Ropa naftowa; pot. ropa[1], nafta[2], olej skalny[3] – ciekła kopalina, złożona z mieszaniny naturalnych węglowodorów gazowych, ciekłych i stałych (bituminów) z niewielkimi domieszkami związków azotu, tlenu, siarki i zanieczyszczeń nieorganicznych. Ma podstawowe znaczenie dla gospodarki światowej jako surowiec przemysłu petrochemicznego, jeden z najważniejszych surowców energetycznych.
Pochodzenie ropy naftowej
[edytuj | edytuj kod]Teoria nieorganiczna pochodzenia ropy
[edytuj | edytuj kod]Teoria organiczna pochodzenia ropy
[edytuj | edytuj kod]Teoria organiczna pochodzenia ropy (stworzona m.in. przez: B. Radziszewskiego, K. Englera, H. Höfera, J.E. Hackforda, D. White’a) mówi, że ropa naftowa powstała przez przeobrażenie szczątków roślinnych i zwierzęcych nagromadzonych wraz z drobnymi okruchami mineralnymi w osadach morskich. Czynnikami powodującymi przejście substancji organicznych w bituminy są prawdopodobnie: środowisko redukujące, odpowiednia temperatura i ciśnienie, działalność bakterii, oddziaływanie pierwiastków promieniotwórczych i innych[4].
Występowanie ropy naftowej
[edytuj | edytuj kod]Złoża ropy naftowej często łączą się ze złożami gazu ziemnego. Występują najczęściej w antyklinach, przy czym sekwencja jest następująca: u dołu występuje podścielająca złoże solanka, następnie ropa naftowa, a w szczycie antykliny gaz ziemny. Może też występować w mieszaninie z piaskiem, tworząc tzw. piaski bitumiczne.
Skały zbiornikowe
[edytuj | edytuj kod]Skałami macierzystymi ropy naftowej są najczęściej ciemne łupki o dużej zawartości substancji bitumicznych. Ze skał macierzystych ropa pod wpływem gradientu ciśnienia przesączała się do sąsiadujących ze skałami macierzystymi skał o większej porowatości i/lub przepuszczalności (głównie piaskowców, często również wapieni).
Złożowe prowincje naftowe
[edytuj | edytuj kod]Ropę naftową wydobywa się w Azji (w rejonie Zatoki Perskiej, basenie Morza Kaspijskiego oraz na Syberii), w Ameryce Północnej (w Zatoce Meksykańskiej, w Stanach Zjednoczonych, w Kanadzie i w Meksyku), na dnie Morza Północnego oraz w północnej Afryce.
Właściwości ropy naftowej
[edytuj | edytuj kod]Surowa ropa naftowa wydobywana ze złoża jest cieczą barwy zwykle ciemnobrunatnej o ostrym, charakterystycznym zapachu, nierozpuszczalną w wodzie. Jest ona cieczą palną.
W zależności od pochodzenia jej barwa i inne własności mogą się zmieniać. Rozróżnia się cztery klasy ropy – A, B, C i D o różnych własnościach.
Skład chemiczny ropy
[edytuj | edytuj kod]Podstawowy skład pierwiastkowy ropy naftowej to:
- 80–88% węgla
- 11–14,5% wodoru
- 0,01–6% siarki (rzadko do 8%)
- 0,005–0,7% tlenu (rzadko do 1,2%)
- 0,001–1,8% azotu.
Oprócz tych pierwiastków w ropie naftowej można znaleźć około 50 innych pierwiastków chemicznych, w tym wanad, nikiel, chlor.
Pod względem związków:
- węglowodory (95% wag.):
- parafinowe: gazowe (o długości łańcucha C1–C4), ciekłe (C5–C15), stałe (powyżej C15)
- naftenowe
- aromatyczne.
- Związki organiczne zawierające heteroatomy:
- żywice i asfalteny
- różne związki siarki: siarczki, wielosiarczki, merkaptany, tiofen i jego pochodne
- różne związki azotowe: zasady purynowe, pochodne chinoliny, indolu, pirolu i karbazolu
- różne związki tlenowe: kwasy naftenowe, kwasy tłuszczowe, fenol, krezole, ksylenole i naftole.
- Związki nieorganiczne
- siarkowodór
- woda
- związki manganu, niklu, krzemu.
Właściwości fizyczne ropy
[edytuj | edytuj kod]Średnia masa cząsteczkowa wynosi 220–300 g/mol (rzadko 450–470 g/mol). Gęstość 0,73–1,03 g/cm³[5].
Podział ropy
[edytuj | edytuj kod]- ze względu na gęstość:
- lekka (poniżej 0,878 g/cm³)
- średnia (od 0,878 do 0,884 g/cm³)
- ciężka (powyżej 0,884 g/cm³)
- ze względu na skład chemiczny ropy:
- parafinowa
- naftenowa
- parafinowo-naftenowa
- aromatyczna
- parafinowo-naftenowo-aromatyczna
- parafinowo-aromatyczna
- ze względu na zawartość siarki w ropie:
- niskosiarkowa (poniżej 0,5%)
- siarkowa (powyżej 0,5%)
- ze względu na zawartość żywic w ropie:
- małożywiczna (poniżej 17%)
- żywiczna (od 18 do 35%)
- wysokożywiczna (powyżej 35%)
- ze względu na zawartość parafiny w ropie:
- niskoparafinowa (bezparafinowa) (temperatura krzepnięcia poniżej −16 °C)
- parafinowa (temperatura krzepnięcia od −15 °C do +20 °C)
- wysokoparafinowa (temperatura krzepnięcia powyżej +20 °C)
Poszukiwanie ropy naftowej
[edytuj | edytuj kod]Badania geofizyczne
[edytuj | edytuj kod]Podstawową metodą typowania obszarów perspektywicznych i poszukiwania złóż ropy naftowej przez geofizyków jest sejsmika refleksyjna. Dzięki niej można rozpoznać budowę geologiczną badanego terenu i wytypować pułapki złożowe.
Wiercenia poszukiwawcze
[edytuj | edytuj kod]Obecnie ropy naftowej poszukuje się na każdym terenie ze względu na wyczerpywanie się złóż dotychczas eksploatowanych.
Wydobycie ropy naftowej
[edytuj | edytuj kod]Ropa jest wydobywana co najmniej od średniowiecza. Lokalizacja największych zasobów:
Duży wpływ na wielkość wydobycia i ceny ropy naftowej ma organizacja OPEC zrzeszająca kilkanaście krajów znad Zatoki Perskiej, Afryki i Ameryki Pd. W 2010 roku udział OPEC w światowym wydobyciu ropy naftowej wynosił 44%[7].
Światowe zasoby ropy naftowej w 2013 szacowane były na 1688 miliardów baryłek (230 mld ton)[8]. Wydobycie ropy wynosiło około 60 mln baryłek dziennie w 1986, około 70 mln baryłek dziennie w 1996, około 80 mln baryłek dziennie w 2004 i około 86 mln baryłek dziennie w 2013[8].
Lp. | Kraj | Wydobycie w 2013 (tys. baryłek/dzień) |
Rezerwy (mld baryłek) |
Rezerwy (lata) |
---|---|---|---|---|
1 | Arabia Saudyjska (OPEC) | 11525 | 265,9 | 63 |
2 | Rosja | 10788 | 93,0 | 23 |
3 | Stany Zjednoczone | 10003 | 44,2 | 12 |
4 | Chiny | 4180 | 18,1 | 12 |
5 | Kanada | 3948 | 174,3 | 121 |
6 | Zjednoczone Emiraty Arabskie (OPEC) | 3646 | 97,9 | 73 |
7 | Iran (OPEC) | 3558 | 157,0 | 120 |
8 | Irak (OPEC) | 3141 | 157,0 | 137 |
9 | Kuwejt (OPEC) | 3126 | 101,5 | 89 |
10 | Meksyk | 2875 | 11,1 | 11 |
11 | Wenezuela (OPEC) | 2623 | 298,3 | 311 |
12 | Nigeria (OPEC) | 2322 | 37,1 | 44 |
13 | Brazylia | 2114 | 15,6 | 20 |
14 | Katar (OPEC[i]) | 1995 | 25,1 | 34 |
15 | Norwegia | 1837 | 8,7 | 13 |
Łącznie | 86808 | 1687,9 | 53 |
- ↑ W OPEC w latach 1961–2018
Wydobycie w Polsce
[edytuj | edytuj kod]Transport ropy naftowej
[edytuj | edytuj kod]Ropę transportuje się na dwa sposoby. Na terenach lądowych najbardziej opłacalny ekonomicznie jest transport rurociągowy. Rurociągi ropy naftowej są wykonane ze stalowych rur o wewnętrznej średnicy 30 do 120 cm. Tam gdzie to możliwe, są budowane na powierzchni ziemi. Ropa naftowa jest utrzymywana w ruchu przez system stacji pomp, budowanych wzdłuż rurociągu i zwykle płynie z prędkością około 1 do 6 m/s.
