Нефть


 НЕФТЬ (через тур. neft, от перс. нефт; восходит к аккадскому напатум — вспыхивать, воспламенять * а. oil, crude oil, petroleum; н. Erdol, Ol, Rohol; ф. petrole, huile, naphte; и. petroleo, oil, nafta) — горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространённая в осадочной оболочке Земли, являющаяся важнейшим полезным ископаемым. Образуется вместе с газообразными углеводородами (см. Газы природные горючие) обычно на глубине более 1,2-2 км. Вблизи земной поверхности нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. (см. Битумы природные). Нефть в залежах в различной степени насыщена газом, в основном лёгкими углеводородами (см. Нефтяной газ).

Химический состав и физические свойства. Нефть — сложное природное образование, состоящее из углеводородов (метановых, нафтеновых и ароматических) и неуглеводородных компонентов (в основном кислородных, сернистых и азотистых соединений).

Элементный состав нефти: С 82,5-87%; Н 11,5-14,5%; О 0,05-0,35, редко до 0,7%; S 0,001-5,5, редко свыше 8%; N 0,02-1,8%. Около 1/3 всей добываемой в мире нефти содержит свыше 1% S. Химический состав нефти различных месторождений колеблется в широких пределах, и говорить о её среднем составе можно только условно (рис.). Бензиновые и керосиновые фракции большинства нефтей CCCP характеризуются значительным содержанием алканов (свыше 50%), иногда преобладают нафтены (50-75%). Содержание ароматических углеводородов в бензиновых и керосиновых фракциях большинства нефтей от 3 до 15% и от 16 до 27% соответственно. Масляные дистилляты значительно различаются по углеводородному составу. Наибольшим содержанием ароматических углеводородов (в некоторых случаях до 53-65%) отличаются фракции высокосернистых нефтей. Часто нефти характеризуются значительным содержанием твёрдых углеводородов нормального строения — парафинов. Кислородные соединения присутствуют в виде нефтяных кислот, асфальтенов и смол, содержащих свыше 90% находящегося в нефти кислорода. Сернистые соединения нефти — сероводород, меркаптаны, сульфиды, дисульфиды, тиофаны, а также полициклические сернистые соединения разнообразной структуры. Азотистые соединения — в основном гомологи пиридина, гидропиридина и гидрохинолина. Компонентами нефти являются также газы, растворённые в ней (от 30 до 300 м3 на 1 т нефти), вода и минеральные соли. Содержание золы (минеральных веществ) в большинстве нефтей не превышает десятых долей процента. Максимальные концентрации металлов в нефти не превышают сотых долей процента: V — 0,015%; Ni — 0,005%; Cu — 0,0001%; Со — 0,00004%; Mo — 0,00044%; Cr — 0,00018%.

Цвет нефти варьирует от светло-коричневого до тёмно-бурого и чёрного; плотность от 800 до 980-1050 кг/м3 (плотность менее 800 кг/м3 имеют газовые конденсаты). По плотности нефти делятся на 3 группы; на долю лёгких нефтей (с плотностью до 870 кг/м3) в общемировой добыче приходится около 60% (в CCCP — 66%); на долю средних нефтей (871-910 кг/м3) в CCCP — около 28%, за рубежом — 31%; на долю тяжёлых (свыше 910 кг/м3) — соответственно около 6% и 10%.

Температура начала кипения нефти выше 28°С. Температура застывания колеблется от +26 до -60°С и зависит от содержания парафина (чем его больше, тем температура застывания выше), удельная теплоёмкость нефти 1,7-2,1 кДж, уд. теплота сгорания 43,7-46,2 МДж/кг, диэлектрическая проницаемость 2-2,5, электрическая проводимость 2•10-10-0,3•10-18 Ом-1•см-1. Вязкость изменяется в широких пределах (при 50°С 1,2-55•10-6 м2/с) и зависит от химического и фракционного состава нефти и смолистости (содержания в ней асфальтеново-смолистых веществ). Температура вспышки колеблется от 35 до 120°С в зависимости от фракционного состава и давления насыщенных паров. Нефть растворима в органических растворителях, в воде при обычных условиях практически нерастворима (может образовывать с ней стойкие эмульсии).

 Методы исследования нефти. Сведения о свойствах и составе нефти используются для установления её генезиса и процессов формирования месторождений; для уточнения направлений поиска и разведки, прогнозирования качества нефти для проектирования и организации рациональной добычи, транспорта, хранения и рациональной переработки нефти

Методы исследования нефти включают определение физических свойств (плотность, вязкость, температурные, оптические, электрические и др.) и состава — фракционного (выход фракций в определённых пределах кипения), группового (содержание углеводородов, смол, асфальтенов; содержание классов углеводородов, составляющих нефти или её фракции; содержание групп смолисто-асфальтеновых компонентов), структурно-группового (среднее содержание структурных групп в составляющих нефти соединениях), индивидуального (молекулярный состав части углеводородов и относительно низкомолекулярных гетероатомных соединений нефти), элементного (относительное содержание углерода, водорода, серы, азота, кислорода и микроэлементов в нефти).

Данные определения свойств и состава нефти находят выражение в различных их классификациях: геохимических и генетических — для характеристики и идентификации нефти, технологических — имеющих значение для оценки способов переработки нефти, химических — имеющих как самостоятельное значение, так и лежащих в основе геохимических и технологических классификаций. При промысловых исследованиях определяют плотность нефти, её фракционный состав (выход фракций в % по массе от начала кипения до 350°С), вязкость, содержание серы, смол, асфальтенов, парафинов и их температуру плавления.

