Нефть сырая

Нефть сырая — это природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и небольшого количества гетероатомных соединений (серы, азота, кислорода, металлов). Относится к категории горючих полезных ископаемых, является основным источником получения жидких видов топлива (бензин, керосин, дизельное топливо, мазут) и сырьём для нефтехимической промышленности.

Происхождение и геология

Теории происхождения

Существует две основные гипотезы происхождения нефти: биогенная (органическая) и абиогенная (минеральная). Наибольшее признание в научном сообществе получила биогенная теория, согласно которой нефть образовалась из остатков древних живых организмов (преимущественно планктона и водорослей), захороненных в осадочных породах под воздействием высоких температур и давления в течение миллионов лет. Абиогенная теория, предложенная Д. И. Менделеевым, предполагает образование нефти из неорганических веществ в глубинах Земли, однако она имеет меньшее количество подтверждений.

Условия залегания

Сырая нефть залегает в недрах Земли на глубинах от нескольких десятков метров до 5–6 километров. Она находится в пористых горных породах-коллекторах (песчаниках, известняках, доломитах), образуя нефтяные залежи. Сверху залежь обычно перекрывается непроницаемой породой-покрышкой (глины, соли). Вместе с нефтью в пласте часто присутствуют природный газ и пластовая вода.

Поиск и разведка

Поиск месторождений нефти осуществляется геологическими, геофизическими (сейсморазведка, гравиразведка, магниторазведка) и геохимическими методами. После обнаружения перспективной структуры проводятся поисково-разведочное бурение, которое позволяет определить наличие, объём и качество нефти.

Физико-химические свойства

Состав

Основу сырой нефти составляют углеводороды: алканы (парафины), циклоалканы (нафтены), арены (ароматические углеводороды). Соотношение этих групп определяет химический тип нефти. Кроме углеводородов, в нефти содержатся:

Сернистые соединения (меркаптаны, сульфиды, тиофены) — их содержание варьируется от долей процента до 5–6 %.
Азотистые соединения (пиридины, хинолины, порфирины) — до 1–2 %.
Кислородные соединения (нафтеновые кислоты, фенолы) — до 1 %.
Металлы (ванадий, никель, железо, медь) — в следовых количествах.

Физические свойства

Цвет: от светло-жёлтого, зелёного до тёмно-коричневого и чёрного.
Плотность: варьируется от 0,65 до 1,05 г/см³. По плотности нефть классифицируют на лёгкую (до 0,87 г/см³), среднюю (0,87–0,92 г/см³) и тяжёлую (свыше 0,92 г/см³).
Вязкость: сильно зависит от состава и температуры. Высоковязкие нефти требуют специальных методов добычи.
Температура кипения: не является постоянной величиной, так как нефть представляет собой смесь, выкипающую в широком интервале температур (от 30–40 °C до 500–600 °C).
Температура застывания: от +30 °C до −60 °C в зависимости от содержания парафинов.
Растворимость: не растворяется в воде, хорошо растворяется в органических растворителях (бензол, эфир, хлороформ).
Теплота сгорания: 43–46 МДж/кг.

Классификация

Сырую нефть классифицируют по нескольким признакам:

По плотности: лёгкая, средняя, тяжёлая.
По содержанию серы: малосернистая (до 0,5 %), сернистая (0,5–2 %), высокосернистая (более 2 %).
По содержанию парафинов: малопарафинистая (до 1,5 %), парафинистая (1,5–6 %), высокопарафинистая (более 6 %).
По выходу фракций: определяет потенциал для получения конкретных нефтепродуктов.

Добыча

Методы добычи

Добыча сырой нефти осуществляется через буровые скважины. Различают три основных способа:

Фонтанный — нефть поднимается на поверхность под действием пластового давления (естественного или создаваемого закачкой воды или газа).
Газлифтный — в скважину закачивается сжатый газ, который снижает плотность столба жидкости и вытесняет нефть.
Насосный — с использованием глубинных насосов (штанговых, электроцентробежных, винтовых). Применяется при падении пластового давления.

Первичная подготовка

Извлечённая на поверхность сырая нефть содержит примеси: пластовую воду, растворённые газы, механические частицы (песок, глина). Для подготовки к транспортировке и переработке нефть проходит стадии:

Сепарация — отделение газа от жидкости.
Обезвоживание — удаление воды.
Обессоливание — удаление растворённых солей.
Стабилизация — удаление лёгких углеводородов (пропана, бутана).

Транспортировка

Основные способы транспортировки сырой нефти:

Трубопроводный транспорт — наиболее экономичный и распространённый способ для больших объёмов на суше. В России крупнейшая система — «Транснефть».
Морской транспорт — танкерами различной грузоподъёмности (от 10 до 500 тыс. тонн).
Железнодорожный транспорт — в цистернах, используется для доставки на небольшие расстояния или в регионы без трубопроводов.
Автомобильный транспорт — для малых объёмов и коротких расстояний.

Переработка

Первичная переработка

Сырая нефть не используется в промышленности в исходном виде. Её переработка начинается с атмосферно-вакуумной перегонки (ректификации), при которой нефть разделяется на фракции по температурам кипения:

Газы (метан, этан, пропан, бутан) — до 40 °C.
Бензиновая фракция — 40–200 °C.
Керосиновая фракция — 200–300 °C.
Дизельная фракция — 300–350 °C.
Мазут — остаток после отбора лёгких фракций (выше 350 °C).

Вторичная переработка

Для увеличения выхода ценных светлых нефтепродуктов (бензин, дизельное топливо) применяются вторичные процессы:

Крекинг (термический, каталитический) — расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие.
Риформинг — повышение октанового числа бензиновых фракций.
Гидроочистка — удаление серы, азота и металлов.
Изомеризация, алкилирование — получение высокооктановых компонентов.

Применение

Сырая нефть является сырьём для производства широкого спектра продуктов:

Топливо: бензин, дизельное топливо, керосин (авиационный и осветительный), мазут, судовое топливо, сжиженные углеводородные газы.
Смазочные материалы: моторные, трансмиссионные, индустриальные масла, пластичные смазки.
Нефтехимическая продукция: пластмассы, синтетические каучуки, волокна, растворители, моющие средства, удобрения, пестициды, битумы, парафин, кокс.
Энергетика: мазут и газ используются для выработки электроэнергии и тепла.

Экономическое значение

Сырая нефть является одним из ключевых товаров на мировом рынке. Цены на нефть определяются балансом спроса и предложения, геополитическими факторами, решениями стран-экспортёров (в том числе в рамках ОПЕК+). Россия является одним из крупнейших производителей и экспортёров нефти в мире. Доходы от экспорта нефти и нефтепродуктов составляют значительную часть федерального бюджета страны.

Экологические аспекты

Добыча, транспортировка и переработка сырой нефти сопряжены с рядом экологических рисков:

Разливы нефти — при авариях на трубопроводах, танкерах, буровых платформах. Приводят к загрязнению почвы, воды, гибели флоры и фауны.
Выбросы в атмосферу — при сжигании попутного газа, работе оборудования, испарении.
Загрязнение подземных вод — при утечках из хранилищ и скважин.
Образование отходов — нефтешламов, кислых гудронов, отработанных катализаторов.

Для снижения негативного воздействия применяются современные технологии очистки, системы мониторинга, методы ликвидации разливов, а также переход на более экологичные виды топлива и возобновляемые источники энергии.

Интересные факты

Первая в мире нефтяная скважина была пробурена в 1848 году в Баку (Азербайджан, тогда в составе Российской империи).
Крупнейшее в мире месторождение нефти — Гавар (Саудовская Аравия), открытое в 1948 году.
Термин «нефть» происходит от аккадского слова «напатум» (вытекать, извергать).
Сырая нефть может быть не только чёрной, но и зелёной, красной, жёлтой, синей и даже бесцветной.

Источники

Большая российская энциклопедия. Статья «Нефть».
Справочник нефтепереработчика / под ред. Г. А. Терентьева. — М.: Химия, 1986.
Эрих В. Н., Расулов З. Г., Рудь М. И. Химия и технология нефти и газа. — Л.: Химия, 1985.
Данные Министерства энергетики Российской Федерации.
Материалы Международного энергетического агентства (IEA).

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →