Composizione, produzione e utilizzo del gas naturale. Il gas naturale è l'anima gemella del petrolio. Dove viene prodotto?
Il petrolio è una sostanza fossile che è un liquido oleoso e infiammabile. I giacimenti di petrolio si trovano a profondità da diverse decine di metri a 5-6 chilometri. Il numero massimo di depositi si trova a una profondità di 2-3 chilometri. Il petrolio rimane la principale materia prima combustibile nel mondo. La sua quota nel bilancio energetico globale è del 46%.
Caratteristiche e tipi di olio
In termini di composizione chimica, l'olio è una miscela di circa 1000 sostanze. L'”ingrediente” principale sono gli idrocarburi con diversi pesi molecolari. Ne sono presenti circa l'80-85% nell'olio. Esistono tre tipi di idrocarburi: paraffinici (metano), naftenici e aromatici. Questi ultimi sono i più tossici.
Circa il 4-5% del petrolio è occupato da composti organici: zolfo, azoto e ossigeno. Altri componenti: gas idrocarburi, acqua, sali minerali, metalli, impurità meccaniche (sabbia, argilla, calcare).
Il colore dell'olio varia dal giallo chiaro al marrone scuro. C'è anche olio nero, verde intenso e persino incolore. L'odore può anche essere diverso: da leggero e gradevole a pesante. Tutto dipende dal contenuto di zolfo, ossigeno e azoto nell'olio.
Maggior parte indicatore importante La qualità dell'olio è la sua densità. Più è leggero, maggiore è il suo valore. Si distinguono: petrolio leggero (800-870 kg/m³), medio (870-910 kg/m³) e pesante (oltre 910 kg/m³). Gli indicatori dipendono dalla composizione dell'olio, dalla temperatura, dalla pressione e dalla quantità di gas contenuto. La densità dell'olio viene misurata con un idrometro.
Altri parametri in base ai quali viene determinata la qualità dell'olio: viscosità, cristallizzazione, combustione e punti di infiammabilità, conduttività elettrica e capacità termica.
Giacimento petrolifero
Il petrolio è una risorsa non rinnovabile. I depositi di questo minerale sono classificati in diversi modi: a seconda della posizione geografica, dell'esplorazione e dello studio, della forma e delle dimensioni dei depositi.
Il paese più ricco di petrolio è l’Arabia Saudita (36 miliardi di tonnellate). Seguono Canada (28 miliardi di tonnellate), Iran (19 miliardi di tonnellate) e Libia (15 miliardi di tonnellate). La Russia è all'ottavo posto in questa lista (13 miliardi di tonnellate).
Giacimenti petroliferi supergiganti, le cui riserve superano i 5 miliardi di tonnellate: Rumaila in Iraq, Cantarel in Messico, Tengiz in Kazakistan, Al-Ghawar in Arabia Saudita, Samotlor in Russia, Burgan in Kuwait e Daqing in Cina.
Il lavoro è costantemente in corso per sviluppare nuovi depositi. Secondo l’analisi statistica dell’energia mondiale della BP, Venezuela e Canada sono molto promettenti in questo senso. Gli esperti ritengono che, al ritmo attuale dello sviluppo industriale, il petrolio di questi due paesi da solo basterà a far durare il mondo intero per 110 anni.
Produzione e raffinazione del petrolio
La produzione dell’olio è un processo molto complesso composto da molte fasi.
Esistono tre metodi di produzione dell'olio:
Primario: l'olio stesso sgorga sotto la pressione naturale degli strati superiori. Affinché l'olio salga in superficie, vengono utilizzate pompe sommergibili e macchine di pompaggio. Fino al 15% del petrolio mondiale viene prodotto in questo modo.
Metodo secondario. Quando la pressione naturale non è più sufficiente, nella formazione vengono pompate acqua dolce, anidride carbonica o aria per aumentare la pressione. Il fattore di recupero dell'olio in questo caso è del 45%.
Il metodo terziario viene utilizzato quando quello secondario non è più rilevante. In questo caso, viene pompato vapore acqueo oppure l'olio viene liquefatto riscaldandolo ad una determinata temperatura. In questo modo, un altro 15% del petrolio può essere pompato fuori dal giacimento.
La raffinazione del petrolio è un ciclo di operazioni in più fasi effettuato per ottenere prodotti petroliferi dalle materie prime. Innanzitutto, il petrolio viene purificato da gas, acqua e impurità varie, quindi trasportato alle raffinerie di petrolio, dove si ottengono prodotti industriali attraverso operazioni complesse.
Applicazione dell'olio
Le persone hanno iniziato a usare il petrolio molto prima della nostra era. Ad esempio, nella costruzione delle mura di Babilonia furono utilizzati asfalto e bitume. Il re Nabucodonosor riscaldò un'enorme fornace con olio. E l'antico storico greco Erodoto descrisse il metodo di produzione dell'olio utilizzato dagli antichi greci. E nell'antica India, il petrolio era ampiamente utilizzato nelle costruzioni.
Attualmente, l'elenco dei prodotti derivati dal petrolio ammonta a migliaia. Basti pensare che i prodotti petroliferi sono utilizzati in quasi tutti i tipi di industria: energetica, pesante e leggera, chimica e alimentare. I prodotti petroliferi hanno trovato applicazione nell'industria automobilistica, nella medicina, nella scienza missilistica, agricoltura e costruzione.
Va notato che i depositi di risorse naturali sono distribuiti in modo non uniforme. Le loro principali aree di ubicazione:
- Estremo Oriente: 45 sull'isola di Sakhalin e 12 sull'isola di Sakha in Yakutia.