В 1980 в CCCP приняты единые унифицированные программы исследования нефти. Они включают комплекс методов изучения свойств (плотность, вязкость, температура вспышки и застывания и др.); элементного состава, в т.ч. содержание металлов в нефти; группового состава — содержание смол, асфальтенов, парафинов, нефтяных кислот, фенолов и др.; фракционного состава (потенциальное содержание фракций при атмосферно-вакуумной разгонке); группового состава углеводородов бензиновых, керосино-газойлевых и масляных дистиллятов; структурно-группового состава 50-градусных фракций нефти, определённого по методу n-d-m; индивидуального углеводородного состава бензиновых фракций, определяемого газожидкостной хроматографией; товарные характеристики дистиллятов, остаточных масел и др.

В геохимических и генетических исследованиях большое значение имеет изучение нефти на молекулярном уровне. Методы газожидкостной хроматографии позволяют изучить индивидуальный состав углеводородов бензиновых фракций; широкое распространение получила газожидкостная хроматография нефракционированной нефти в режиме программирования температуры, которая даёт распределение нормальных и изопреноидных алканов в интервале С1235, лежащее в основе химической типизации нефти; использование компьютерной хромато-масс-спектрометрии позволяет установить состав и концентрацию реликтовых стеранов и гопанов С2735, несущих исключительную генетическую информацию.

Основу технологической классификации нефтей в CCCP составляют: содержание серы (класс I — малосернистые нефти, включающие до 0,5% S; класс II — сернистые нефти с 0,5-2% S; класс III — высокосернистые нефти, содержащие свыше 2% S); потенциальное содержание фракций, выкипающих до 350°С (тип Т1 — нефти, в которых указанных фракций не меньше 45%, тип Т2 — 30-44,9% и Т3 — меньше 30%); потенциальное содержание масел (группы М1, М2, М3 и М4; для М1 содержание масел не меньше 25%, для М4 — меньше 15%); качество масел (подгруппа И1 — нефти с индексом вязкости масла больше 85, подгруппа И2 — нефти с индексом вязкости 40-85); содержание парафина в нефти и возможность получения реактивных дизельных зимних или летних топлив и дистиллятных масел с депарафинизацией или без неё (вид Р1 — нефти с содержанием парафина до 1,5%, вид П2 — нефти с 1,5-6% парафина и вид П3 — нефти с содержанием парафина свыше 6%). Сочетание обозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида составляет шифр технологической классификации нефти. За рубежом нефти сортируют в основном по плотности и содержанию серы.

Происхождение и условия залегания нефти издавна привлекали внимание естествоиспытателей. В 1546 Г. Агрикола писал, что нефти и каменные угли имеют неорганическое происхождение; угли образуются путём сгущения нефти и её затвердевания. М. В. Ломоносов ("О слоях земных", 1763) высказал идею о дистилляционном происхождении нефти под действием глубинного тепла из органического вещества, которое даёт начало и каменным углям. Со 2-й половины 19 века усиливается интерес к нефти в связи с развитием нефтяной промышленности, появляются разнообразные гипотезы неорганического (минерального) и органического происхождения нефти. В 1866 французский химик М. Бертло предположил, что нефти образуется в недрах Земли при воздействии углекислоты на щелочные металлы. В 1871 французский химик Г. Биассон выступил с идеей о происхождении нефти путём взаимодействия воды, CO2, Н2S с раскалённым железом. В 1877 Д. И. Менделеев предложил минеральную (карбидную) гипотезу, согласно которой возникновение нефти связано с проникновением воды вглубь Земли по разломам, где под действием её на "углеродистые металлы" — карбиды — образуются углеводороды и оксид железа. В 1889 В. Д. Соколов изложил гипотезу космического происхождения нефти, по которой исходным материалом для возникновения нефти служили углеводороды, содержавшиеся в газовой оболочке Земли ещё во время её звёздного состояния; по мере остывания Земли углеводороды были поглощены расплавленной магмой, а затем, с формированием земной коры, газообразные углеводороды проникли в осадочные породы, сконденсировались и образовали нефть. Были предложены гипотезы вулканического происхождения нефти (Ю. Кост, 1905), минерального мантийного образования (Н. М. Кижнер, 1914, Е. Мак-Дермот, 1939, К. Ван Орстранд, 1948).

В 50-60-е годы 20 века в CCCP Н. А. Кудрявцев, В. Б. Порфирьев, Г. Н. Доленко и др. и за рубежом Ф. Хойл (Великобритания), Т. Голд (США) и другие учёные выдвинули различные гипотезы неорганического происхождения нефти.

На международных нефтяных и геохимических конгрессах (1963-83) гипотезы неорганического происхождения нефти не получили поддержки. Большинство геологов-нефтяников в CCCP и за рубежом — сторонники концепции органического происхождения нефти. В своём становлении она прошла этапы сложной внутренней борьбы представителей различных научных школ и направлений и превратилась в научную теорию, на основе которой осуществляются нефтепоисковые работы.

Установление в конце 19 — начале 20 вв. оптической активности нефти и тесной связи её с сапропелевым органическим веществом осадочных пород привело к возникновению сапропелевой гипотезы, высказанной впервые немецким ботаником Г. Потонье в 1904-05. В дальнейшем её развивали русские и советский учёные Н. И. Андрусов, В. И. Вернадский, И. М. Губкин, Н. Д. Зелинский, Г. П. Михайловский, Д. В. Голубятников, М. В. Абрамович, К. И. Богданович и др.; немецкий учёный К. Энглер; американские геологи Дж. Ньюберри, Э. Ортон, Д. Уайт и др.

В 20-е гг. начаты геолого-геохимические исследования по проблеме нефтеобразования и связанной с ней проблеме нефтематеринских отложений (в CCCP А. Д. Архангельский, 1925-26; в США П. Траск, 1926). В 1932 была опубликована классическая работа И. М. Губкина "Учение о нефти", сыгравшая огромную роль в развитии представлений о генезисе нефти и формировании её залежей. В 50-е гг. (в CCCP — А. И. Горская, в США — Ф. Смит) были открыты нефтяные углеводороды в современных осадках водоёмов различного типа (в озёрах, заливах, морях, океанах). Дальнейшему прогрессу представлений о происхождении нефти способствовали работы многих учёных и коллективов исследователей разных стран: в CCCP А. Д. Архангельский, В. И. Вернадский, А. П. Виноградов, И. М. Губкин, Н. М. Страхов, А. А. Трофимук, И. О. Брод, Н. Б. Вассоевич, В. В. Вебер, А. Ф. Добрянский, В. А. Соколов, В. А. Успенский и др.; в США А. Леворсен, Дж. Смит, Дж. Хант, Х. Хедберг и др.; во Франции Б. Тиссо и др.; в ГДР Р. Майнхольд, П. Мюллер и др.; в ФРГ М. Тайхмюллер, Т. Вельте и др., а также в Японии, Великобритании и других странах. Убедительные доказательства биогенной природы нефтематеринского вещества были получены в результате детального изучения эволюции молекулярного состава углеводородов и их биохимических предшественников в исходных организмах, в органическом веществе осадков и пород и в различных нефтях из залежей. Важным явилось обнаружение в составе нефти хемофоссилий — своеобразных молекулярных структур, унаследованных целиком или в виде фрагментов от органического вещества. Изучение распределения стабильных изотопов углерода, серы, азота, кислорода, водорода в нефти, органических веществах пород и в организмах (А. П. Виноградов, Э. М. Галимов) также подтвердило связь нефти с органическим веществом осадочных пород.

 Нефть представляет собой жидкую гидрофобную фазу продуктов фоссилизации (захоронения) органических веществ (керогена) в водно-осадочных отложениях. Нефтеобразование — стадийный, весьма длительный (обычно много млн. лет) процесс, начинающийся ещё в живом веществе. Обязательным его условием является существование крупных областей погружения земной коры — осадочных бассейнов, в процессе развития которых породы, содержащие органическое вещество, могли достичь зоны с благоприятными термобарического условиями для образования нефти. Большинство исследователей выделяют ряд стадий: подготовительную, во время которой под влиянием биохимического и биокаталитического фактора образуются рассеянные в материнской породе углеводороды и другие компоненты нефти (битумоиды); главную, когда в результате битуминизации генерируется основная масса жидких углеводородов, происходит термокатализ, декарбоксилирование, диспропорционирование водорода, приводящие к "созреванию" битумоидов; сближение их по составу с собственно нефти и миграция в коллекторы, а по ним в ловушки; постумную, когда усиливается накопление низкомолекулярных углеводородов и образование обычно газорастворённой нефти — газоконденсата; по мере погружения газы становятся более "сухими" (т.е. богатыми CH4 и CO2). Заключительной является стадия разрушения и рассеивания нефти, превращения её в твёрдые битумы (асфальты, озокериты и др.).

Основным исходным веществом нефти является планктон, обеспечивающий наибольшую биопродукцию в водоёмах и накопление в осадках органического вещества сапропелевого типа, характеризующегося высоким содержанием водорода. Генерирует нефть и гумусовое вещество, образующееся в основном из растительных остатков. Потенциально нефтематеринскими породами (см. Нефтегазоматеринские породы) являются глины, реже — карбонатные и песчано-алевритовые породы, которые в процессе погружения достигают зоны мезокатагенеза, где наиболее активно действует главный фактор нефтеобразования — длительный прогрев органического вещества при температуре свыше 50°С. Верхняя граница этой зоны располагается на глубине от 1,3-1,7 (при среднем геотермическом градиенте 4°С/100 м) до 2,7-3 км (при градиенте 2°С/100 м) и фиксируется сменой буроугольной степени углефикации органического вещества каменноугольной. Нижняя — 3,5-5 км и характеризуется степенью углефикации органического вещества, свойственной коксовым углям. В зоне мезокатагенеза углефикация органического вещества достигает степени, отвечающей углям марки Г (см. Каменный уголь), и характеризуется значительным усилением термического и (или) термокаталитического распада полимерлипоидных и других компонентов керогена. Образуются в большом количестве нефтяные углеводороды, в т.ч. низкомолекулярные (С515). Они дают начало бензиновой и керосиновой фракциям нефти, значительно увеличивают подвижность микронефти. Одновременно вследствие снижения сорбционной ёмкости материнских пород, увеличения внутреннего давления в них, выделения воды при дегидратации глин усиливается перемещение микронефти в ближайшие коллекторы (см. Коллекторы нефти и газа). По порам, трещинам и другим пустотам нефть движется в приподнятые участки природного резервуара — ловушки (вторичная миграция), где накапливается и сохраняется длительное время под слабопроницаемыми породами-покрышками, образуя залежи. В результате гравитационной дифференциации газа, нефти и воды наиболее приподнятую часть ловушки занимает газ ("газовая шапка"), ниже — нефти, под ней располагается вода. Большая часть залежей нефти связана с осадочными породами. Экранирующими породами (покрышками) являются глины, аргиллиты, соленосные отложения, реже — карбонатные породы. Залежи нефти чаще всего образуются: в сводах антиклинальных структур — структурный тип ловушек, в зонах выклинивания вверх по восстанию пласта коллектора или линзовидного его залегания, а также в областях резкого изменения его физических свойств — литологические залежи, в зонах срезания и несогласного перекрытия коллектора покрышкойстратиграфии, залежи (см. Ловушка нефти и газа, Нефтяная залежь). Нефть в залежах находится под давлением, близким к нормальному гидростатическому (давлению столба минерализованной воды высотой, примерно равной глубине залегания коллектора). Известны залежи с аномально высокими и аномально низкими пластовыми давлениями. Эти аномалии формируются в гидродинамически замкнутых частях разреза. Встречаются аномальные давления, в 1,5-2 раза превышающие нормальное гидростатическое. Пластовая температура также растёт с глубиной в среднем на 2,5-3,5° на 100 метров. Отмечаются и температурные аномалии, связанные главным образом с неоднородностью эндогенного теплового потока, тепловой анизотропией, а также с процессами преобразования углеводородов в залежах, конвективным переносом тепла при их формировании, процессами сжатия газа и др. Нефть залегает 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 нефти. Максимальное число залежей нефти располагается в интервале 1-3 км. Современными методами возможно извлечение до 70% заключённой в пласте нефти, однако средний коэффициент извлечения 0,3-0,4, т.е. извлекаемые запасы составляют только 30-40% геологических запасов. Практическое значение имеют залежи с извлекаемыми запасами от сотен тысяч т и более; обычно извлекаемые запасы залежей — миллионы, очень редко — миллиарды тонн. Совокупность залежей, контролируемых единым структурным элементом, образует нефтяное месторождение.

