собирали в местах выхода на поверхность, сооружали колодцы. Так, ассирийцы и вавилоняне использовали нефть для изготовления клея и факелов 5-6 тысяч лет назад. А вот первые эксплуатационные скважины были пробурены в Китае в 347 году н.э.
Промышленная же ее добыча началась в XIX веке, когда стали использовать специальные горные выработки — скважины. Первую нефть из скважины получили в Российской империи в 1848 году недалеко от Баку, в 1868 году — в районе Ухты, в США — в 1859 году в Пенсильвании.
Как работали первые эксплуатационные скважины?
Для извлечения нефти сооружался колодец, в который вставлялась труба из дерева. Затем в эту трубу опускался груз на канате из тростника, силами людей и животных этот груз поднимался и ронялся в колодец. За счет силы удара поверхность земли разрушалась и можно было вычерпывать нефть.
Почему где-то есть нефть, а где-то нет?
Не все места обладают условиями, необходимыми для образования месторождений нефти. Их расположение определяется геологическим строением Земли. Чтобы появилось месторождение, нужен многолетний процесс накопления, сохранения и переработки исходного органического материала.
Как глубоко может быть нефть?
Глубина залегания нефтяных месторождений варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч метров. Самая глубокая скважина в истории — «Скважина СГ-3», она же «Кольская сверхглубокая», глубиной более 12 километров. Примечательно, что пробурена она была для научных целей, а не для добычи нефти.
Как добывают нефть сегодня?
Поднимать нефть из недр земли можно несколькими способами: шахтным, карьерным и при помощи добывающих скважин. Наиболее распространен способ подъема нефти по скважинам, но и он имеет 3 разных варианта:
- Фонтанный — когда нефть может самопроизвольно подниматься по стволу скважины из-за большого давления в нефтяном пласте.
- Газлифтный — когда давление в нефтяном пласте снижается и нефть уже не может самостоятельно подниматься на поверхность. В этом случае в скважину под давлением вводят газ, и за счет перемешивания нефти и газа смесь поднимается на поверхность.
- Насосный — механизированная добыча, подъем нефти с помощью насосов.
Каждый метод используется на разных этапах эксплуатации месторождения.
Нефть будет всегда?
Нефть — не возобновляемый ресурс. Её запасы не могут восстановиться в течение нескольких поколений. Поэтому уже сейчас нужно задуматься об энергетической эффективности и поиске альтернативных видов топлива.
Сколько нефти добывается в день и на сколько ее хватает?
В 2022 году, согласно данным агентства «Statista», мировая добыча нефти составила ~99,9 миллиона баррелей в сутки (1 нефтяной баррель = ~158,9 литра). При такой интенсивной добыче и текущем уровне потребления ее хватит лишь до 2070 года.
Что такое бензин и как он связан с нефтью?
Бензин — один из видов топлива, который получают из нефти. Процесс этого превращения называется «нефтепереработка» и состоит из нескольких стадий:
- Перегонка — разделение нефти по фракциям.
- Крекинг — разрыв больших молекул на меньшие (например, превращение мазута в бензин или в другие светлые нефтепродукты).
- Риформинг — изменение структуры углеводородов для повышения октанового числа (показателя самодетонации, способности при штатной работе двигателя воспламеняться без искры свечи).
- Очистка.
- Присадка — добавка различных компонентов для улучшения эксплуатационных характеристик бензина.
Развенчиваем мифы
- Нефть — это только топливо. Она используется в производстве множества товаров: от пластика до лекарств,от косметики до синтетических волокон.
- Без нефти замерзнем. Использование нефти в отоплении — только небольшая часть глобального потребления. Новые возможности для обогрева домов предоставляют альтернативные источники энергии, такие как биомасса (органическое вещество, сохранившее в себе энергию солнца благодаря процессу фотосинтеза), ветряная, солнечная и геотермальная энергия.
- Нефть — главная причина глобального потепления. Да, сжигание нефти и другого ископаемого топлива (вещества, которое получают из ископаемых, окаменелых останков древних животных и растений, сохранившихся в слоях земной коры) вносит значительный вклад в выбросы парниковых газов (тех, что задерживают солнечное тепло). Но не вся активность, связанная с выбросами, требует ископаемого топлива. Существуют экологически чистые технологии и материалы, которые создают альтернативу ископаемому топливу и помогают уменьшить влияние выбросов на изменение климата.
Нефтегазовое дело в надежных руках
В РУДН 450 студентов из более чем 40 стран изучают нефтегазовое дело. Более 550 выпускников университета работают в энергетической отрасли.