Переработка углеводородного сырья - важный элемент хозяйственной деятельности развитого государства. В настоящее время вопросы, касающиеся минерально-сырьевого потенциала, являются особенно актуальными. От успехов в данной области напрямую зависит положение государства на мировой политической арене, стабильность его экономики, уровень жизни населения.
Прогнозы, разведка
Углеводородное сырье — это природный газ, нефть, включая попутный (нефтяной) газ. Доходы, получаемые от реализации сырья, идут на развитие социальных отраслей. По оценкам экспертов, объемы природных углеводородов постепенно исчерпываются. Для нефти сроки полного расходования составляют 50-100 лет, а для газа - 120 лет.
Некоторые ученые считают, что есть еще неизвестные месторождения газа и нефти, а также нетрадиционные месторождения углеводородов, объемы которых настолько велики, что их будет достаточно для удовлетворения потребностей следующих поколений. Бережное использование разведанных запасов, разумное восполнение добычи новых месторождений, освоение эффективных новых технологий разведки, извлечения углеводородов из пластов, эффективное применение энергетических ресурсов - все это способствует сохранению ценных энергетических ресурсов планеты.
Современные тенденции
Анализируя углеводородное сырье, необходимо уделить внимание полезному ископаемому - нефти. Это горючее вещество представляет собой маслянистую жидкость, которая может быть прозрачной, желтой, зеленой, вишневой, коричневой.
Состав нефти
Химия углеводородного сырья представляет особый интерес. Нефть является смесью разных органических соединений с небольшим количеством азота, серы, фосфора в составе. Простейшим и самым легким углеводородом, который входит в ее состав, является метан (СН4). В зависимости от того, в каком количестве углеводороды входят в состав нефти, свойства ее могут меняться. С точки зрения химии, данное углеводородное сырье состоит из:
-
84 % углерода;
-
14 % водорода;
-
3 % серы;
-
около 1 % кислорода;
-
около 1 % металлов (ванадия, никеля, железа кобальта, хрома, молибдена);
-
около 1 % солей (хлоридов магния, кальция, натрия).
Месторождения углеводородного сырья отличаются по глубине залегания и способам добычи. К примеру, на глубинах до 5-6 километров находится нефть и углеводородный газ, на больших глубинах можно обнаружить только газ, у поверхности — только нефть. Бо́льшая часть продуктивных пластов располагается между 1 и 6 километром, здесь газ и нефть могут встречаться в разных сочетаниях.
В горных породах нефть залегает коллекторами. Пласт-коллектором называют горную породу, которая способна в себя вмещать флюиды - особые подвижные вещества.
Происхождение нефти
Это углеводородное сырье образуется в результате длительного многостадийного процесса (от 50 до 350 млн лет). Сторонники биогенной теории убеждены в том, что нефть формируется из останков микроорганизмов, которые жили в водных бассейнах миллионы лет назад. После отмирания они образовывали слои с высокой процентной концентрацией органического вещества. В результате биохимических процессов, которые происходят без доступа кислорода, образуются углеводороды. Часть их перешла в газообразное состояние, часть стала жидкостями, а часть - твердыми соединениями.
Интересные факты
Использование углеводородного сырья уходит корнями в глубокую древность. Есть сведения о том, что больше 6500 лет назад жители территории, на которой сегодня находится Ирак, добывали цементирующий и строительный материал при возведении домов, защищая свои жилища от попадания влаги. В Древнем Египте собирали нефть с поверхности воды, применяли ее для освещения и в качестве строительного материала. Уникальное углеводородное сырье применялось для герметизации лодок и в качестве мумифицирующего вещества.
На Ближнем Востоке во время существования древнего Вавилона осуществлялась полноценная торговля «черным золотом».
Переработка углеводородного сырья в России началась только в XV веке. Ее собирали на реке Ухта с поверхности воды и применяли не только для хозяйственных нужд, но и в качестве лекарственного средства.
Лишь в 1864 году в Кубанской области перешли к механическому бурению скважин с помощью паровой машины. Мировая нефтедобыча началась с августа 1859 года на территории США. Благодаря бурению скважин появился дешевый доступ к требуемому сырью, стала активно развиваться нефтяная отрасль.
Газы
Востребованным углеводородным сырьем являются попутный и природный газы. Они могут находиться в трех типах залежей: газонефтяных, газовых, газоконденсатных. Для газовых залежей характерно естественное подземное скопление алканов, которое не имеет прямой связи с нефтяными месторождениями. Газонефтяные залежи характеризуются одновременным присутствием нефти и газа.
Газоконденсатные виды характеризуются высоким давлением и повышенными температурами в пласте. В таких условиях углеводороды переходят в газ, при понижении давления идет обратная конденсация.
Природные газы в большей части состоят из метана. Также в их составе есть пропан, этан, бутан, несущественное количество пентана и иных компонентов: азота, углекислого газа, инертных газов, сероводорода. На долю природного газа приходится 99,3 % метана, а гомологи составляют не больше 5 %.
Попутный газ — это газ, который растворен в нефти либо выделяется из нее в процессе добычи. По выходу из скважины нефть и попутный газ проходят через газогенераторы, здесь и начинается их разделение. Именно попутный газ является ценнейшим сырьем для нефтехимического промышленного синтеза.
Области применения
Среди основных областей использования углеводородного сырья необходимо упомянуть применение в виде топлива. Высокая температура сгорания, экономичность применения, все это сделало газ самым востребованным видом энергетических ресурсов. Кроме природного и попутного газа, прекрасным углеводородным сырьем является нефть. От рациональности добычи, комплексности переработки природных ресурсов, соблюдения мер безопасности, напрямую зависит экономическая и политическая мощь государства.