Происхождение нефти и ее свойства

Относится к каустобиолитам (ископаемое топливо). Подавляющая часть месторождений нефти приурочена к осадочным породам.

 Цвет нефти варьирует в буро-коричневых тонах (от грязно-жёлтого до тёмно-коричневого, почти чёрного), иногда она бывает чисто чёрного цвета, изредка встречается нефть окрашенная в светлый жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная, а также насыщенно-зелёная нефть. Имеет специфический запах, также варьирующий от легкого приятного до тяжелого и очень неприятного.

Цвет и запах нефти в значительной степени обусловлены присутствием азот-, серо- и кислородсодержащих компонентов, которые концентрируются в смазочном масле и нефтяном остатке. Большинство углеводородов нефти (кромеароматических) в чистом виде лишено запаха и цвета.

На протяжении XX века и в XXI веке нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.

По химическому составу и происхождению нефть близка к природным горючим газам и озокериту. Эти ископаемые объединяют под общим названием петролитов. Петролиты относят к ещё более обширной группе так называемыхкаустобиолитов — горючих минералов биогенного происхождения, которые включают также другие ископаемые топлива (торф,бурые и каменный уголь, антрацит, сланцы).

Нефть обнаруживается вместе с газообразными углеводородами на глубинах от десятков метров до 5—6 км. Однако на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций.

Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1—3 км.

На малых глубинах и при естественных выходах на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и другие образования — например, битуминозные пески и битумы.

Название нефти (слово petroleum)

Слово petroleum, обозначающее нефть в английском и некоторых других языках, образовано сложением двух слов: греч.πέτρα — камень и лат. oleum — масло, то есть буквально «каменное масло», либо напрямую от греч. πετρέλαιο — масло.

Происхождение русского названия нефть точно не установлено, и существует несколько версий. По одной из них, слово пришло в русский язык из персидского, (naft посредством турецкого, в котором изменилось на тур. neft).

В Древней Персии существовало огнепоклонничество, и во время обрядов жрецы черпали жидкость из углублений, выкопанных близ естественных выходов нефти к самой поверхности, а затем поджигали её; этот обряд назывался «нафтой».

Некоторые языковеды считают природой слова индийское «нафата» (просачиваться, стекать), предполагая что позже оно перешло в персидский язык. Другие считают, что персидское nаft — «нефть» является исконным и восходит к древнеиранскому слову со значением «влажный».

Третьи считают, что naft заимствовано из семитских языков, где глагольный корень npt означает плевать (нефть, находящаяся у самой поверхности и как правило густая, при образовании отверстия в земле начинает плевками поступать в него).

В немецком языке нефть — нем. Еrdöl, что буквально означает «земляное масло», венг. кооlаj — «каменное масло», яп. 石油 (сэкию) — «каменное масло», фин.vuoriöljy — «горное масло».

Происхождение нефти

Основная статья: Происхождение нефти

Нефть — результат литогенеза. Она представляет собой жидкую (в своей основе) гидрофобную фазу продуктов фоссилизации (захоронения) органического вещества (керогена) в водно-осадочных отложениях.

Нефтеобразование — стадийный, весьма длительный (обычно 50—350 млн лет) процесс, начинающийся ещё в живом веществе. Выделяется ряд стадий:

  • осадконакопление — во время которого остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов;
  • биохимическая — процессы уплотнения, обезвоживания и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;
  • протокатагенез — опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5—2 км при медленном подъёме температуры и давления;
  • мезокатагенез, или главная фаза нефтеобразования (ГФН) — опускание пласта органических остатков на глубину до 3—4 км при подъёме температуры до 150 °C. При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит отгонка нефти за счёт перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в песчаные пласты-коллекторы, а по ним в ловушки;
  • апокатагенез керогена, или главная фаза газообразования (ГФГ) — опускание пласта органических остатков на глубину более 4,5 км при подъёме температуры до 180—250 °C. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и реализовывает метаногенерирующий потенциал.

И. М. Губкин выделял также стадию разрушения нефтяных местозарождений

Убедительные доказательства биогенной природы нефте-материнского вещества были получены в результате детального изучения эволюции молекулярного состава углеводородов и их биохимических предшественников (прогениторов) в исходных организмах, в органическом веществе осадков и пород и в различных нефтях из залежей.

Важным явилось обнаружение в составе нефти хемофоссилий — весьма своеобразных, часто сложно построенных молекулярных структур явно биогенной природы, то есть унаследованных (целиком или в виде фрагментов) от органического вещества. Изучение распределения стабильных изотопов углерода (12C, 13C) в нефти, органическом веществе пород и в организмах (А. П. Виноградов, Э. М.

 Галимов) тоже подтвердило неправомочность неорганических гипотез.

Тем не менее, и в настоящее время некоторые учёные (преимущественно в России) отстаивают неорганические гипотезы происхождения нефти. В частности, утверждается, что к образовавшейся в древние эпохи органическим путем нефти постоянно добавляются малые количества нефти, якобы образующиеся неорганическим путем. Если это верно, то это означает гипотетическую неисчерпаемость запасов нефти

Физические свойства нефти

Нефть — жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета (хотя бывают образцы даже изумрудно-зелёной нефти).

Средняямолекулярная масса 220—400 г/моль (редко 450—470).

 Плотность 0,65—1,05 (обычно 0,82—0,95) г/см³; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой нефти, 0,831—0,860 — средней нефти, выше 0,860 — тяжёлой нефти.

Плотность нефти, как и других углеводородов, сильно зависит от температуры и давления.

Она содержит большое число разных органических веществ и поэтому характеризуется не температурой кипения, а температурой начала кипения жидких углеводородов (обычно >28 °C, реже ≥100 °C в случае тяжёлых не́фтей) и фракционным составом — выходом отдельных фракций, перегоняющихся сначала при атмосферном давлении, а затем под вакуумом в определённых температурных пределах, как правило до 450—500 °C (выкипает ~ 80 % объёма пробы), реже 560—580 °C (90—95 %). 

  • Температура кристаллизации от −60 до + 30 °C; зависит преимущественно от содержания в нефти парафина (чем его больше, тем температура кристаллизации выше) и лёгких фракций (чем их больше, тем эта температура ниже). 

Вязкость изменяется в широких пределах (от 1,98 до 265,90 мм²/с для различных не́фтей, добываемых в России), определяется фракционным составом нефти и её температурой (чем она выше и больше количество лёгких фракций, тем ниже вязкость), а также содержанием смолисто-асфальтеновых веществ (чем их больше, тем вязкость выше). Удельная теплоёмкость 1,7—2,1 кДж/(кг∙К); удельная теплота сгорания (низшая) 43,7—46,2 МДж/кг; диэлектрическая проницаемость 2,0—2,5;электрическая проводимость [удельная] от 2∙10−10 до 0,3∙10−18 Ом−1∙см−1.

Нефть — легковоспламеняющаяся жидкость; температура вспышки от −35[3] до +121 °C (зависит от фракционного состава и содержания в ней растворённых газов).

Нефть растворима в органических растворителях, в обычных условиях не растворима в воде, но может образовывать с ней стойкие эмульсии.

В технологии для отделения от нефти воды и растворённой в ней соли проводят обезвоживание и обессоливание.

Химический состав нефти

Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80—90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4—5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты — растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1—4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси.

В основном в нефти представлены парафиновые (обычно 30—35, реже 40—50 % по объёму) и нафтеновые (25—75 %) соединения. В меньшей степени — соединения ароматического ряда (10—20, реже 35 %) и смешанного, или гибридного, строения (например, парафино-нафтеновые, нафтено-ароматические).

Наряду с углеводородами в состав нефти входят вещества, содержащие примесные атомы. Серосодержащие — H2S, меркаптаны, моно- и дисульфиды, тиофены итиофаны, а также полициклические и т. п.

(70—90 % концентрируется в остаточных продуктах — мазуте и гудроне); азотсодержащие — преимущественно гомологипиридина, хинолина, индола, карбазола, пиррола, а также порфирины (большей частью концентрируется в тяжёлых фракциях и остатках); кислородсодержащие —нафтеновые кислоты, фенолы, смолисто-асфальтеновые и др.

вещества (сосредоточены обычно в высококипящих фракциях). Элементный состав (%): 82-87 °C; 11-14,5 Н; 0,01-6 S (редко до 8); 0,001-1,8 N; 0,005—0,35 O (редко до 1,2) и др. Всего в нефти обнаружено более 50 элементов. Так, наряду с упомянутыми, в нефти присутствуют V(10−5 — 10−2 %), Ni(10−4−10−3 %), Cl (от следов до 2·10−2 %) и т. д.

указанных соединений и примесей в сырье разных месторождений колеблется в широких пределах, поэтому говорить о среднем химическом составе нефти можно только условно.

Часто нефтяная залежь занимает лишь часть коллектора, и поэтому, в зависимости от характера пористости и степени цементации породы (гетерогенности залежи). Обнаруживается различная степень насыщенности нефтью отдельных её участков в пределах самой залежи.

Иногда этой причиной обусловливается наличие непродуктивных участков залежи. Обычно нефть в залежи сопровождается водой, которая ограничивает залежь вниз по падению слоёв либо по всей её подошве. Кроме того, в каждой залежи нефти вместе с ней находится т. н. плёночная, или остаточная вода, обволакивающая частицы пород (песков) и стенки пор.

  • В случае выклинивания пород коллектора или обрезания его сбросами, надвигами и т п. дизъюнктивными нарушениями залежь может либо целиком, либо частично ограничиваться слабопроницаемыми породами. В верхних частях нефтяной залежи иногда сосредоточивается газ (т. н. «газовая шапка»). Дебит скважин, помимо физических свойств коллектора, его мощности и насыщения, определяется давлением растворённого в нефти газа и краевых вод.

При добыче нефти скважинами не удаётся целиком извлечь всю нефть из залежи, значительное количество её остаётся в недрах земной коры (см. Нефтеотдача и Нефтедобыча).

Для более полного извлечения нефти применяются специальные приёмы, из которых большое значение имеет метод заводнения (законтурного, внутриконтурного, очагового).

Нефть в залежи находится под давлением (упругого расширения и/или краевой воды и/или газа, как растворённого так и газовой шапки) вследствие чего вскрытие залежи, особенно первыми скважинами, сопровождается риском газонефтепроявлений (очень редко фонтанными выбросами нефти).

Таблица 1. Элементный состав нефти различных месторождений (в %)

МесторождениеПлотность, г/см³СНSNOЗола
Ухтинское (РФ)0,89785,3012,460,880,140,01
Грозненское (РФ)0,85085,9513,000,140,070,740,10
Сураханское (Азербайджан)0,79385,3414,140,030,49
Калифорнийское (США)0,91284,0012,700,401,701,20

По способности растворяться в органических жидкостях, в том числе в:

  • сероуглероде,
  • хлороформе,
  • спиртобензольной смеси

нефть, как и:

  • другие петролиты,
  • вещества, извлекаемые этими растворителями из торфа,
  • вещества, извлекаемые этими растворителями из ископаемых углей

учеными принято относить к группе битумов.

Сорта товарной нефти

Основная статья: Сорта товарной нефти

Введение сортности необходимо в связи с разностью состава нефти (содержания серы, различного содержания групп алканов, наличия примесей) в зависимости от месторождения. Стандартом для цен служит нефть сортов WTI и Light Sweet (для западного полушария и вообще ориентиром для других сортов нефти), а также Brent(для рынков Европы и стран ОПЕК).

Чтобы упростить экспорт были придуманы некие стандартные сорта нефти, связанные либо с основным месторождением, либо с группой месторождений. Для России это тяжёлая Urals и лёгкая нефть Siberian Light.

В Великобритании — Brent, в Норвегии — Statfjord, в Ираке — Kirkuk, в США — Light Sweet и WTI. Часто бывает, что страна производит два сорта нефти — лёгкую и тяжёлую.

Например в Иране это Iran Light и Iran Heavy[25].

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://neftynik.ru/neft/

Нефть, происхождение, свойства и состав

Происхождение нефти и ее свойства

Нефть – это полезное ископаемое органического происхождения, природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений.

Описание нефти

Название нефти

Классификация нефтей по плотности. Легкая нефть. Средняя нефть. Тяжёлая нефть.

Происхождение и образование нефти (теории и гипотезы)

Физические свойства нефти

Химический (компонентный, углеводородный и элементный) состав

Другие виды топлива: биодизель, биотопливо, газойль, горючие сланцы, лигроин, мазут, нефть, попутный нефтяной газ, природный газ, свалочный газ, сланцевая нефть, сланцевый газ, синтез-газ

Описание нефти:

Нефть – это полезное ископаемое органического происхождения, природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений.

Внешне нефть представляет собой легковоспламеняющуюся жидкость, цвет которой может быть черным, буро-коричневым, светло-коричневым, грязно-желтым, темно-коричневым, светлым жёлто-зелёным либо насыщенно-зелёным. Встречается нефть и совсем без цвета.

Нефть имеет специфический запах, который может быть различным и варьируется от легкого приятного до тяжёлого и очень неприятного.

Цвет и запах нефти обуславливаются наличием в ней азотосодержащих, серосодержащих и кислородсодержащих примесей и компонентов, ароматических углеводородов.

Нефть легче воды, практически не растворима в ней. Но при определенных условиях может образовывать с водой стойкие эмульсии. Растворяется в органических растворителях.

Состав углеводородов, входящих в нефть, влияют на ее свойства: начиная от того, что она бывает прозрачной и текучей как вода, и, заканчивая тем, что она бывает черной, очень вязкой и малоподвижной, не вытекающей  из сосуда при его переворачивании.

Нефть – важнейшее полезное ископаемое, имеющее комплексное применение (не только как топливо и энергоресурс, но и как ценное химическое сырье для химической и нефтехимической промышленности).

Современная мировая экономика не может обойтись без нефти. Спрос на нее с каждым днем возрастает и возрастает. Недаром нефть называется «чёрным золотом», подчеркивается ее ценность наравне с обычным золотом.

От цены на нефть на сырьевом рынке зависят цены на другую продукцию, а в целом – вся мировая экономика.

Нефть залегает вместе с природным газом на глубинах от нескольких десятков метров до 5-6 км.

На глубине более 6 километров встречается только газ, на глубинах до 1 километра только нефть, а на глубинах от 1 до 6 километра нефть и природный газ в различных сочетаниях.

При естественном выходе на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и другие образования – например, битуминозные пески и битумы.

Нефть относится к невозобновляемым полезным ископаемым.

Слово нефть иностранного происхождения. Из какого языка оно пришло в русский доподлинно неизвестно. Слово «нефть» в различных произношениях встречается в турецком, персидском, индийском, арабском, ассирийском, аккадском, древнеиранском и семитских языках.

В английском языке оно пишется как «petroleum», произошло от греческого petra – «горный» и латинского oleum – «масло» и буквально означает «горное масло». Данным словом англичане и американцы, как правило, обозначают сырую нефть.

В немецком языке оно пишется как «Еrdöl», что буквально означает «земляное масло», а, например, в венгерском – кооlаj – «каменное масло».

Классификация нефтей по плотности. Легкая нефть. Средняя нефть. Тяжёлая нефть

В зависимости от плотности нефть подразделяется на виды:

Нефть, плотность которой ниже 0,83 г/см3, называется лёгкая нефть.

Нефть плотностью 0,831-0,86 г/см3 – средняя нефть.

А плотностью выше 0,86 г/см3 – тяжёлая нефть.

Существует две гипотезы –теории происхождения (образования) нефти: биогенная (органическая) теория и абиогенная (неорганическая, минеральная, карбидная) теория.

Впервые биогенную теорию происхождения нефти и природного газа в 1759 году высказал М.В. Ломоносов. В далеком геологическом прошлом Земли погибшие живые организмы (растения и животные, преимущественно – водоросли и зоопланктон) опускались на дно водоемов, образуя илистые осадки.

В результате различных химических, физико-химических и биохимических процессов они разлагались в безвоздушном пространстве. Из-за движения земной коры эти остатки опускались все глубже и глубже – на глубину до 6 километров, где под действием высокой температуры (до 250 оС) и высокого давления превращались в углеводороды: природный газ и нефть. Низкомолекулярные углеводороды (т.е.

собственно природный газ) образовывался при более высоких температурах и давлениях. Высокомолекулярные углеводороды – нефть – при меньших.

Углеводороды, поднимаясь вверх к поверхности земли из-за своей меньшей плотности, мигрировали через вышележащие осадки, проникали в пористые осадочные горные породы, называемые коллекторами, и, встречая на своем пути непроницаемые пласты (где дальнейшее движение вверх оказывалось невозможным), попадали в ловушки, где образовывали залежи (скопления) – месторождения нефти и газа.

Собственно месторождение – это не место рождения, а место скопления нефти и газа. Если во время такой миграции углеводороды не встречали толщу непроницаемых пластов (т.е. не попадали в ловушку), то, в конце концов, выходили на поверхность. На поверхности они подвергались воздействию различных внешних факторов, в результате чего рассеивались и разрушались.

Минеральную теорию происхождения нефти и природного газа сформулировал в 1877 году Д.И. Менделеев.

Он исходил из того, что углеводороды могут образовываться в недрах земли в условиях высоких температур и давлений в результате взаимодействия перегретого пара и расплавленных карбидов тяжелых металлов (в первую очередь железа).

В результате химических реакций образуются окислы железа и других металлов, а также различные углеводороды в газообразном состоянии. При этом вода попадает глубоко в недра Земли по трещинам-разломам в земной коре.

Образовавшиеся углеводороды, находясь в газообразном состоянии, в свою очередь по тем же трещинам и разломам поднимаются наверх в зону наименьшего давления, образуя в конечном итоге газовые и нефтяные залежи. Данный процесс, по мнению Д.И. Менделеева и сторонников гипотезы, происходит постоянно. Поэтому, уменьшение запасов углеводородов в виде нефти и газа человечеству не грозит.

Наименование параметра:Значение:
Плотность, г/см3(зависит от температуры и давления)0,65-1,05
Плотность, кг/м3(зависит от температуры и давления)650-1050
Агрегатное состояниежидкость
Цветразличный: черный, буро-коричневый, светло-коричневый, грязно-желтый, темно-коричневый, светлый жёлто-зелёный, насыщенно-зелёный, без цвета.
Запахразличный: варьируется от легкого приятного до тяжёлого и очень неприятного.
Прозрачностьразличная
Температура вспышки (зависит от фракционного состава и содержания в ней растворённых газов), °Cот +35 до +121
Молекулярная масса, г/моль220-400 (редко 450-470)
Температура начала кипения жидких углеводородов в нефти, °Cобычно >28 °C, реже ≥100 °C – в случае тяжёлой нефти
Температура кристаллизации, °C(зависит преимущественно от содержания в нефти парафина и лёгких фракций. Чем больше парафина, тем температура кристаллизации выше. Чем их больше лёгких фракций, тем эта температура ниже.)от -60 до +30
Вязкость, мм²/с(определяется фракционным составом нефти и её температурой, а также содержанием смолисто-асфальтеновых веществ. Чем выше температура и больше количество лёгких фракций, тем ниже вязкость нефти. Чем больше содержания смолисто-асфальтеновых веществ, тем вязкость выше.)от 1,98 до 265,90
Удельная теплота сгорания (низшая), МДж/кг43,7-46,2
Удельная теплоёмкость, кДж/(кг∙К)1,7-2,1
Диэлектрическая проницаемость2,0-2,5
Удельная электрическая проводимость, Ом-1∙см-1от 2∙10-10 до 0,3∙10-18

Нефть это сложная смесь различных углеводородных и неуглеводородных компонентов.

В состав нефти входят около тысячи различных химических индивидуальных веществ, из которых:

жидкие углеводороды, составляющие ее большая часть (более 500 веществ или обычно 80-90 % по массе);

гетероатомные органические соединения (4-5 %): преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (более 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые);

остальные компоненты: растворённые углеводородные газы (от метана CН4 до бутана C4Н10 включительно, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1-4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др.;

механические примеси (частицы песка, глины и т.п.).

Жидкие углеводороды представлены парафиновыми (обычно 30-35 %, реже 40-50 %) и нафтеновыми соединениями (25-75 %), соединениями ароматического ряда (10-20, реже 35 %) и соединениями смешанного или гибридного строения (например, парафино-нафтеновыми, нафтено-ароматическими).

Парафины (от лат. parum «мало» + affinis «родственный») – воскоподобная смесь предельных углеводородов (алканов) преимущественно нормального строения состава от С18Н38 (октадекан) до С35Н72 (пентатриоконтан) включительно и температурой плавления 45-65 °C.

Нафтены, также циклоалканы, полиметиленовые углеводороды, цикланы или циклопарафины – это циклические насыщенные углеводороды, по химическим свойствам близкие к предельным углеводородам. Имеют химическую формулу CnH2n и циклическое строение (т.е. замкнутые кольца из углеродных атомов).

Ароматические соединения (арены) – циклические органические соединения, которые имеют в своём составе ароматическую систему.

Сернистые соединения, содержащиеся в нефти: сероводород  H2S, меркаптаны, моно- и дисульфиды, тиофены и тиофаны, а также полициклические (гетероциклические) сернистые соединения и т.п. 70-90 % сернистых соединений концентрируется в остаточных продуктах – мазуте и гудроне.

Азотистые соединения, содержащиеся в нефти: преимущественно гомологи пиридина, хинолина, индола, карбазола, пиррола, а также порфирины. Большей частью концентрируется в тяжёлых фракциях и остатках.

Кислородные соединения, содержащиеся в нефти: нафтеновые кислоты, фенолы, смолисто-асфальтеновые и др. вещества. Сосредоточены обычно в высококипящих фракциях углеводородов.

С точки зрения элементного состава в нефти присутствует более 50 химических элементов. указанных химических элементов, особенно примесей, колеблется в широких пределах. Ниже в таблице приводится элементный состав нефти:

Наименование химического элемента:%% содержание
Углерод, С82-87
Водород, Н11-14,5
Сера, S0,01-6 (редко до 8)
Азот, N0,001-1,8
Кислород, O0,005-0,35 (редко до 1,2)
Ванадий, V10-5-10-2
Никель, Ni

Источник: https://allbreakingnews.ru/neft-proisxozhdenie-svojstva-i-sostav/

Происхождение нефти и ее свойства

Происхождение нефти и ее свойства

Нефть — это комплекс сложных углеводородов природного происхождения в жидком агрегатном состоянии. Распространено мнение, что нефть имеет черный цвет, однако все ее физические характеристики напрямую зависят от состава. Даже в пределах одной зоны может добываться как очень густая, практически черная нефть, так и водянистая жидкость с едва заметным фиолетовым отливом.

Неоднородным составом объясняется высокая вариативность в ценах на нефть. Больше всего на международном рынке ценится нефть марки Brent, а также эталонные смеси вида Dubai Crude.

Нефть этих марок имеет оптимальный состав и плотность при минимальном содержании посторонних примесей.

Марки Urals, Siberian Light, добыча которых ведется в России, ценятся несколько ниже из-за меньшего содержания полезных углеводородов и необходимости проводить дополнительную очистку.

На текущий момент нефть считается главным полезным ископаемым, по объему добычи она уступает только природному газу. Нефть используется практически во всех областях промышленности:

  • топливная энергетика;
  • химическая промышленность;
  • медицина;
  • пищевая промышленность;
  • строительство.

Надо отметить, что в чистом виде нефть используется крайне редко — основными потребителями сырой нефти являются производители топлива. Остальные сферы применения нефти требуют ее поэтапной очистки, в результате которого нефть разделяется на фракции, пригодные к использованию в различных целях.

Открытие нефти

Нефть использовалась людьми задолго до того, как обрела славу «черного золота». Жители древнего Вавилона добывали природные битумы со знаменитого асфальтового озера и использовали их в качестве строительного клея. Это озеро до сих пор действует и используется жителями близлежащих деревень, хотя объемы добычи, конечно, значительно снизились.

Открытые источники нефти служили источником природного асфальта, битума и жидкой нефти для жителей Индии и Древнего Египта. Там они использовались для отапливания помещений, при строительстве пирамид, а также в медицинских целях.

Современная история нефти началась лишь в середине 19 века, в 1853 году. Тогда польскому химику Игнатию Лукасевичу впервые удалось провести безопасную и эффективную дистилляцию нефти на различные фракции. Спустя три года был открыт первый в мире завод по перегонке нефти — там проводился синтез чистого керосина, который шел на нужды промышленности всей Европы.

Первая достоверно зафиксированная скважина глубиной чуть более 20 метров была пробурена в Пенсильвании, США. Приток нефти был столь велик, что показатели прибыльности этой скважины превысили все возможные прогнозы. Новости об открытии столь обширного месторождения нефти разлетелась по всему миру, послужив толчком для роста нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности.

Растущий спрос на высокоэффективное топливо еще больше увеличил потребность в расширении нефтедобычи.

Повсеместно велась разработка новых способов бурения, проводились разведочные мероприятия по поиску нефти низкого уровня залегания.

В России первая скважина была открыта 3 февраля 1866 года, на Кудакинском промысле в Кубанской области. Эта дата считается моментом зарождения российской нефтепромышленности.

Химический состав и физические свойства нефти

Химию нефти можно вынести в отдельную область науки — настолько сложен и разнообразен ее состав. Исследователями было выделено свыше тысячи отдельных соединений, составляющих единый химический комплекс нефти. Распределение веществ по их процентному содержанию примерно следующее:

  • тяжелые жидкие углеводороды — от 70 до 90% по массе;
  • простые органические соединения — от 5% до 10% по массе;
  • растворенные газы;
  • минеральные соли;
  • органические кислоты.

Жидкие углеводороды представлены в основном нафтенами, парафинами, различными ароматическими и смешанными соединениями.

Простые органические соединения — это сернистые, азотистые и кислородные соединения, а также незначительное количество сложных металлорганических молекул. Самый типичный представитель этого химического ряда — сероводород. Его содержание по массе относительно не велико, однако даже микроскопические количества сероводорода вынуждают проводить сложную очистку сырой нефти.

Среди остальных веществ, которые входят в состав нефти, можно выделить растворенные газы — метан, этан и небольшие количества тяжелых изомеров. Специфический запах нефти придают меркаптаны, индолы, тиофены и некоторые другие продукты органического белкового распада.

Основные физические свойства нефти и ее экономическая ценность определяется именно жидкими углеводородами. Нефть — крайне горючая жидкость, которая воспламеняется даже при низких (до -400С) температурах.

Растворенные горючие газы и сероводород еще более повышают опасность работы с этим полезным ископаемым, чем и обуславливается относительно высокая стоимость нефти даже в условиях международного кризиса.

Крайне неоднородный состав затрудняет общий анализ нефти — обычно проводится примерное исследование, где за результаты принимаются усредненные показатели. Современные стандарты предусматривают следующие физико-химические характеристики нефти:

  • средняя плотность;
  • вязкость;
  • температура вспышки;
  • удельная энергетическая теплоемкость.

Как было отмечено ранее, плотность и теплоемкость — основные экономические показатели нефти. Они зависят от содержания и распределения по массе тяжелых углеводородов, в соответствии с которыми нефть принято разделять на три типа:

  • тяжелая — плотность свыше 1,05 г/см3, сложные тяжелые углеводороды;
  • средняя — плотность в пределах 0,87 г/см3, простые тяжелые углеводороды;
  • легкая — плотность ниже 0,83 г/см3, легкие углеводороды;

В отдельную категорию вынесены твердые фракции нефти: природные битумы и асфальты.

Надо учитывать, что вышеприведенные показатели характерны для нормальных атмосферных условий. Обычно нефть залегает на глубинах от километра и глубже, где высокое давление значительно повышает ее плотность. Именно поэтому классификация нефти возможна только после взятия образца непосредственно на предполагаемом месте добычи.

Геология и теория происхождения нефти

Вплоть до конца 19 века среди геологов преобладало мнение о низком залегании нефти. Предполагалось, что нефтяные залежи равномерно распределяются в пористых горных породах на глубине от 10 до 100 метров.

В начале 20 века были открыты первые глубокие месторождения нефти, а еще спустя пару лет было установлено, что нефть практически не зависит от типа породы. Были открыты первые сланцевые залежи нефти, а также месторождения купольного типа.

Сегодня известно, что основными аккумуляторами природной нефти, из которых ее добыча экономически обоснована, служат:

  • известняки;
  • песчаные породы;
  • пористые образования любых типов;
  • глинистые полости.

При этом самые богатые месторождения залегают на глубинах от 3 до 4 километров, и заключены в естественные резервуары.

Если геология нефти и ее добычи изучена достаточно хорошо, то вопрос о ее изначальном происхождении все еще открыт. Ученые выдвигают различные теории образования природной нефти. Из них наибольшей доказательной базой обладает бриогенная теория органического происхождения.

Согласно положениям бриогенной теории, процесс образования нефти начался сразу после так называемой кислородной катастрофы. Тогда погибли миллиарды миллиардов древних микроскопических существ. Их останки осаждались на дно мирового океана, образуя слои биологического материала. Со временем, эти биологические (бриогенные) слои погружались все глубже, покрываясь сверху почвой или песком.

Возрастающее давление при отсутствии свободного кислорода послужило катализатором для образования сотен типов углеводородов. Легкие соединения — метан, этан и их изомеры, просачивались сквозь пористые породы, образовывая месторождения природного газа. Более тяжелые молекулы постепенно сливались в единый молекулярный комплекс, образовывая однородную жидкость — нефть.

Физические характеристики нефти позволяют ей не смешиваться с водой и окружающей почвой. Проникновение нефти в более глубокие слои земных недр обычно ограничивается непроницаемыми пластами — именно так и образуются месторождения нефти.

Сторонники бриогенной теории полагают, что образование нефти имеет непрерывный процесс, однако доказательств этому пока не найдено. Поэтому нефть считается невосполнимым ресурсом, что обуславливает необходимость поиска альтернативных источников энергии.

Источник: https://promdevelop.ru/proishozhdenie-nefti-i-ee-svojstva/

Как образовалась нефть в природе

Происхождение нефти и ее свойства

Нередко называют нефть «чёрным золотом», так как приносит она неплохую прибыль тем людям, кто ее добывает. Многие задаются вопросом о том, как образовалась нефть и какой ее состав. Далее попробуем разобраться в этом.

Основные компоненты

В состав нефти входят следующие компоненты:

— Углеводородный. Делится эта составляющая, в свою очередь, на нафтеновые, метановые и элементы ароматического типа.

— Асфальтосмолистый. Делится группа данных элементов и на растворимые в бензине вещества. Они называются асфальтенами. А также на нерастворимые элементы (смолы).

— Зольный. Это различные химические вещества, образующиеся при сжигании нефти.

Предназначение

Данный продукт бывает двух видов. А именно существует сырая и очищенная нефть. В первом случае имеется в виду вещество, которое образовалось в природе. Помимо прочего, в ее состав входят обломки горных пород, газы, вода и соли. Из-за того что эти компоненты ничего полезного человеку не несут и вредят оборудованию нефтедобытчиков, от них избавляются путем очистки нефти.

Из указанного полезного ископаемого изготавливают пластмассу, чистящие средства, краски, взрывчатые вещества. Солярку и бензин также вырабатывают из нефти. Даже автомобильные шины производят из этого полезного ископаемого. Еще из нефти изготавливают некоторые лекарственные препараты.

Указанное ископаемое – это топливное сырье. А от этого и происходит преобразование энергии. А именно механической, тепловой и т.д. Если нефтяные запасы исчерпаются, то людям придется ей искать замену.

Данное вещество заменит, скорее всего, водород, содержащийся в воде. Но человечество еще должно научиться осуществлять получение энергии из водорода. На сегодняшний день ученые работают над этим вопросом.

Как образовалась нефть?

Рассмотрим этот пункт подробнее. Есть две теории о том, как образовалось нефть. Они на сегодняшний день имеют своих противников и сторонников среди ученых.

Теорию № 1 называют биогенной. Согласно ей, процесс образования нефти осуществлялся из органических остатков различных животных и растений на протяжении многих миллионов лет. Эту теорию впервые выдвинул знаменитый русский ученый Ломоносов М.В.

Человеческая цивилизация намного быстрее развивается, чем темпы образования нефти. Поэтому она является невозобновляемым природным ресурсом. Согласно биогенной теории, нефть в недалеком будущем иссякнет. Некоторые ученые прогнозируют, что добыча «черного золота» будет длиться не больше 30 лет.

Иная теория намного оптимистичней и предоставляет надежду крупнейшим нефтяным компаниям. Называют ее абиогенной. Основоположником данной теории стал Д.И. Менделеев.

Однажды, навестив Баку, он познакомился со знаменитым геологом Германом Абихом, который с ним поделился своими мыслями насчет того, как образовалась нефть.

Абих заметил, что все большие месторождения указанного ископаемого расположены в основном рядом с трещинами и разломами земной коры.

Приняв к сведению данную информацию, Менделеев создал собственную теорию о том, как образуется нефть в природе.

Она гласит, что поверхностные воды, которые проникают вглубь коры земной через трещины, вступают в реакцию с металлами и их карбидами. В результате этого образуются углеводороды.

Они поднимаются постепенно по тем же самым трещинам в земной коре. Со временем в этих местах образуется нефтяное месторождение. Этот процесс длится не более 10 лет.

Данная теория о том, как образовалась нефть на земле, дает право утверждать ученым, что запасов этого вещества хватит еще на многие столетия. То есть месторождения этого полезного ископаемого смогут восстанавливаться, если человек будет на время добычу прекращать. Это сделать в условиях постоянного роста численности населения абсолютно невозможно.

Одна надежда остается на новые месторождения. На сегодняшний день приводятся работы по выявлению новейших доказательств истинности абиогенной теории. Известный московский ученый показал, что если нагреть до 400 градусов любой углеводород, который обладает полинафтеновой составляющей, то будет происходить выделение чистой нефти.

Это является достоверным фактом.

Нефть искусственная

В лабораторных условиях можно получить данный продукт. Это научились делать еще в прошлом веке. Зачем же люди добывают глубоко под землей нефть, а не получают ее путем синтеза? Дело в том, что у нее будет огромная рыночная стоимость. Ее производить совсем невыгодно.

Тот факт, что данный продукт получать можно в лабораторных условиях, подтверждает вышеуказанную абиогенную теорию. Ее в последнее время поддерживают многие.

Из чего образуется природный газ

Рассмотрим для сравнения происхождение этого полезного ископаемого. Умершие живые организмы, опустившись на дно моря, находились в такой среде, где они не распадались ни в результате окисления (там отсутствует практически воздух и кислород), ни под действием микробов. В итоге из них образовывались илистые осадки.

Благодаря геологическим движениям, опускались они на большие глубины, проникая в земные недра. На протяжении миллионов лет подвергались эти осадки действию высоких температур и давлений. В результате этого проходил определенный процесс в этих отложениях. То есть углерод, который содержался в осадках, переходил в соединения, называемые углеводородами.

Этот процесс является немалозначимым в образовании указанного вещества.

Углеводороды высокомолекулярные являются жидкими веществами. Из них и создалась нефть. А вот низкомолекулярными углеводородами являются вещества газообразного типа. В природе встречается их немалое количество. Как раз из них природный газ и получается. Только для этого необходимы более высокие давления и температура. Поэтому там, где добывают нефть, всегда присутствует и природный газ.

Со временем многие отложения данных полезных ископаемых ушли на значительную глубину. На протяжении миллионов лет их перекрыли осадочные породы.

Определение цены на нефть

Рассмотрим и эту терминологию. Ценою на нефть является наличие денежного эквивалента соотношения предложения и спроса. Здесь имеется определенная взаимосвязь. То есть если падает предложение, то до выравнивания со спросом стоимость растет.

Цена на нефть также зависит от котировки фьючерсов или контрактов на данный продукт того или другого сорта. Это является существенным фактором.

Благодаря оперативной котировке нефти иногда выгодно торговать фьючерсами на фондовых индексах. Стоимость данного продукта обозначается в международном формате. А именно в американских долларах за баррель. Так, стоимость в 45.

50 на UKOIL означает, что 1 баррель указанного продукта марки Brent стоит 45.50 $.

Цена на нефть – это очень важный показатель для фондового рынка России. Его значение имеет большое влияние на развитие страны. В основном динамика данного показателя определяется из того, какая экономическая ситуация в Соединенных Штатах.

Это немаловажно знать в решении вопроса о том, как образуется цена на нефть.

Для эффективного прогнозирования динамики фондовой биржи необходим обзор стоимости данного полезного ископаемого за определенное время (за неделю), а не только то, какая цена сегодня.

Итог

Все вышеизложенное содержит немало полезной информации. Ознакомившись с данным текстом, каждый сможет разобраться в решении вопроса о том, как образуется нефть и газ в природе.

Источник: https://FB.ru/article/165471/kak-obrazovalas-neft-v-prirode

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.