Поисково-разведочные работы. Первые поисковые работы велись в местах выхода нефти и газа на поверхность. Вблизи выходов нефти закладывались неглубокие колодцы. Так были открыты первые месторождения на Апшеронском полуострове, полуострове Челекен, в Грозненском районе, на Кубани, в Фергане, на Эмбе и Ухте. Буровые скважины в ряде стран (например, в Китае с 12 в.) использовались для добычи воды и рассолов, на Кубани неглубокие скважины использовались также для поисков мест заложения колодцев. С 1866 бурение становится основным методом поисков и добычи нефти. Но ещё долгое время скважины на нефть бурились наугад.

Раньше всего была выявлена связь месторождений нефти с антиклинальными зонами ("линиями"), в пределах которых часто не наблюдалось поверхностных нефтегазопроявлений. Поиски нефти стали ориентироваться на антиклинальные зоны, выявление их методами геологической съёмки стало обязательным элементом поискового процесса. Вскоре выяснилось, что скопления нефти и газа располагаются не только в пределах антиклинальных линий, но связаны также с зонами развития сбросов, надвигов, угловых несогласий в залегании пород, зонами выклинивания пластов, соляными куполами, рифовыми массивами, образующими в пористых и проницаемых пластах ловушки для нефти и газа. Крупным событием явилось открытие И. М. Губкиным в Майкопском районе нефтяных залежей, приуроченных к погребённым русловым песчаным отложениям (1911). Антиклинальная теория преобразуется в гравитационную, согласно которой нефти и газ заполняют наиболее приподнятые части различных ловушек. В связи с этим поиски нефти и газа стали ориентировать на выявление геологических условий нахождения ловушек нефти и газа. Начинают широко использоваться структурно-геологическая съёмка, структурное бурение, а в 30-е гг. — геофизические методы выявления структур и прежде всего электроразведка. В 40-е гг. геофизические методы становятся основными в выявлении структур нефтяных и газовых месторождений, особенно на платформе (см. Разведочная геофизика). Вместе с геофизическими методами начинают развиваться прямые геохимические методы поисков нефти и газа, вначале путём фиксации микрогазопроявлений на поверхности и в неглубоких скважинах (см. Газовая съемка).

Середина 20 века знаменуется выходом нефтепоисковых работ на новые геологически малоизученные территории суши, подводные окраины материков и внутреннего моря; поиски нефти в старых нефтегазоносных бассейнах ориентируются на большие глубины и геологически сложные условия (надвиговые зоны, мощные накопления соли и др.). Это повлекло за собой существенные изменения в методах поисков, потребовало знания не только современных геологических строений бассейнов, перспективных в нефтегазоносном отношении, ко и истории геологического развития их с палеофациальными, палеотектоническими, палеогидрогеологическими и другими реконструкциями. Теоретические представления о происхождении нефти и формировании месторождений становятся основой прогнозирования их размещения.

Значительно усовершенствуются геофизические и прежде всего сейсмические методы, результаты которых позволяют строить геологические разрезы (сейсмостратиграфия), картировать локальные структуры и зоны их развития. Разрабатываются и внедряются прямые геофизические методы поисков нефти и газа, основанные на геофизических эффектах, вызываемых наличием в земной коре залежей нефти или газа, усовершенствуются прямые геохимические методы поисков, используются результаты космогеологических исследований.

 Для решения теоретической и практической задач поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений внедряются различные математические приёмы с применением ЭВМ, позволяющие прогнозировать размещение ресурсов углеводородов и, в частности, раздельно нефти и газа, определять тем самым наиболее эффективные направления поисков и оптимальные системы размещения разведочных скважин на месторождениях.

Геологоразведочные работы на нефть (и газ) — совокупность взаимосвязанных исследований и операций, направленных на открытие месторождений, геолого-экономическую их оценку и подготовку к разработке. Конечной целью является обеспечение народного хозяйства запасами нефти (и газа), достаточными для развития добычи в установленных объёмах. Поисково-разведочные работы проводятся в определенной последовательности и делятся на 3 этапа: региональный, поисковый и разведочный.

Региональный — изучение основных закономерностей геологического строения осадочных бассейнов или их частей и оценка перспектив нефтегазоносности крупных территорий с целью выделения первоочередных районов поисковых работ. Комплекс работ — параметрическое, опорное бурение, мелкомасштабная гравиметрическая и магнитная съёмки, сеть региональных сейсмических профилей, геохимические исследования вод и пород. В результате региональных работ выясняют площадь осадочного бассейна или его части, общую мощность осадочных образований, их возраст, наличие и распространение нефтеносных комплексов, историю геологического развития, основные тектонические элементы (впадины, своды, валы, зоны региональных нарушений). Полученные данные позволяют дать прогнозную оценку нефтеносности и определить направления и задачи поискового этапа: первоочередные районы, стратиграфические комплексы — наиболее перспективные для поисков месторождений.

