Ropa naftowa

Ropa naftowa

Ropa naftowa (pot. olej skalny[1], ropa[2], nafta[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 chemicznego, a przede wszystkim jako jeden z najważniejszych surowców energetycznych.

Pochodzenie ropy naftowej

Teoria nieorganiczna pochodzenia ropy

Teoria organiczna pochodzenia ropy

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

Złoża ropy naftowej w Polsce (2013)
(c) Bundesarchiv, Bild 183-R00740 / CC-BY-SA 3.0

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

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

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

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

Podstawowy skład pierwiastkowy ropy naftowej to:

Oprócz tych pierwiastków w ropie naftowej można znaleźć około 50 innych pierwiastków chemicznych, w tym wanad, nikiel, chlor.

Pod względem związków:

Właściwości fizyczne ropy

Średnia masa cząsteczkowa wynosi 220–300 g/mol (rzadko 450–470 g/mol). Gęstość 0,73–1,03 g/cm³[5] (zwykle 0,82–0,95 g/cm³); przenikalność dielektryczna 2,0–2,5; przewodnictwo elektryczne właściwe od 2×10−10 do 3×10−19 om−1·cm−1.

Podział ropy

  • 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:
  • 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

Badania geofizyczne

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

Obecnie ropy naftowej poszukuje się na każdym terenie ze względu na wyczerpywanie się złóż dotychczas eksploatowanych.

Wydobycie ropy naftowej

Wydobycie ropy naftowej przez największych producentów w latach 1960–2006[6]
Schemat wydobycia ropy naftowej spod dna morskiego
1. Platforma wydobywcza
2. Warstwy skalne
3. Szyby
4. Gaz i ropa uwięzione w porowatej skale

Ropa jest wydobywana co najmniej od średniowiecza. Lokalizacja największych zasobów:

Afryka

Nigeria, Angola, Libia, Tunezja, Algieria, Egipt, Mauretania, Czad, Sudan, Sudan Południowy, Kamerun, Gabon, Kongo, Gwinea Równikowa, Południowa Afryka, Kenia, Tanzania, Mozambik, Somalia

Ameryka Północna

Meksyk (na półwyspie Jukatan oraz nad Zatoką Meksykańską); Stany Zjednoczone (w Kalifornii, na Alasce, w Nevadzie, w Utah, w Arizonie, w Kolorado, w Nowym Meksyku, w Kansas, w Oklahomie, w Teksasie, w Luizjanie, w Nebrasce, w Dakocie Północnej, w Dakocie Południowej, w Wyoming, w Montanie, w Iowa, w Missouri, w Michigan, w Illinois, w Kentucky, w Tennessee, w Alabamie, w Missisipi, na Florydzie, w Indianie, w Ohio, w Nowym Jorku, w Pensylwanii, w Wirginii Zachodniej, w Wirginii); Kanada (w Nowej Fundlandii i Labradorze, w Ontario, w Manitobie, w Saskatchewan, w Albercie); na Kubie, w Gwatemali, w Belize

Ameryka Południowa

Wenezuela, Brazylia, Kolumbia, Ekwador, Gujana, Trynidad i Tobago, Boliwia, Chile, Argentyna, Falklandy

Europa

na Morzu Północnym, z którego wydobywają Wielka Brytania, Norwegia, Dania, Holandia, Niemcy; wokół Sycylii i Sardynii; na Morzu Barentsa, z którego wydobywają Norwegia i Rosja; w Austrii, w Chorwacji, w Serbii, w Rumunii, w Bułgarii, w Rosji (Zagłębie Wołżańsko-Uralskie, Obwód samarski, Baszkiria, Obwód permski, Czeczenia, Adygeja, Republika Komi, Sachalin, Obwód kaliningradzki

Azja

Zatoka Perska, z której wydobywają Zjednoczone Emiraty Arabskie, Arabia Saudyjska, Katar, Bahrajn, Kuwejt, Irak, Iran, Oman i Jemen; w Azerbejdżanie; na Morzu Kaspijskim, z którego wydobywają Rosja, Azerbejdżan, Kazachstan, Turkmenistan, Iran; w Kazachstanie, w Turkmenistanie, w Syrii, w Indiach, Chińska Republika Ludowa (Daqing, Shengli, Nanyang, Renqiu, Karamay, Dagang, Yumen, na Morzu Żółtym, na Morzu Południowochińskim), w Tajlandii, w Malezji, w Indonezji, na Filipinach, w Wietnamie, w Afganistanie, w Pakistanie

Oceania

Australia, Nowa Zelandia, Papua-Nowa Gwinea

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 naftowej 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].

Wydobycie ropy naftowej i rezerwy największych producentów ropy[8]
#KrajWydobycie w 2013
(tys. baryłek/dzień)
Rezerwy
(mld baryłek)
Rezerwy
(lata)
1 Arabia Saudyjska (OPEC)11525265,963
2 Rosja1078893,023
3 Stany Zjednoczone1000344,212
4 Chiny418018,112
5 Kanada3948174,3121
6 Zjednoczone Emiraty Arabskie (OPEC)364697,973
7 Iran (OPEC)3558157,0120
8 Irak (OPEC)3141157,0137
9 Kuwejt (OPEC)3126101,589
10 Meksyk287511,111
11 Wenezuela (OPEC)2623298,3311
12 Nigeria (OPEC)232237,144
13 Brazylia211415,620
14 Katar (OPEC[i])199525,134
15 Norwegia18378,713
Łącznie868081687,953
  1. W OPEC w latach 1961–2018

Wydobycie w Polsce

Transport ropy naftowej

Eksport ropy naftowej
Import ropy naftowej

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

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

Jest podstawowym surowcem przemysłu petrochemicznego stosowanym do otrzymywania m.in. benzyny, nafty, olejów, parafiny, smarów, asfaltów, mazutów, wazelin i wielu materiałów syntetycznych.

Skażenie środowiska

Ropa naftowa może skazić środowisko w dwóch sytuacjach – podczas poszukiwań i eksploatacji, oraz w czasie transportu. O ile erupcje związane z anormalnie wysokim ciśnieniem złożowym lub awariami głowic przeciwerupcyjnych są rzadkie i szybko opanowywane, to prawdziwą plagą 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

Przypisy

  1. Witold Doroszewski (red.): olej. W: Słownik języka polskiego [on-line]. PWN. [dostęp 2015-05-01].
  2. ropa. W: Słownik języka polskiego [on-line]. PWN. [dostęp 2015-05-01].
  3. nafta. W: Słownik języka polskiego [on-line]. PWN. [dostęp 2015-05-01].
  4. Encyklopedia Powszechna PWN, tom 4, str. 54. Państwowe Wydawnictwo Naukowe – Warszawa 1976 r.
  5. Encyklopedia techniki. Chemia, Władysław Gajewski (red.), Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1965, OCLC 33835352.[potrzebny numer strony]
  6. World Crude Oil Production. [dostęp 2010-08-29].
  7. Economy. „Iran Investment”. 4 (50), s. 7, 2010. 
  8. a b c BP Statistical World Energy Review 2014, BP, 2014 [dostęp 2014-06-20] [zarchiwizowane z adresu 2015-10-10].

Media użyte na tej stronie

Flag of the United States.svg
The flag of Navassa Island is simply the United States flag. It does not have a "local" flag or "unofficial" flag; it is an uninhabited island. The version with a profile view was based on Flags of the World and as a fictional design has no status warranting a place on any Wiki. It was made up by a random person with no connection to the island, it has never flown on the island, and it has never received any sort of recognition or validation by any authority. The person quoted on that page has no authority to bestow a flag, "unofficial" or otherwise, on the island.
Bundesarchiv Bild 183-R00740, Boryslaw, Erdölgewinnung.jpg
(c) Bundesarchiv, Bild 183-R00740 / CC-BY-SA 3.0
Dla celów dokumentacyjnych Niemieckie Archiwum Federalne często zachowywało oryginalny opis fotografii, który może być błędny, tendencyjny, przestarzały bądź politycznie skrajny. Info non-talk.svg
Boryslaw, Erdölgewinnung

ADN-ZB/Archiv Rußland 1909 Bohrtürme auf den Ölfeldern von Boryslaw in Galizien.

[Scherl Bilderdienst]
PL ropa naftowa złoża.png
Autor: Tomasz Majtyka, Licencja: CC BY-SA 3.0
Złoża ropy naftowej w Polsce
Gulf Offshore Platform.jpg
Autor: Chad Teer from Coquitlam, France, Licencja: CC BY 2.0
Offshore platform located in the Gulf of Mexico, port location Cd. Del Carmen.
Schemat wydobywania ropy naftowej.svg
Autor: Marcin n® , Licencja: CC BY-SA 2.5

Schemat wydobycia ropy naftowej z pod dna morskiego

LEGENDA
1. Platforma wiertnicza
2. Warstwy skalne
3. Szyby
4. Gaz i ropa uwięzione w porowatej skale.


LEGEND
1. Drilling rig
2. Layers of rocks
3. Oil rigs

4. Oil & natural gas.
Kopalnia Ropy Naftowej i Gazu Ziemnego w Lubiatowie.jpg
Autor: Przemysław Blechman, Licencja: CC BY-SA 4.0
Kopalnia PGNIG w Lubiatowie
Top Oil Producing Countries.png
Top Oil-Producing Countries
(Crude Oil including Gas Condensate, million barrels per day, 1973–2016)
Oil imports.PNG
Autor: Autor nie został podany w rozpoznawalny automatycznie sposób. Założono, że to Roke~commonswiki (w oparciu o szablon praw autorskich)., Licencja: CC-BY-SA-3.0
oil imports in bbl/day, as listed on the CIA factbook (CIA data is incomplete). Data from before 2006. See also Image:Oil exports.PNG.
Petroleum cm05.jpg
Autor: unknown, Licencja: CC-BY-SA-3.0
Oil exports.PNG
Autor: Autor nie został podany w rozpoznawalny automatycznie sposób. Założono, że to Roke~commonswiki (w oparciu o szablon praw autorskich)., Licencja: CC-BY-SA-3.0
oil exports in bbl/day, as listed on the CIA factbook (CIA data is incomplete). See also Image:Oil imports.PNG.