- La Siberia occidentale conta circa 500 giacimenti, che rappresentano il 70% delle riserve petrolifere russe.
- Artico russo - Campo Novoportovskoye e Gazprom Neft.
Giacimenti petroliferi in Russia
Il numero totale di giacimenti petroliferi è superiore a 2mila. I più grandi sono i seguenti:- Tuymazinskoe. Questo giacimento petrolifero si trova nella Repubblica di Bashkiria ed è uno dei luoghi più grandi in Russia per la produzione di petrolio. Il processo di produzione dell'olio qui è iniziato nel 1937 e continua ancora oggi.
- Samotlor. Questo deposito si trova vicino al lago Samotlor. Qui la produzione dell'olio viene effettuata fin dalla metà del secolo scorso. Ora la produzione è impegnata nella compagnia petrolifera e del gas Rosneft.
- Romashkinskoe. È uno dei giacimenti petroliferi più antichi. Luogo: Repubblica del Tatarstan. Le sue riserve ammontano a circa 5 miliardi di tonnellate. La loro produzione è effettuata dalla società Tatneft.
- Priobskoe. In termini di produzione media giornaliera di petrolio, è al primo posto in Russia. Vengono prodotte circa 100mila tonnellate di petrolio al giorno. Il lavoro è portato avanti da Gazprom Neft e Rosneft.
- Lyantorskoe. Il volume giornaliero di petrolio prodotto è di 26mila tonnellate. "Surgutneftegaz" è un'azienda impegnata nell'estrazione di risorse minerarie in questa zona.
- Fedorovskoe. Le riserve minerali totali ammontano a circa 2 miliardi di tonnellate.
Prospettive per l'industria petrolifera in Russia
- Si prevede che nei prossimi anni, a causa dell'aumento del numero dei trasporti stradali nel mondo e in Russia in particolare, l'industria petrolifera non farà altro che svilupparsi.
- L'introduzione di tecnologie moderne e la riduzione delle perdite in tutte le fasi del processo di estrazione del petrolio aumenteranno significativamente la redditività del settore.
- La posizione delle società produttrici di petrolio russe nei mercati di altri paesi si sta rafforzando. Governo russo mira ad aumentare i volumi di produzione, che in futuro porterà ad espandere le esportazioni di carburante verso altri paesi vicini e lontani all'estero.
Giacimenti di gas naturale in Russia
La Russia è all’ottavo posto nel mondo per produzione di gas naturale. I principali depositi sono:- Urengoyskoe. Il suo volume è di circa 16 trilioni di metri cubi di gas.
- Yamburgskoe. Il volume delle riserve di gas naturale è di circa 8 trilioni di metri cubi.
- Bovanenkovskoe. Circa 5 trilioni di metri cubi è il volume di questo deposito.
- Shtokmanovskoe. Il volume delle riserve di gas naturale qui è di circa 4 trilioni di metri cubi.
- Leningradskoe. Uno dei luoghi più promettenti per la produzione di gas. Il volume è di circa 3 trilioni. metri cubi
Vale la pena notare che la più grande impresa mondiale di lavorazione del gas naturale, l'impianto di lavorazione del gas di Orenburg, si trova in Russia. Oltre a questo impianto, ci sono molte altre imprese che operano nel paese: gli impianti di lavorazione del gas di Urengoy, Sosnogorsk, Astrakhan e diverse dozzine di altri piccoli.
Problemi attuali della produzione di petrolio e gas in Russia
- Basso tasso di estrazione dei minerali e un aumento significativo del costo del lavoro.
- I depositi si trovano in luoghi difficili da raggiungere.
- Usura delle attrezzature per la produzione di petrolio e utilizzo di tecnologie obsolete ad alta intensità energetica.
- Bassi tassi di innovazione nella produzione petrolifera.
- Uso irrazionale di petrolio e gas.
Nella rivista affascinante vl_ad_le_na Ho letto un bellissimo post sulla produzione di petrolio. Pubblico con il permesso dell'autore.
Cos'è il petrolio?
L'olio è una miscela di idrocarburi liquidi: paraffine, aromatici e altri. Infatti l'olio non è sempre nero, può essere anche verde (devoniano, lo avevo in un barattolo, scusate, l'ho buttato), marrone (il più comune) e anche bianco (trasparente, sembra trovato nel Caucaso).
Il petrolio è diviso in diverse classi di qualità a seconda della sua composizione chimica, di conseguenza il suo prezzo cambia. Inoltre, il gas associato è spesso disciolto nel petrolio, che brucia così intensamente nelle torce.
In un metro cubo di petrolio si possono sciogliere da 1 a 400 metri cubi di gas. Questo è molto. Questo gas stesso è costituito principalmente da metano, ma a causa della difficoltà della sua preparazione (deve essere essiccato, purificato e portato ai numeri GOST di Wobbe - in modo che vi sia un potere calorifico rigorosamente definito), il gas associato viene utilizzato molto raramente per scopi domestici . In parole povere, se il gas del campo viene rilasciato in un appartamento in una stufa a gas, le conseguenze possono variare dalla fuliggine sul soffitto a una stufa mortalmente danneggiata e all'avvelenamento (ad esempio idrogeno solforato).
Oh si. Un'altra cosa sgradevole associata all'olio è l'idrogeno solforato disciolto (perché l'olio è una sostanza organica). È altamente velenoso e altamente corrosivo. Ciò impone le proprie difficoltà alla produzione di petrolio. PER LA PRODUZIONE DI OLIO. Professionalità che, tra l’altro, non utilizzo.
Da dove viene il petrolio?
Ci sono due teorie su questo argomento (maggiori dettagli -). Uno è inorganico. È stato proposto per la prima volta da Mendeleev ed è che l'acqua scorreva oltre i carburi metallici caldi, formando così idrocarburi. La seconda è la teoria organica. Si ritiene che l'olio "maturi", di regola, in condizioni marine e lagunari, facendo marcire resti organici di animali e piante (limo) in determinate condizioni termobariche (alta pressione e temperatura). In linea di principio, la ricerca supporta questa teoria.
Perché è necessaria la geologia?
Probabilmente vale la pena menzionare la struttura della nostra Terra. Secondo me, tutto nella foto è bello e chiaro.
Quindi, i geologi petroliferi si occupano solo della crosta terrestre. È costituito da un basamento cristallino (il petrolio si trova molto raramente lì, poiché si tratta di rocce ignee e metamorfiche) e da una copertura sedimentaria. La copertura sedimentaria è costituita da rocce sedimentarie, ma non approfondirò la geologia. Lasciatemi solo dire che la profondità pozzi di petrolio di solito circa 500 - 3500 m. È a questa profondità che si trova il petrolio. Sopra di solito c'è solo acqua, sotto c'è una base cristallina. Più profonda è la roccia, prima si depositava, il che è logico.
Dove si trova il petrolio?
Contrariamente ad alcuni miti diffusi sui “laghi petroliferi” sotterranei, il petrolio si trova nelle trappole. Per semplificare, le trappole in sezione verticale si presentano così (l'acqua è l'eterna compagna del petrolio):
(Una piega curva con il "dorso" rivolto verso l'alto è chiamata anticlinale. E se assomiglia a una ciotola, è una sinclinale; l'olio non viene trattenuto nelle sinclinali).
O così:
E in pianta possono essere prospetti rotondi o ovali. Le dimensioni variano da centinaia di metri a centinaia di chilometri. Una o più di queste trappole situate nelle vicinanze costituiscono un giacimento petrolifero.
Poiché l'olio è più leggero dell'acqua, galleggia verso l'alto. Ma per evitare che il petrolio scorra altrove (a destra, a sinistra, in alto o in basso), lo strato con esso deve essere limitato dal caprock sopra e sotto. Tipicamente si tratta di argille, carbonati densi o sali.
Da dove provengono le curvature all'interno della crosta terrestre? Dopo tutto, le rocce si depositano orizzontalmente o quasi orizzontalmente? (se sono depositati in cumuli, questi cumuli vengono solitamente livellati rapidamente dal vento e dall'acqua). E le curve - sollevamenti, verso il basso - derivano dalla tettonica. Hai visto le parole “convezione turbolenta” nell'immagine con una sezione della Terra? Questa stessa convezione muove le placche litosferiche, il che porta alla formazione di crepe nelle placche e, di conseguenza, allo spostamento dei blocchi tra le fessure e ai cambiamenti nella struttura interna della Terra.
Dove si trova il petrolio?
Il petrolio non si forma da solo; come è già stato detto, i laghi petroliferi non esistono. L'olio si trova nella roccia, cioè nei suoi vuoti: pori e fessure:
Le rocce sono caratterizzate da proprietà come porosità- è la proporzione del volume dei vuoti nella roccia - e permeabilità- la capacità di una roccia di far passare attraverso se stessa liquidi o gas. Ad esempio, la sabbia ordinaria è caratterizzata da una permeabilità molto elevata. E il cemento è molto peggio. Ma oso assicurarvi che la roccia, che si trova a una profondità di 2000 m con alta pressione e temperatura, ha proprietà molto più vicine al cemento che alla sabbia. Mi sono sentito. Tuttavia, da lì viene estratto il petrolio.
Questo è un nucleo, un pezzo di roccia forato. Arenaria densa. Profondità 1800 m. Non c'è petrolio.
Un'altra aggiunta importante è che la natura detesta il vuoto. Quasi tutte le rocce porose e permeabili sono, di regola, sature d'acqua, cioè c'è acqua nei loro pori. Salato perché scorreva attraverso molti minerali. Ed è logico che alcuni di questi minerali vengano portati via insieme all'acqua in forma disciolta e poi, quando le condizioni termobariche cambiano, cadano proprio in questi pori. Pertanto, i granelli di roccia si legano ai sali e questo processo è chiamato cementazione. Questo è il motivo per cui, in generale, i pozzi non si sbriciolano immediatamente durante il processo di perforazione, perché le rocce sono cementate.
Come si trova il petrolio?
Di solito, in primo luogo, per l'esplorazione sismica: avviano vibrazioni sulla superficie (per esplosione, ad esempio) e misurano il tempo del loro ritorno ai ricevitori.
Successivamente, in base al tempo di ritorno dell'onda, viene calcolata la profondità di un particolare orizzonte in diversi punti della superficie e vengono costruite le mappe. Se sulla mappa viene rilevato un sollevamento (= trappola anticlinale), viene verificata la presenza di petrolio perforando un pozzo. Non tutte le trappole contengono olio.
Come vengono perforati i pozzi?
Un pozzo è un'apertura verticale di miniera con una lunghezza molte volte maggiore della sua larghezza.
Due fatti sui pozzi: 1. Sono profondi. 2. Sono stretti. Il diametro medio del pozzo all'ingresso della formazione è di circa 0,2-0,3 m, cioè una persona non può assolutamente attraversarlo. La profondità media è, come ho già detto, 500-3500 m.