Поисковый — выявление и подготовка перспективных структур к поисковому бурению, поиски залежей нефти (газа). Для этого проводится сейсмопрофилирование, в необходимых случаях — параметрическое бурение, гравиметрическая среднемасштабная съёмка (1:200 000 — 1:1000 000), высокоточная детальная электроразведка, поисковая геохимия для выявления перспективных структур, детальная сейсморазведка и другие геофизические и геохимические исследования с целью подготовки перспективных структур к поисковому бурению; поисковое бурение. На этом этапе работ производят детальное изучение разреза; устанавливают наличие и положение в разрезе продуктивных горизонтов, характер коллекторов; проводят опробование и испытание нефтенасыщенных пластов, оценку запасов открытых залежей. В результате поисков даются предварительная оценка запасов вновь открытых месторождений и рекомендации по их дальнейшей разведке.

Разведочный этап — завершающий в геологоразведочном процессе. Его цель — подготовка залежи, месторождения к разработке (см. Разведка нефтяных месторождений).

По данным разведочного этапа составляется технологическая схема разработки месторождения и производится подсчёт запасов применительно к методам извлечения. На всех этапах используются материалы космической и аэрофотосъёмок, а также результаты научного обобщения материала, анализ пород, нефти, газа, вод, составление графических документов (карт, разрезов и т.д.). Поисково-разведочные работы ведут нефтегазоразведочные (параметрическое, опорное, поисковое и разведочное бурение), геофизические и другие экспедиции. Эффективность геологоразведочных работ определяется удельным приростом запасов нефти (т на 1 м бурения или т на 1 рубль затрат), успех работ характеризуется долей продуктивных площадей из общего числа введённых в поисково-разведочные работы и долей продуктивных скважин от общего числа пробуренных. В последнее двадцатилетие широкое развитие получили поисково-разведочные работы на море (см. Морская разведка месторождений).

В современном структурном плане Земли насчитывается около 600 бассейнов (провинций) площадью от нескольких тысяч до миллионов км2; суммарная площадь их около 80 млн. км2, в т.ч. 50 млн. км2 на суше и 30 млн. км2 на шельфах. Промышленная нефтеносность установлена в 160 бассейнах, остальные перспективны для поисков. К кайнозойским отложениям приурочено около 25% известных запасов нефти, к мезозойским — 55%, к палеозойским — 20%. В пределах нефтегазоносных бассейнов (провинций) выделяют области, районы и (или) зоны, характеризующиеся общностью условий формирования и размещения месторождений и пространственной обособленностью (см. Нефтегеологическое районирование).

Мировые (без социалистических стран) разведанные запасы нефти оценивались к началу 1984 в 79,7 млрд. т. Распределение запасов по нефтяным месторождениям, а также по странам и регионам крайне неравномерное (см. табл.). Из известных 30 тысяч месторождений нефти свыше 80% составляют месторождения с извлекаемыми запасами менее 1 млн. т. Уникальные месторождения (свыше 300 млн. т) составляют 0,2% общего количества, но содержат 70% запасов нефти земного шара. См. таблицу.

Месторождения нефти выявлены на всех континентах (кроме Антарктиды) и на значительной площади прилегающих акваторий (карта). В Азии сосредоточено 53% запасов нефти, из них 98% — на Ближнем и Среднем Востоке (Саудовская Аравия, Иран, Ирак, Кувейт и др.); в Европе (без социалистических стран) почти все запасы (примерно 2 из 2,3 млрд. т) сосредоточены в акватории Северного моря. Также неравномерно распределена и добыча: 23% — страны Ближнего и Среднего Востока, 27% — социалистические страны, 18% — США. 32% — прочие страны.

На территории CCCP месторождения нефти были известны давно, промышленная добыча начата в конце 19 — начале 20 вв. на Апшеронском полуострове (см. Бакинский нефтегазоносный район), на полуострове Челекен, в районе Грозного, Краснодарском крае, в Тимано-Печорском регионе, Прикаспийской впадине (Эмба), Ферганской впадине, на острове Сахалин, в Прикарпатье и др. Накануне и после Великой Отечественной войны 1941-45 открыты и введены в разработку месторождения в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, на полуострове Мангышлак, в Предкавказье, Днепровско-Припятской впадине (на Украине и в Белоруссии). В 1960-85 были открыты многочисленные нефтяные месторождения Западной Сибири, ставшей главной базой страны по добыче нефти. Месторождения нефти разрабатываются в Китае, Румынии, Югославии, Польше, Венгрии и других социалистических странах. Среди развитых капиталистических и развивающихся стран наиболее крупные месторождения открыты на Ближнем и Среднем Востоке. Только в двух месторождениях Гавар (Саудовская Аравия) и Большой Бурган (Кувейт) сосредоточено свыше 20% всех разведанных запасов нефти мира (без социалистических стран). Крупные месторождения открыты в странах Северной и Западной Африки (Ливия, Алжир, Нигерия, Ангола) и Юго-восточной Азии (Индонезия, Бруней); меньшие по запасам — в Австралии, Индии, Бирме, Малайзии и совсем мелкие — в Японии. В США известно свыше 20 000 месторождений; наиболее крупное открыто на Аляске (Прадхо-Бей), второе по величине — в Texace (Ист-Тексас), несколько меньшие известны в Калифорнии (см. Калифорнийские нефтегазоносные бассейны), Оклахоме и других штатах. Крупные месторождения выявлены в Мексике и Канаде. В Южной Америке месторождения с большими запасами открыты в Венесуэле, где расположено одно из крупнейших месторождений-гигантов Боливар (см. Маракайбский нефтегазоносный бассейн); единичные крупные месторождения имеются в Аргентине, Колумбии; боле мелкие — в Бразилии, на острове Тринидад и в смежных с ним акваториях. В Западной Европе крупные месторождения открыты лишь в акваториях Северного моря (Норвегия, Великобритания). В последние десятилетия поиски, разведка и разработка ведутся в Мировом океане на шельфах окраинных и внутренних морей. Месторождения нефти открыты в акваториях Каспийского, Чёрного, Северного, Средиземного, Яванского, Южно-Китайского, Японского и Охотского морей, Персидского, Суэцкого, Гвинейского, Мексиканского, Кука и Пария заливов, пролива Басса, прибрежных частей Атлантического (на шельфах США, Лабрадора, Анголы, Конго, Бразилии, Аргентины, Канады), Тихого (вблизи Калифорнии, Перу и Эквадора) и Индийского (вблизи Северо-Западной Австралии) океанов. Дальнейшее освоение ресурсов нефти Мирового океана идёт по линии расширения работ на шельфах, континентальных окраинах материков на глубине воды свыше 1500 м.