Chociaż rurociągi można budować nawet pod morzem, to jest to bardzo wymagający ekonomicznie i technicznie proces, a przy tym ryzykowny ekologicznie, więc większość ropy naftowej jest transportowana na morzu przez tankowce. Załadunek odbywa się na FPSO, platformach eksploatacyjnych, lub przy bojach przeładunkowych, a rozładunek tankowców odbywa się w terminalach naftowych.
Przetwórstwo ropy naftowej
[edytuj | edytuj kod]Przetwórstwem ropy naftowej zajmuje się przemysł rafineryjny, który przerabia ją w rafineriach. Aby wyodrębnić z ropy jej poszczególne składniki (np. benzynę) stosuje się destylację frakcyjną. Ropę rozdziela się na frakcje dzięki różnicy w temperaturach wrzenia poszczególnych jej składników. Jakość ropy ustala się na podstawie indeksu API.
Zastosowanie ropy naftowej
[edytuj | edytuj kod]Jest podstawowym surowcem przemysłu petrochemicznego stosowanym do otrzymywania m.in. benzyny, nafty, olejów, parafiny, smarów, asfaltów, mazutów, wazelin i wielu materiałów syntetycznych.
Skażenie środowiska
[edytuj | edytuj kod]Ropa naftowa może skazić środowisko w trzech sytuacjach – podczas poszukiwań, eksploatacji i w czasie jej transportu. O ile erupcje związane z anormalnie wysokim ciśnieniem złożowym lub awariami głowic przeciwerupcyjnych są rzadkie i szybko opanowywane, to dużym zagrożeniem dla środowiska są awarie powstałe w czasie transportu – głównie katastrofy tankowców (np. MT Exxon Valdez, MT Prestige).
Katastrofy wielkich zbiornikowców zdarzają się na świecie prawie co rok. Wyciek ropy naftowej spowodowany awarią zbiornikowca ma bardzo poważne skutki:
- ropa szybko rozprzestrzenia się po powierzchni morza, tworząc na wodzie warstwę o grubości 0,3 mm i powodując zanieczyszczenie wybrzeża;
- najlżejsze składniki ropy parują, a najcięższe mieszają się z wodą morską i powoli opadają na dno;
- lepka ropa skleja pióra ptaków morskich oraz skrzela ryb i innych zwierząt wodnych;
- na skażonym obszarze ropa uniemożliwia zwierzętom wodnym poruszanie, oddychanie i odżywianie się;
- warstwa ropy nie przepuszcza potrzebnego organizmom tlenu i promieniowania słonecznego;
- bakterie stopniowo usuwają ropę, zużywając do tego celu cały tlen rozpuszczony w wodzie.
Zobacz też
[edytuj | edytuj kod]Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ ropa. [w:] Słownik języka polskiego [on-line]. PWN. [dostęp 2015-05-01].
- ↑ nafta. [w:] Słownik języka polskiego [on-line]. PWN. [dostęp 2015-05-01].
- ↑ Witold Doroszewski (red.): olej. [w:] Słownik języka polskiego [on-line]. PWN. [dostęp 2015-05-01].
- ↑ Encyklopedia Powszechna PWN, tom 4, s. 54. Państwowe Wydawnictwo Naukowe – Warszawa 1976 r.
- ↑ Encyklopedia techniki. Chemia, Władysław Gajewski (red.), Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1965, OCLC 33835352 .
- ↑ World Crude Oil Production. [dostęp 2010-08-29].
- ↑ Economy. „Iran Investment”. 4 (50), s. 7, 2010.
- ↑ a b c BP Statistical World Energy Review 2014, BP, 2014 [dostęp 2014-06-20] [zarchiwizowane z adresu 2015-10-10] .