I pozzi vengono perforati da impianti di perforazione. Esiste uno strumento per frantumare la roccia come uno scalpello. Nota, non un trapano. Ed è completamente diverso dallo stesso dispositivo a forma di vite di "Teenage Mutant Ninja Turtles".
La punta è sospesa sui tubi di perforazione e ruota: viene premuta sul fondo del pozzo dal peso di questi stessi tubi. Esistono diversi principi per mettere in movimento la punta, ma di solito l'intera batteria di tubi di perforazione ruota in modo che la punta ruoti e frantumi la roccia con i suoi denti. Inoltre, il fluido di perforazione viene costantemente pompato nel pozzo (all'interno del tubo di perforazione) e pompato fuori (tra la parete del pozzo e la parete esterna del tubo) per raffreddare l'intera struttura e portare via le particelle di roccia frantumata.
A cosa serve la torre? Per appendere gli stessi tubi di perforazione (dopo tutto, durante il processo di perforazione, l'estremità superiore della colonna viene abbassata e ad essa devono essere avvitati nuovi tubi) e per sollevare la corda di tubi per sostituire la punta. La perforazione di un pozzo richiede circa un mese. A volte viene utilizzata una punta anulare speciale che, durante la perforazione, lascia una colonna centrale di roccia: il nucleo. Il nucleo viene selezionato per studiare le proprietà delle rocce, sebbene ciò sia costoso. Ci sono anche pozzi inclinati e orizzontali.
Come fai a sapere quale strato è dove?
Una persona non può scendere nel pozzo. Ma dobbiamo sapere cosa abbiamo perforato lì, giusto? Quando viene perforato un pozzo, le sonde geofisiche vengono calate al suo interno tramite un cavo. Queste sonde funzionano secondo principi fisici di funzionamento completamente diversi: autopolarizzazione, induzione, misurazione della resistenza, radiazione gamma, radiazione di neutroni, misurazione del diametro del pozzo, ecc. Tutte le curve vengono scritte su file, provocando questo incubo:
Ora i geofisici si mettono al lavoro. Conoscere Proprietà fisiche di ciascuna roccia, identificano gli strati in base alla litologia - arenarie, carbonati, argille - e scompongono la sezione in base alla stratigrafia (cioè a quale epoca e tempo appartiene la formazione). Penso che tutti abbiano sentito parlare di Jurassic Park:
Esiste infatti una divisione molto più dettagliata della sezione in tier, orizzonti, pack, ecc. - ma questo non ci importa adesso. È importante che i giacimenti petroliferi (strati in grado di produrre petrolio) siano di due tipi: carbonatici (calcari, come il gesso, per esempio) e terrigeni (sabbia, solo cementata). I carbonati sono CaCO3. Terrigeno - SiO2. Questo se è scortese. È impossibile dire quali siano i migliori, sono tutti diversi.
Come si prepara un'azienda ben preparata per la produzione?
Dopo che il pozzo è stato perforato, viene rivestito. Ciò significa che viene calata una lunga serie di tubi di rivestimento in acciaio (quasi dello stesso diametro di un pozzo), quindi viene pompata una normale malta cementizia nello spazio tra la parete del pozzo e la parete esterna del tubo. Questo viene fatto per garantire che il pozzo non si sbricioli (dopo tutto, non tutte le rocce sono ben cementate). In sezione trasversale, il pozzo ora appare così:
Ma abbiamo coperto la formazione di cui avevamo bisogno con rivestimento e cemento! Pertanto, la colonna viene perforata di fronte alla formazione (come fai a sapere dove si trova la formazione desiderata? Geofisica!). Ancora una volta, un trapano a percussione con cariche esplosive incorporate viene calato su un cavo. Lì si innescano le cariche e si formano buchi e canali di perforazione. Ora non ci preoccupiamo dell'acqua proveniente dagli strati vicini: abbiamo perforato il pozzo proprio di fronte a quello di cui avevamo bisogno.
Come viene estratto il petrolio?
La parte più interessante, credo. L'olio è molto più viscoso dell'acqua. Penso che la viscosità sia intuitiva. Alcuni bitumi petroliferi, ad esempio, hanno una viscosità simile al burro.
Entrerò dall'altra parte. I fluidi nella formazione sono sotto pressione: gli strati di roccia sovrastanti premono su di essi. E quando trivelliamo un pozzo, non c'è pressione dal lato del pozzo. Cioè, c'è una bassa pressione nell'area del pozzo. Si crea una differenza di pressione, chiamata depressione, ed è questo che porta al fatto che il petrolio inizia a fluire verso il pozzo e ad apparire in esso.
Per descrivere il flusso del petrolio ci sono due semplici equazioni che tutti i lavoratori del settore petrolifero dovrebbero conoscere.
Equazione di Darcy per il flusso rettilineo:
Equazione di Dupuis per il flusso piano-radiale (esattamente il caso dell'afflusso di fluido al pozzo):
In realtà, li sosteniamo. Non ha senso addentrarsi ulteriormente nella fisica e scrivere un’equazione per l’afflusso instabile.
Da un punto di vista tecnico, i metodi più comuni per la produzione dell'olio sono tre.
Fontana. Questo è quando la pressione del giacimento è molto alta e il petrolio non solo scorre nel pozzo, ma sale anche verso l'alto e trabocca (beh, in realtà non trabocca, ma nel tubo - e oltre).
Pompe SRP (pompa ad asta) ed ESP (elettropompa centrifuga). Il primo caso è una normale macchina a dondolo.
Il secondo non è affatto visibile in superficie:
Notare che non ci sono torri. La torre serve solo per abbassare/innalzare i tubi nel pozzo, ma non per la produzione.
L'essenza del funzionamento delle pompe è semplice: creare ulteriore pressione in modo che il liquido che entra nel pozzo possa risalire attraverso il pozzo fino alla superficie della terra.
Vale la pena ricordare un normale bicchiere d'acqua. Come ne beviamo? Incliniamolo, giusto? Ma non sarai in grado di inclinare il pozzo. Ma puoi mettere una cannuccia in un bicchiere d'acqua e bere attraverso di essa, aspirando il liquido con la bocca. Questo è più o meno il funzionamento di un pozzo: le sue pareti sono come le pareti di un bicchiere e, invece di un tubo, nel pozzo viene calata una serie di tubi. L'olio sale attraverso i tubi.
Nel caso di una pompa con asta a ventosa, la macchina pompante muove la sua “testa” rispettivamente su e giù, mettendo in movimento l'asta. Quando l'asta si muove verso l'alto, trascina con sé la pompa (la valvola inferiore si apre), mentre quando si sposta verso il basso la pompa si abbassa (la valvola superiore si apre). Quindi, a poco a poco, il liquido sale.
L'ESP funziona direttamente con l'elettricità (ovviamente con un motore). Le ruote (orizzontali) girano all'interno della pompa; sono dotate di fessure, quindi l'olio sale verso l'alto.
Devo aggiungere che la fuoriuscita di petrolio, che amano mostrare nei cartoni animati, non è solo una situazione di emergenza, ma anche un disastro ambientale e multe milionarie.
Cosa fare quando la produzione di petrolio è scarsa?
Nel tempo, il petrolio cessa di fuoriuscire dalla roccia sotto il peso degli strati sovrastanti. Quindi il sistema PPD entra in funzione, mantenendolo pressione del serbatoio. Vengono perforati pozzi di iniezione e l'acqua viene pompata al loro interno ad alta pressione. Naturalmente l'acqua iniettata o prodotta prima o poi entrerà nei pozzi di produzione e salirà in superficie insieme al petrolio.
Va inoltre notato che maggiore è la quota di petrolio nel flusso, più velocemente scorre e viceversa. Pertanto, più acqua scorre con l'olio, più difficile sarà per l'olio uscire dai pori e entrare nel pozzo. La dipendenza della frazione di permeabilità dell'olio dalla frazione di acqua nel flusso è presentata di seguito ed è chiamata curve di permeabilità di fase relativa. Questo è anche un concetto molto necessario per un lavoratore petrolifero.
Se la zona di fondo pozzo della formazione è contaminata (piccole particelle di roccia trasportate insieme al petrolio o paraffine solide cadute fuori), vengono effettuati trattamenti acidi (il pozzo viene chiuso e vi viene pompato un piccolo volume di acido cloridrico ) - questo processo è utile per le formazioni di carbonati perché si dissolvono. Ma per le sostanze terrigene (arenarie) l’acido non ha importanza. Pertanto, in essi viene eseguita la fratturazione idraulica: un gel viene pompato nel pozzo ad altissima pressione, in modo che la formazione inizi a rompersi nell'area del pozzo, dopo di che viene pompato il materiale di supporto (sfere di ceramica o sabbia grossolana in modo che la fessura non si chiuda). Dopodiché il pozzo comincia a funzionare molto meglio, perché gli ostacoli al flusso sono stati eliminati.
Cosa succede all’olio dopo che è stato estratto?
Innanzitutto, il petrolio sale sulla superficie della terra in un tubo che scorre da ciascun pozzo. 10-15 pozzi vicini sono collegati tramite questi tubi a un dispositivo di misurazione, dove viene misurata la quantità di petrolio prodotto. Quindi l'olio viene lavorato secondo gli standard GOST: da esso vengono rimossi sali, acqua, impurità meccaniche (piccole particelle di roccia), se necessario viene rimosso l'idrogeno solforato e l'olio viene completamente degassato alla pressione atmosferica (ricordare che l'olio può contenere quanta benzina?). Il petrolio commerciabile entra nella raffineria. Ma l'impianto potrebbe essere lontano, e poi entra in gioco la società Transneft: gli oleodotti principali per il petrolio finito (al contrario degli oleodotti sul campo per il petrolio greggio con acqua). Il petrolio viene pompato attraverso la tubazione utilizzando gli stessi ESP, posizionati solo su un lato. Le giranti ruotano allo stesso modo.
L'acqua separata dal petrolio viene pompata nuovamente nella formazione, il gas viene bruciato o inviato ad un impianto di trattamento del gas. E il petrolio viene venduto (all'estero tramite oleodotti o navi cisterna) o va in una raffineria di petrolio, dove viene distillato mediante riscaldamento: le frazioni leggere (benzina, cherosene, nafta) vengono utilizzate per il carburante, le frazioni pesanti di paraffina vengono utilizzate per le materie prime per la plastica , ecc., e gli oli combustibili più pesanti con un punto di ebollizione superiore a 300 gradi di solito servono come combustibile per le caldaie.
Come viene regolamentato tutto ciò?
Per la produzione di petrolio, ci sono due documenti di progetto principali: un progetto per il calcolo delle riserve (dimostra che c'è esattamente quella quantità di petrolio nel giacimento, né di più né di meno) e un progetto di sviluppo (descrive la storia del giacimento e dimostra che dovrebbe essere sviluppato in questo modo e non altrimenti).
Per calcolare le riserve vengono costruiti modelli geologici e per un progetto di sviluppo vengono costruiti modelli idrodinamici (dove si calcola come funzionerà il campo in una modalità o nell'altra).
Quanto costa tutto questo?
Dirò subito che tutti i prezzi sono generalmente confidenziali. Ma posso dire approssimativamente: un pozzo a Samara costa 30-100 milioni di rubli. a seconda della profondità. Una tonnellata di petrolio commerciale (non raffinato) costa diversamente. Quando contavo il primo diploma, mi davano un valore di circa 3000 rubli, mentre il secondo - circa 6000 rubli, la differenza oraria è di un anno, ma questi potrebbero non essere valori reali. Adesso non lo so. Le tasse ammontano ad almeno il 40% dei profitti, più l'imposta sulla proprietà (a seconda del valore contabile della proprietà), più l'imposta sull'estrazione dei minerali. Aggiungete il denaro necessario per gli stipendi dei dipendenti, per l'elettricità, per la riparazione dei pozzi e lo sviluppo del campo - la costruzione di condutture e attrezzature per la raccolta e il trattamento del petrolio. Molto spesso l'economia dei progetti di sviluppo va in negativo, quindi bisogna riuscire a lavorare in positivo.
Aggiungerò un fenomeno come lo sconto: una tonnellata di petrolio prodotta in l'anno prossimo, vale meno di una tonnellata di petrolio in essa prodotto. Pertanto, dobbiamo intensificare la produzione di petrolio (che costa anche denaro).
Quindi, ho brevemente delineato ciò che ho studiato per 6 anni. L'intero processo, dalla comparsa del petrolio nel giacimento, all'esplorazione, alla trivellazione, alla produzione, alla lavorazione e al trasporto fino alla vendita, vedete che ciò richiede specialisti con profili completamente diversi. Spero che almeno qualcuno legga questo lungo post - e mi sono schiarito la coscienza e ho sfatato almeno alcuni dei miti che circondano il petrolio.
Il gas naturale, a cui siamo tutti così abituati nelle nostre cucine, è un parente stretto del petrolio. È costituito principalmente da metano con miscele di idrocarburi più pesanti (etano, propano, butano). In condizioni naturali, contiene spesso anche impurità di altri gas (elio, azoto, idrogeno solforato, anidride carbonica).
Composizione tipica del gas naturale:
Idrocarburi:
- Metano – 70-98%
- Etano – 1-10%
- Propano – fino al 5%
- Butano – fino al 2%
- Pentano – fino all'1%
- Esano – fino allo 0,5%
Impurità:
- Azoto – fino al 15%
- Elio – fino al 5%
- Anidride carbonica – fino all’1%
- Solfuro di idrogeno – inferiore allo 0,1%
Il gas naturale è estremamente diffuso nelle profondità della terra. Si trova nello spessore della crosta terrestre a una profondità compresa tra diversi centimetri e 8 chilometri. Proprio come il petrolio, il gas naturale, nel processo di migrazione nella crosta terrestre, cade in trappole (strati permeabili limitati da strati rocciosi impermeabili), dando luogo alla formazione di giacimenti di gas.
I cinque maggiori giacimenti di gas in Russia:
- Urengoyskoe (gas)
- Yamburgskoye (condensato di petrolio e gas)
- Bovanenkovskoe (condensato di petrolio e gas)
- Shtokmanovskoe (gas condensato)
- Leningradskoe (gas)
Il gas naturale (idrocarburi) è un frequente satellite dei giacimenti petroliferi. Si trova solitamente nel petrolio in forma disciolta e in alcuni casi si accumula nella parte superiore dei giacimenti, formando il cosiddetto gas cap. Per molto tempo il gas rilasciato durante la produzione del petrolio, chiamato gas associato, ha rappresentato una parte indesiderata del processo di estrazione. Molto spesso veniva semplicemente bruciato nelle torce.
Solo negli ultimi decenni l’umanità ha imparato a sfruttare appieno tutti i benefici del gas naturale. Questo ritardo nello sviluppo di questo tipo di carburante estremamente prezioso è in gran parte dovuto al fatto che il trasporto del gas e il suo utilizzo nell'industria e nella vita di tutti i giorni richiedono un livello di sviluppo tecnico e tecnologico piuttosto elevato. Inoltre, il gas naturale, se miscelato con l'aria, forma una miscela esplosiva, che richiede maggiori misure di sicurezza durante il suo utilizzo.
Applicazione del gas
Alcuni tentativi di utilizzare il gas furono fatti già nel XIX secolo. Il gas della lampada, come veniva chiamato allora, serviva come fonte di illuminazione. A quel tempo i giacimenti di gas non erano in fase di sviluppo e il gas prodotto insieme al petrolio veniva utilizzato per l'illuminazione. Pertanto, tale gas veniva spesso chiamato gas di petrolio. Ad esempio, Kazan è stata illuminata per molto tempo con tale gasolio. Veniva utilizzato anche per illuminare San Pietroburgo e Mosca.
Attualmente il gas ricopre un ruolo sempre più significativo nel settore energetico mondiale. La gamma della sua applicazione è molto ampia. Viene utilizzato nell'industria, nella vita di tutti i giorni, nelle caldaie, nelle centrali termoelettriche, come carburante per automobili e come materia prima nell'industria chimica.
Il gas è considerato un combustibile relativamente pulito. Quando il gas viene bruciato, vengono prodotte solo anidride carbonica e acqua. Allo stesso tempo, le emissioni di anidride carbonica sono quasi due volte inferiori rispetto alla combustione del carbone e 1,3 volte inferiori rispetto alla combustione del petrolio. Per non parlare del fatto che quando si bruciano petrolio e carbone, rimangono fuliggine e cenere. Dato che il gas è il più ecologico tra tutti i combustibili fossili, occupa una posizione dominante nel settore energetico delle moderne megalopoli.
Come viene prodotto il gas
Proprio come il petrolio, il gas naturale viene prodotto utilizzando pozzi distribuiti uniformemente su tutta l’area del giacimento di gas. La produzione avviene a causa della differenza di pressione nella formazione del gas e sulla superficie. Sotto l’influenza della pressione del giacimento, il gas viene spinto attraverso i pozzi verso la superficie, dove entra nel sistema di raccolta. Successivamente, il gas viene fornito a un complesso impianto di trattamento del gas, dove viene purificato dalle impurità. Se la quantità di impurità nel gas prodotto è insignificante, può essere inviata direttamente all'impianto di trattamento del gas, aggirando il complesso impianto di trattamento.
Come viene trasportato il gas?
Il gas viene trasportato principalmente attraverso gasdotti. I principali volumi di gas vengono trasportati dai principali gasdotti, dove la pressione del gas può raggiungere le 118 atm. Il gas raggiunge i consumatori attraverso la distribuzione e i gasdotti interni. Innanzitutto, il gas passa attraverso una stazione di distribuzione del gas, dove la sua pressione viene ridotta a 12 atm. Successivamente viene fornito attraverso i gasdotti di distribuzione ai punti di controllo del gas, dove la sua pressione viene nuovamente ridotta, questa volta a 0,3 atm. Successivamente il gas raggiunge la nostra cucina attraverso i gasdotti interni alla casa.
Tutta questa enorme infrastruttura di distribuzione del gas è davvero un quadro generale. Centinaia e centinaia di migliaia di chilometri di gasdotti, che coinvolgono quasi l'intero territorio della Russia. Se l'intera rete di gasdotti viene allungata in un'unica linea, la sua lunghezza sarà sufficiente per raggiungere la Terra dalla Luna e ritorno. E questo è solo il sistema di trasporto del gas russo. Se parliamo dell’intera infrastruttura globale di trasporto del gas, parleremo di milioni di chilometri di gasdotti.
Poiché il gas naturale non ha né odore né colore, per individuare rapidamente le fughe di gas gli viene attribuito artificialmente un odore sgradevole. Questo processo è chiamato odorizzazione e avviene nelle stazioni di distribuzione del gas. I composti contenenti zolfo, come l'etantiolo (EtSH), vengono solitamente utilizzati come odoranti, cioè sostanze dall'odore sgradevole.
Il consumo di gas è stagionale. In inverno il suo consumo aumenta e in estate diminuisce. Per attenuare le fluttuazioni stagionali del consumo di gas, vengono creati impianti di stoccaggio sotterraneo del gas (UGS) vicino ai grandi centri industriali. Questi possono essere giacimenti di gas esauriti, adattati per lo stoccaggio del gas o grotte di sale sotterranee create artificialmente. Nel periodo estivo il gas trasportato in eccesso viene inviato agli impianti di stoccaggio sotterranei, mentre in inverno, al contrario, l'eventuale carenza di capacità del sistema di gasdotti viene compensata prelevando gas dagli impianti di stoccaggio.
Nella pratica mondiale, oltre ai gasdotti, il gas naturale viene spesso trasportato in forma liquefatta attraverso navi speciali: navi gasiere (metano). In forma liquefatta, il volume del gas naturale è ridotto di 600 volte, il che è conveniente non solo per il trasporto, ma anche per lo stoccaggio. Per liquefare il gas, questo viene raffreddato alla temperatura di condensazione (-161,5 °C), trasformandolo in un liquido. Viene trasportato in questa forma refrigerata. I principali produttori di gas naturale liquefatto sono Qatar, Indonesia, Malesia, Australia e Nigeria.
Prospettive e tendenze
Grazie al suo rispetto ambientale e al costante miglioramento delle attrezzature e delle tecnologie, sia nella produzione che nell'uso del gas, questo tipo di carburante sta diventando sempre più popolare. La BP, ad esempio, prevede una crescita più rapida della domanda di gas rispetto ad altri tipi di combustibili fossili.
La crescente domanda di gas porta alla ricerca di nuove fonti di gas, spesso non convenzionali. Tali fonti possono essere:
- Gas dai giacimenti di carbone
- Gas di scisto
- I gas idrati
♦ Gas dai giacimenti di carbone L'attività mineraria è iniziata solo alla fine degli anni '80. Ciò è stato fatto per la prima volta negli Stati Uniti, dove è stata dimostrata la fattibilità commerciale di questo tipo di estrazione mineraria. In Russia, Gazprom ha iniziato a testare questo metodo nel 2003, avviando la produzione sperimentale di metano dai giacimenti di carbone a Kuzbass. La produzione di gas dai giacimenti di carbone viene effettuata anche in altri paesi: Australia, Canada e Cina.
♦ Gas di scisto. La rivoluzione dello shale nella produzione di gas avvenuta negli Stati Uniti nell’ultimo decennio non ha lasciato le prime pagine dei periodici. Lo sviluppo della tecnologia di perforazione orizzontale ha permesso di estrarre gas dallo scisto a bassa permeabilità in volumi che coprono i costi della sua estrazione. Il fenomeno del rapido sviluppo della produzione di shale gas negli Stati Uniti sta spingendo altri paesi a sviluppare quest’area. Oltre agli Stati Uniti lavoro attivo la produzione di shale gas viene effettuata in Canada. La Cina ha anche un potenziale significativo per lo sviluppo della produzione di gas di scisto su larga scala.
♦ I gas idrati. Una parte significativa del gas naturale si trova allo stato cristallino sotto forma dei cosiddetti idrati di gas (idrati di metano). Esistono grandi riserve di gas idrati negli oceani e nelle zone di permafrost dei continenti. Attualmente, le riserve stimate di gas sotto forma di gas idrati superano le riserve combinate di petrolio, carbone e gas convenzionale. Lo sviluppo di tecnologie economicamente fattibili per l'estrazione dei gas idrati viene perseguito intensamente in Giappone, negli Stati Uniti e in alcuni altri paesi. Particolare attenzione presta a questo tema il Giappone, che è privato delle tradizionali riserve di gas ed è costretto ad acquistare questo tipo di risorse a prezzi altissimi.
Il gas naturale ha un grande futuro come combustibile e fonte di elementi chimici. Nel lungo termine, è considerato il principale tipo di combustibile che verrà utilizzato durante la transizione del settore energetico mondiale verso risorse più pulite e rinnovabili.
Nel 2018 Gazprom ha prodotto (esclusa la quota nella produzione di organizzazioni in cui gli investimenti sono classificati come operazioni congiunte):
- 497,6 miliardi di metri cubi m di gas naturale e associato;
- 15,9 milioni di tonnellate di gas condensato;
- 40,9 milioni di tonnellate di petrolio.
Strategia di produzione del gas
Nella sua strategia, PJSC Gazprom aderisce al principio di produrre il volume di gas soddisfatto dalla domanda.
Regioni strategiche per la produzione di gas a lungo termine sono la penisola di Yamal, la Siberia orientale e l'Estremo Oriente, la piattaforma continentale russa.
La base della strategia di Gazprom nello sviluppo di settori promettenti è efficienza economica, determinato dallo sviluppo sincrono delle capacità di produzione di gas e delle capacità di trasporto, trattamento integrato e stoccaggio.
Strategia di produzione del petrolio
Lo sviluppo del business petrolifero è uno degli obiettivi strategici di Gazprom. La base della produzione di petrolio nel gruppo Gazprom è PJSC Gazprom Neft.
Il compito principale di Gazprom Neft PJSC fino al 2030 è quello di costruire un'azienda di nuova generazione, leader nell'industria petrolifera nei suoi settori principali.
Per raggiungere questi obiettivi, Gazprom Neft si impegnerà per l’estrazione più economicamente vantaggiosa delle riserve rimanenti dalle attuali risorse di base, diffondendo le migliori pratiche utilizzate per ottimizzare lo sviluppo, riducendo il costo delle tecnologie collaudate, nonché attraendo e implementando in massa nuove tecnologie. tecnologie.
Stabilimenti produttivi del gruppo Gazprom in Russia
Al 31 dicembre 2018, il Gruppo Gazprom stava sviluppando 138 giacimenti di idrocarburi in Russia. Il centro principale della produzione di gas da parte di Gazprom rimane la regione del petrolio e del gas di Nadym-Pur-Tazovsky nell'Okrug autonomo di Yamal-Nenets. Le attività per lo sviluppo delle riserve petrolifere del Gruppo vengono svolte principalmente nell'Okrug autonomo di Yamalo-Nenets e nell'Okrug-Yugra autonomo di Khanty-Mansi, nonché nelle regioni di Tomsk, Omsk, Orenburg e Irkutsk, nonché nel Mare di Pechora.
Capacità del gruppo Gazprom nella produzione di idrocarburi in Russia al 31 dicembre 2018 (escluse le società in cui gli investimenti sono classificati come operazioni congiunte)Indicatori di produzione di gas, condensa e petrolio
Gazprom rappresenta il 69% della produzione di gas russa e il 12% di tutto il gas prodotto nel mondo.
Nel 2018 il gruppo Gazprom (esclusa la quota di produzione delle organizzazioni in cui gli investimenti sono classificati come operazioni congiunte) ha prodotto 497,6 miliardi di metri cubi. m di gas naturale e associato.
Alla fine del 2018 Gazprom (esclusa la quota di produzione delle organizzazioni in cui gli investimenti sono classificati come operazioni congiunte) ha prodotto 40,9 milioni di tonnellate di petrolio e 15,9 milioni di tonnellate di gas condensato.
Tenendo conto della quota del Gruppo Gazprom nei volumi di produzione delle organizzazioni in cui gli investimenti sono classificati come operazioni congiunte (1,1 miliardi di metri cubi di gas naturale e associato e 7,4 milioni di tonnellate di petrolio), la produzione di idrocarburi del Gruppo ammonta a 498,7 miliardi di metri cubi. m di gas naturale e associato, 15,9 milioni di tonnellate di gas condensato e 48,3 milioni di tonnellate di petrolio.
Sviluppo delle risorse di idrocarburi all'estero
All'estero, il gruppo Gazprom ricerca ed esplora giacimenti di idrocarburi, partecipa a numerosi progetti di petrolio e gas entrati nella fase di produzione e fornisce anche Servizi legati alla costruzione di pozzi. Il lavoro viene svolto nei paesi dell'ex Unione Sovietica, nei paesi europei, nel sud-est asiatico, in Africa, nel Medio Oriente e nel Sud America.