Добыча нефти включает извлечение её из недр, сбор, учёт и подготовку нефти к транспортировке (см. Разработка нефтяных месторождений), а также эксплуатацию скважин и наземного оборудования. Почти вся добываемая в мире нефть извлекается посредством буровых скважин. Разработку неглубоко залегающих пластов, насыщенных высоковязкой нефтью, в некоторых случаях осуществляют шахтным способом (см. Шахтная разработка нефтяных месторождений). Добыче нефти при помощи буровых скважин предшествовали примитивные способы. Разработка нефти была издавна известна в Египте, Месопотамии, Бирме, Китае, на Северном Кавказе, в бассейне Печоры и других местах.

Сбор нефти с поверхности открытых водоёмов — это, очевидно, первый по времени появления способ добычи нефти, который до н.э. применялся в Мидии, Вавилонии и Сирии, в 1 веке в Сицилии и других местах. В начале н.э. практиковали "морскую" нефтедобычу в районе Мёртвого моря — плавающую нефть обрызгивали уксусом и после её загустевания собирали. В России сбор нефти с поверхности реки Ухты был начат Ф. С Прядуновым в 1745. В 1858 на полуострове Челекен и в 1868 в Кокандском ханстве нефть собирали в канавах, по которым вода стекала из озера. В канаве делали запруду из досок с проходом воды в нижней части: нефть накапливалась на поверхности.

Разработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, извлечение из него нефти впервые описаны итальянским учёным Ф. Ариосто в 15 веке. Недалеко от Модены в Италии такие нефтесодержащие грунты измельчались и подогревались в котлах. Затем нефти выжимали в мешках при помощи пресса. В 1819 во Франции нефтесодержащие пласты известняка и песчаника разрабатывались шахтным способом при помощи штолен иногда длиной свыше 1 км. Добытую породу помещали в чан, наполненный горячей водой. После перемешивания на поверхность воды всплывала нефть, которую собирали черпаком. В 1833-45 на берегу Азовского моря добывали песок, пропитанный нефтью. Песок помещали в ямы с покатым дном и поливали водой. Вымытую из песка нефть собирали с поверхности воды пучками травы.

Добыча нефти из колодцев производилась в Сузиане (современный Хузистан) с 7 в. до н.э. Добыча нефти из колодцев на Апшеронском полуострове известна с 8 века. Подробное описание колодезной добычи нефти в Баку дал немецкий натуралист Э. Кемпфер в 17 веке. Глубина колодцев достигала 27 м, их стенки обкладывались камнем или укреплялись деревом. В 1729 была составлена карта Апшеронского полуострова с указанием нефтяных колодцев. В 1825 в Баку из 120 колодцев было добыто 4126 т нефти, а в 1862 из 220 колодцев 5480 т.

Добыча нефти посредством скважин начала широко применяться с 60-х гг. 19 века. Всего с начала промышленной добычи до конца 1983 в мире извлечено 70 млрд. т, из которых 50% приходится на 1965-83. Мировая добыча нефти (с конденсатом) удваивается примерно каждое десятилетие: в 1938 — около 280 млн. т, в 1950 — около 550 млн. т, в 1960 свыше 1 млрд. т, в 1970 свыше 2 млрд. т, в последние годы темп роста добычи замедлился (в 1984 — 266 млрд. т). В CCCP добыто (с газовым конденсатом) 31,1 млн. т в 1940, 613 млн. т в 1984. О размерах и динамике добычи нефти по странам см. Нефтяная промышленность.

Разработку нефтяного месторождения осуществляет нефтяной промысел — сложное, размещённое на большой территории производственное предприятие. Перед транспортировкой на нефтеперегонный завод или нефтебазу нефти подготавливают (см. Обессоливание нефти, Обезвоживание, Стабилизация нефти, Нефтяной сборный пункт).

Транспорт нефти осуществляется сетью магистральных нефтепроводов, обеспечивающих доставку на нефтеперерабатывающие заводы 95% всей добываемой в CCCP нефти и её экспорт в зарубежные страны, водным путём в специальных танкерах (см. Нефтеналивное судно), а также железнодорожными и автомобильными перевозками (см. Транспорт нефти).

Переработка нефти производится нефтеперерабатывающим заводом и включает обессоливание, обезвоживание и перегонку нефти, а также вторичные методы переработки.

Перегонка нефти была известна в начале н.э. Этот способ очистки применялся для уменьшения неприятного запаха нефти при использовании её в лечебных целях. В иностранных и русских лечебниках 15-17 вв. даётся описание способа перегонки нефти по опытам римского врача Кассия Феликса и среднеазиатского учёного Авиценны (Ибн Сины). О перегонке Бакинской нефти впервые упоминает хорезмийский географ 13 века Бекран. Большое внимание ей уделялось в 18 веке в связи с поисками и изучением нефтяных месторождений. В 1745 архангельский купец Ф. Прядунов построил на Ухте первый в мире нефтеперегонный завод. В небольшом количестве нефти перегоняли в колбах, а в большем — в кубах. Нефтеперегонный завод с кубами периодического действия был построен крепостными крестьянами братьями Дубиниными вблизи Моздока в 1823. Из 40 вёдер нефти, заливаемой в куб, они получали 16 вёдер горючей жидкости (фотоген). В 1837 началась перегонка грозненской нефти. Завод для перегонки Бакинской нефти был построен в Балаханах Н. И. Воскобойниковым. На заводе в Сураханах была применена (1860) кислотно-щелочная очистка фотогена (позже названного керосином). В 1866 на нефтеперегонных заводах бывшей Бакинской губернии было получено 1600 т керосина. Через 3 года в Баку было 23 нефтеперегонных завода, а в 1873 — 80 заводов, способных дать 16 350 т керосина в год.

С начала 70-х гг. 19 века на нефтеперегонных заводах возросло количество кубов и увеличились их размеры без значительного изменения конструкции. Кубы периодического действия не обеспечивали получения нужного количества нефтепродуктов, надёжного разделения нефти на фракции, улучшения отбора керосина и смазочных масел и повышения их качества. В 1879 вблизи Ярославля был построен первый в мире завод для производства смазочных масел из мазута. Непрерывная перегонка нефти в кубовых батареях была осуществлена в 1883 на заводе братьев Нобель в Баку. Оригинальные установки для непрерывной перегонки нефти были разработаны В. Г. Шуховым, Ф. А. Инчиком, О. К. Ленцем, Г. В. Алексеевым, Ю. В. Лермонтовой и другими русскими инженерами и химиками. Наиболее широкое распространение получили кубовые батареи непрерывного действия, вытеснившие периодические кубы. В 1893 непрерывно действующих кубов было 15,7%, а в 1899 — 60% от общего числа кубов в нефтеперерабатывающей промышленности. Основными продуктами нефтеперерабатывающей промышленности были керосин и мазут. На долю керосина в 1899 приходилось 30-33%, смазочных масел 2-3%, бензина 3%, остальное составлял мазут.

Нефтеперегонные заводы в 40-х гг. 19 века появляются в Великобритании (1848), США (1849), во Франции (1854). В 1866 Дж. Юнг взял патент на способ получения керосина из тяжёлых нефтей при термической обработке их под давлением (крекинг). При обычной перегонке из нефти различных месторождений Юнг получал 2,5-20% керосина, а при крекинге — 28-60%. К началу 20 века русские исследователи подробно изучили процесс переработки нефти, сопровождающийся разложением исходных углеводородов под влиянием высокой температуры и давления (крекинг и пиролиз). Ароматические углеводороды, получаемые пиролизом из нефти, были необходимы для получения красителей, используемых в развивавшейся в то время текстильной промышленности. Пиролиз нефти и нефтяных остатков изучали А. А. Летний, Ю. В. Лермонтова, В. В. Марковников, К. И. Лисенко, Г. В. Алексеев, Н. Д. Зелинский.

В 1891 В. Г. Шухов и С. Гаврилов разработали аппарат для крекинг-процесса, где осуществлялось нагревание нефти не в цилиндрических кубах, а в трубах под давлением при непрерывном её движении.

Основным способом переработки нефти в России до 1917 была непрерывная перегонка её в кубовых батареях. В последующие годы в CCCP введены в строй высокопроизводительные технологические установки и агрегаты, созданы узкоспециализированные многотоннажные производства, решены задачи по совмещению нескольких процессов в одном технологическом блоке. Увеличение объёма переработки нефти сопровождалось существенным повышением качества и ассортимента нефтепродуктов; преимущественным становится выпуск малосернистого дизельного топлива, высокооктанового бензина, масел с различными эффективными присадками.

Перед переработкой нефть подвергают глубокому обессоливанию и одновременно обезвоживанию. После электрообессоливания содержание влаги в нефти снижается до 0,05-0,20 и хлоридов до 1-5 мг/л. Многие лёгкие нефти после обезвоживания и обессоливания подвергают стабилизации — отгонке пропан-бутановой, а иногда частично и пентановой фракции углеводородов. Получаемая при стабилизации нефти пропан-бутановая фракция является ценным сырьём для нефтехимической промышленности. Основным процессом переработки нефти (после обезвоживания, обессоливания и стабилизации) является перегонка, при которой из нефти сначала отбираются в зависимости от поставленной цели следующие нефтепродукты: бензины (авиационный или автомобильный), реактивное топливо, осветительный керосин, дизельное топливо и мазут. Мазут является сырьём для получения дистиллятных масел, парафина, битумов, для крекинга, используется в качестве жидкого котельного топлива. Остаток (гудрон) после отгонки от мазута масляных дистиллятов служит для получения остаточных масел или как сырьё для различных деструктивных процессов, а после окисления применяется в качестве дорожного и строительного битума.

Значительный рост потребления нефтепродуктов и всё более жёсткие требования к их качеству вызвали необходимость вторичной переработки нефти, связанной с изменением структуры углеводородов, входящих в её состав, а также получением функциональных производных, содержащих кислород, азот, хлор и другие элементы. В результате вторичной переработки из нефти получают исходные вещества для производства важнейших продуктов: синтетических каучуков и волокон, пластмасс, поверхностно-активных веществ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и многое другое.

Для удаления нежелательных компонентов (сернистых, смолистых и кислородсодержащих соединений, а также полициклических ароматических углеводородов и смол) нефтепродукты, полученные при прямой перегонке и при вторичных процессах, подвергаются очистке с помощью различных физических и физико-химических методов, гидроочистке.

Применение нефти. В 3-м тысячелетия до н.э. в государствах Двуречья и Египте асфальт использовали как связующее и водонепроницаемое вещество вместе с песком и известью для изготовления мастики, применяемой при сооружении зданий из кирпича и камня, дамб, причалов и дорог. Нефть сжигали в светильниках и применяли в качестве лекарства. Её использовали в военном деле как воспламеняющееся вещество вместе с селитрой, серой и смолой для изготовления "огненных стрел" и "огненных горшков". В военных действиях нефть использовалась более 2 тысяч лет назад ("греческий огонь"). Нефть была предметом торговли. В коммерческих словарях указывалось, что она привозится в Марсель из Лангедока (приморская область Франции), турецкого г. Смирна и сирийского г. Алеппо (4,5 т в год).

Состояние Бакинского нефтяного промысла в 13 веке описано Марко Поло. Он указывает, что Бакинская нефть применялась для освещения и в качестве лекарства от кожных болезней. В центральные районы России в 16-17 вв. нефть привозилась из Баку. Её применяли в медицине, живописи в качестве растворителя при изготовлении красок, а также в военном деле для изготовления гранат, негасимых ветром свечей и "светлых ядер" для "огнестрельных потешных стрельб".

В 1910 в топливном балансе стран мира широко использовались уголь (65%), дрова (16%), растительные и животные отбросы (16%), а на долю нефти приходилось всего 3%, горючий природный газ вообще не применялся. Только в 30-х гг. 20 в. положение начало меняться — в топливном балансе снизилась доля каменного угля (55%), значительно вырос удельный вес нефти (15%), стал применяться природный горючий газ (3%).

В 70-х гг. положение резко меняется. В энергобалансе США на начало 70-х гг. доля нефти составляла 43%, газа 13,2%, угля 24,5%, а в 1983 нефти — 48%. По прогнозам, потребление нефти в США снизится до 43% к 1990. В странах ЕЭС доля нефти в общем потреблении энергии составила в 1970 64%, в 1983 снизилась до 48% и, по прогнозам, к 1990 снизится до 43%. Таким образом, за последние 20 лет потребление нефти в капиталистических странах возросло почти в 4 раза, а к 1980, по сравнению с 1970, оно удвоилось. В дальнейшем наметилась тенденция к снижению доли нефти в энергетическом балансе за счёт резкого повышения применения других видов энергии. По прогнозам, в 1990 атомные станции будут вырабатывать 40% всей электроэнергии. Такая динамика применения нефти характерна и для нашей страны: удельный вес нефти и газа в топливном балансе возрос с 32% в 1958 до 52% в 1965, а в 1983 несколько снизился и составил 44,5%.

Энергетическое направление в использовании нефти остаётся главным: доля нефти в мировом энергобалансе составляет свыше 46%.

В народном хозяйстве мира нет отрасли, где бы не применялись нефтепродукты. Нефть имеет огромное военно-стратегическое значение. На долю развитых капиталистических стран (США, страны Западной Европы, Япония, Канада, Австралия) приходится свыше 4/5 потребления нефтепродуктов в мире (без социалистических стран), но около 10% разведанных запасов и около 30% её добычи. Это приводит к углублению географического разрыва между районами добычи и потребления нефти. Быстрый рост добычи нефти в развивающихся странах (особенно на Ближнем и Среднем Востоке), за счёт которых покрываются растущие промышленные и военно-стратегические потребности развитых капиталистических стран, оказывает решающее воздействие на нефтяное хозяйство капиталистического мира (см. Нефтяные монополии). В связи с бурным развитием в последние десятилетия промышленности химического синтеза с каждым годом увеличивается потребность в нефти как ценном сырье для производства самых разнообразных химических продуктов, широко применяемых в народное хозяйстве. Нефтепродукты используются как сырьё в химической промышленности для получения синтетического каучука, синтетических волокон, пластмасс, полиэтилена, белковых веществ, моющих средств и многое другое. Продукты переработки нефти широко применяются в машиностроении — универсальные клеи, детали из пластмасс, смазочные масла, антикоррозийные покрытия и др., в металлургии — нефтяной кокс при электровыплавке алюминия, стали; прессованная сажа в огнестойких обкладках электропечей; в радиотехнической промышленности — электроизоляционные материалы; пищевой — консервирующие средства, кислоты, парафин; в сельском хозяйстве — стимуляторы роста, ядохимикаты, протравители семян, удобрения, белково-витаминные концентраты; в фармацевтической, парфюмерной промышленностях, медицине и других отраслях народного хозяйства.

В перспективе потребление нефти как энергетического сырья будет уменьшаться за счёт замены её другими видами (атомная, солнечная и т.п.) и увеличиваться её доля в химических и других отраслях народного хозяйства.




Комментарии

23 декабря 2013 г.
а где же арктические месторождения из-за которых вроде бы идет война
09 апреля 2014 г.
Новости нефтегазовой отрасли на этом сайте http://russiaptec.ru/
10 июня 2014 г.
"доля нефти в мировом энергобалансе составляет свыше 46%"
на Пронедра пишут 39% и кому верить?
27 ноября 2014 г.
группа по происхождению?
17 февраля 2015 г.
бред это все, не верьте
Android-приложение
Смотрите также:
Геология полезных ископаемых: Минеральные ресурсы: Страны и континенты: Месторождения: Промышленные отрасли: Техника и технологии: Горное дело: Наука: Биографии:
Отраслевые новости:

Аналитика: