Что тяжелее вода или битум
Битум
Битум – это твердое или смолистое вещество из углеводородов и их производных в виде азотистых, сернистых, кислородо- и серосодержащих соединений. Название происходит от лат. bitumen, что означает «горная смола» и «асфальтовый».
Фракционный (химический) состав и характеристики битума
Битум поддается полному или частичному растворению органическими веществами, включая бензол, хлороформ, сероуглерод. Нефтепродукт нерастворим в воде. Битум бывает разных видов, но в большинстве из них в состав входят компоненты в следующем количестве:
Все вещества в составе по консистенции делятся на 3 группы:
В зависимости от состава битум может иметь разные свойства. Если в нем преобладают асфальтены, материал приобретает твердость, но одновременно становится более хрупким и начинает плавиться под влиянием высокой температуры.
Важные характеристики и свойства:
Способы получения битума
Битум может быть естественным (природным) или искусственным (техническим). Природный представляет собой полезное ископаемое органического происхождения. В особенно большом количестве встречается в регионах с большими залежами нефти.
Природный битум может иметь твердую форму или вязкую консистенцию. Образуется в ходе природного окисления и полимеризации нефти, происходящих при нарушении герметичности нефтяных залежей. Добыча ведется разными методами:
Карьерный и шахтный методы имеют коэффициент извлечения битума 85-90%. Способы применимы для месторождений горных пород, которые обладают насыщенностью более 10% и глубиной залегания 60-90 м.
С учетом состава исходной нефти и особенностей ее переработки битум делится на разные классы:
Особое распространение получили асфальтовые битумы, которые образуются в горных породах с пористой структурой. Их перемалывают до порошкообразного состояния, после чего используют в укладке дорожных покрытий.
Технический (искусственный или синтетический) битум – побочный продукт перегонки нефти, сланцев и каменного угля. Известным способом получения выступает вакуумная перегонка мазута. В зависимости от способа нефтепереработки битум бывает:
Особое внимание при получении битума уделяют содержанию парафинов, поскольку они негативно влияют на пластичные характеристики. Чтобы этого избежать, количество парафиновых составляющих ограничивают 5%.
Способы (область) применения
Битум – древнейший строительный материал, который был известен человеку еще в эпоху неолита. Тогда его использовали для изготовления посуды, изоляции редких видов дерева в строительстве, в качестве связующего в мозаиках из полудрагоценных камней и раковин.
Природный битум – не товарный продукт. Чтобы сделать его таким, необходимы дополнительные технологические процессы. После этого материал становится подходящим для использования в разных сферах:
При использовании в строительстве битум проявляет несколько недостатков: низкую упругость, склонность к высыханию и высокую термочувствительность, которая проявляется в виде хрупкости при низкой и размягчении при высокой температуре. Чтобы устранить эти минусы, используют модифицированный битум, в который добавляют модификаторы, улучшающие свойства продукта.
Дополнительно битум используют как электроизоляцию в электротехнической промышленности, в отделке деревянных, кожаных и бумажных изделий, в изготовлении аккумуляторных мастик, изготовлении кабельной и лакокрасочной продукции, в прецизионном литье.
Особенности транспортировки и хранения
Битум транспортируют в автомобильных или железнодорожных цистернах, куда продукт переливают методом герметичного налива. Этот способ обеспечивает профилактику поражений обслуживающего персонала вследствие высокой температуры нагрева нефтепродукта.
Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)
Дорожные битумы производятся в соответствии с ГОСТ 22245-90 и ГОСТ 33133-2014, а модифицированные – по ГОСТ Р 52056-2003.
При разборе механизма образования нефти я писал, что обязательным условием для накопления нефти и газа является не только наличие нефтематеринской породы, где они синтезируются, но и мощной покрышки из пород-ловушек (покрышек). Они непроницаемы для нефти и газа и благодаря им происходит накопление углеводородов: Легко ли добыть нефть. Откуда есть пошла нефть и газ. Часть-1
Обычно в качестве покрышек выступают массивные глиняные и солевые толщи. Они устойчивы, но так как процесс образования нефти длится миллионы лет, с ними может произойти разные изменения, в том числе и разрушение в ходе геологических процессов
В результате улетучивания метановой газовой шапки происходит снижение пластового давления, в результате чего из нефти начинает выделяться растворенные в нем легкокипящие газообразные углеводороды – этан, пропан, бутан и также улетучиваются. В результате чего пластовое давление падает до давления окружающих пород
Естественно это процессы длительные с точки зрения человеческой жизни – тысячи, десятки тысяч лет, но с точки зрения геологии они протекают практически мгновенно.
Затем в дело берутся кислород и… бактерии. Как правило такие месторождения находятся довольно близко к земле, при нарушении ловушки в него попадает кислород и бактерии с поверхности. Кислород окисляет нефть, а немногочисленные бактерии начинают ее «есть». Нельзя сказать, что нефть для них является основной «пищей», но многие ей совсем не брезгуют. В результате этого происходит два процесса – медленный химический распад и гораздо более быстрый биологический. При этом и химический, и биологический распад затрагивают в первую очередь лёгкие фракции нефти – битум, концентрат тяжелых фракций, слабо поддаётся влиянию как кислорода, так и бактерий с их ферментами. Результатом такой многомиллионной разрушительной эпопеи является обычно месторождение нефти, практически полностью состоящее из битума.
Сначала из нефти образуется т. н. мальта – густая высоковязкая нефть, которая не менее, чем на 35% состоит из асфальто-смолистых соединений. Затем из нее образуется битум. Я думаю, что все его видели, особенно дети советского поколения, которые часто жевали его как жвачку. Хотя это чаще был не битум, а гудрон. По сути своей он является тем же самым битумом, только битум имеет природное происхождение, а гудрон является остатком перегонки нефти.
Битумов на земле много, не просто много, а очень-очень много. По разным подсчетам запасы их достигают от нескольких сотен миллиардов тонн, до триллиона и более тонн. При этом они широко разбросаны по странам мира, больше всего их в т. н. битуминозных песках, которые в колоссальных количествах расположены в канадской провинции Альберта и долине реки Ориноко в Венесуэле.
Однако не только Канада и Венесуэла богата ими. В России есть не менее интересные структуры, например Тунгусский бассейн по предварительным оценкам может содержать не менее 51 миллиарда баррелей нефтяного эквивалента.
Вот какой ты битумный песок
Битумные месторождения бывают трех типов: пластовые, жильные и штокверковые. Пластовые представляют собой расположенные близко к земле пласты, во время генезиса которых были нарушены покрышки. Битуминозные пески – это и есть месторождения пластового типа.
Жильные и штокверковые расположены по путям вертикальной миграции углеводородов по местам нарушения пород-покрышек. В отличии от пластовых месторождений, они представляют собой чистый битум, а не его смесь с окружающими породами. Наибольшие крупные жильные тела расположены в Турции.
Часть битума образованы в местах прорыва на поверхность нефтей, в результате чего образованы т. н. асфальтовые озера. Наиболее известно расположенное в экзотической стране Тринидат и Тобаго асфальтное озеро Пич-Лейк. Но и в нашей стране имеется аналогичное, только меньших масштабов – Охинское на Сахалине.
Долгое время считалось, что в России наибольшими запасами битумов обладает хорошо изученный в геологическом строении Татарстан. Собственно, там давно уже ведется добыча битума, наиболее серьёзные объемы добывают на Ашальчинском и Мордово-Кармальсом месторождении.
Но затем были обнаружены гигантские запасы на севере Сибири, на Оленкском и Силигир-Мархинском поле. Общие прогнозные запасы у них составляют не менее 5 миллиардов тонн, это, меньше, чем в Татарстане (прогнозные запасы около 10 млрд. тонн), но и изучена эта территория гораздо меньше, чем Татарстан, да и Поволжье в целом.
В следующей части будет описана технология добычи битума и перспективы использования его как альтернативного энергоносителя. Кому интересно – подписывайтесь и ждите продолжения, а также новые темы по добыче нефти и газа
Источники для написания статьи:
Наука | Научпоп
6.1K постов 69K подписчика
Правила сообщества
ВНИМАНИЕ! В связи с новой волной пандемии и шумом вокруг вакцинации агрессивные антивакцинаторы банятся без предупреждения, а их особенно мракобесные комментарии — скрываются.
Основные условия публикации
— Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.
— Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.
— Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.
— Видеоматериалы должны иметь описание.
— Названия должны отражать суть исследования.
— Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.
Не принимаются к публикации
— Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.
— Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.
— Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.
— Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.
— Попытки использовать сообщество для рекламы.
— Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.
— Нарушение правил сайта в целом.
Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество пикабу.
А говорят нефти мало, газа мало. Врут? Врут.
Интересное рассуждение мудрого человека
«Первая советская нефть пошла за границу в конце 1960-х или начале 1970-х. И мы вдруг выяснили, что фантастически богаты. Но жили же мы без этих нефти и газа, и стали при этом мощнейшей мировой державой»
Оборудование для добычи нефти)
Вобщем это УЭЦН (установка электро центробежного насоса).
Если можно так выразиться,это модульная конструкция,которая позволяет добывать от 16 до 1800 тон жидкости в сутки.(в зависимости от конфигурации,параметров скважины и пожеланий заказчиков).
Сравнительно ШГН (Штанговый Глубинный Насос,та самая «качалка» вдоль дороги,добывает не более 15 тон в сутки.)
На нефтяном трубопроводе в Мексиканском заливе вспыхнул пожар
Автор пишет, что от писем с рацпредложениями в нефтяные компании нет никакой реакции. Вполне возможно, что в Татнефти письма таки читают. =)
Следом идет патентная заявка от АО Татнефть от 28.02.2019 ( https://i.moscow/patents/RU2713287C1_20200204 ).
Я технически в этом ничего не понимаю, но разделы Реферат и Формула изобретения совпадают слово в слово.
Интересно услушать комментарии юристов по патентному праву.
Поиск и разведка нефтегазовых месторождений на европейском Севере
Ненецкий автономный округ занимает четвёртое место в России по запасам нефти. В регионе насчитывается 93 месторождения углеводородного сырья. Большие запасы обусловлены тем, что территория округа – это северная часть Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, занимающей территорию около 600 тыс. км² (сопоставимо с площадью Украины).
За счёт того, что продуктивные пласты залегают относительно неглубоко, разработка месторождений в Ненецком АО является высоко рентабельной. При этом разведанные запасы нефти в регионе выработаны только на четверть, а газа – не более, чем на 1,5%. Поиском и разведкой месторождений углеводородов в этом регионе занимается ПАО «ГЕОТЕК Сейсморазведка», одна из крупнейших геологоразведочных компаний в мире. В этом сезоне специалисты компании завершают двухгодичную разведку Ванейвисского и Лаявожского нефтегазоконденсатных месторождений по заказу компании «Газпром».
Ненецкий автономный округ, расположенный преимущественно в субарктической зоне, богат и другими полезными ископаемыми. Помимо нефти, газа и газового конденсата, здесь обнаружены золото, алмазы, марганец, медь, никель, а также агаты и флюорит.
Ванейвисское нефтегазоконденсатное месторождение, открытое в 1973 году, располагается в 47 километрах от Нарьян-Мара, столицы региона. Это третье по запасам газа месторождение в регионе, освоение и разработка которого еще не начаты.
База сейсморазведочной партии №100 «ГЕОТЕК Сейсморазведка», которая в этом сезоне завершает работы на Лаявожском и Ванейвисском месторождениях общей площадью более 600 км².
Полевой лагерь: жилые и производственные вагон-дома на санях – «балки», полностью оснащенные для комфортного проживания и работы при минусовых температурах и шквальных ветрах. Работники партии, более 250 человек. Большая часть из них приезжают из Республики Коми и Ненецкого АО.
Сейсморазведка в тундре зимой требует использования специальной техники. Один из незаменимых помощников – многоцелевой тягач МТЛБ.
Гусеничный транспортер ГАЗ-34039 (на переднем плане) – ещё одна машина повышенной проходимости, которая оптимально подходит для эксплуатации за Полярным кругом.
Большеземельская тундра. Климат Ненецкого округа в основном субарктический, континентальный. Он определяется наличием многолетней мерзлоты, близостью холодного моря, обилием заливов, рек, болот и озёр. В целом, для округа характерна длительная зима, короткое лето, сильные ветра и небольшая величина снежного покрова.
Топографы осуществляют вынос в натуру с одновременной привязкой пунктов геофизических наблюдений и закрепляют их на местности вешками.
Контроллер современной двухчастотной навигационной спутниковой системы GPS/GLONASS, позволяющей в режиме RTK (Real Time Kinematic) определять положение точек геофизических наблюдений с сантиметровой точностью.
В результате получается такая «сетка» 300х300 метров. Площадь исследований, расчерченная сейсмопрофилями.
Идущие следом за топографами самоходные буровые станки осуществляют бурение взрывных скважин.
Вращательное роторное шнековое бурение.
Установка сейсмоприёмников. Зарегистрированные ими колебания – сейсмограммы, обрабатываются специальными вычислительными комплексами. После геолого-геофизической интерпретации эта информация дает представление о строении земной толщи и наиболее перспективных для скопления углеводородов участках – залежах.
«Сейсмокосы». По-научному: четырехканальное звено полевой телеметрической системы сбора данных. Синие коробки – FDU (Field Digital Unit), полевые цифровые модули, каждый из которых – маленький, но мощный компьютер, преобразующий аналоговый сигнал датчиков в цифровую кодовую последовательность и передающий данные по цифровому кабелю в реальном времени с частотой дискретизации 2 мс.
Возвращение техники в партию с ночной смены.
Правда ли, что нефть образовалась из останков динозавров?
Нередко пишут о том, что в образовании «чёрного золота» важнейшую роль сыграли продукты разложения древних обитателей нашей планеты — динозавров. Мы проверили, так ли это.
(Для ЛЛ: существуют разные теории, но. нет)
Об этом занимательном факте можно прочитать на экономическом портале «Кто в курсе», в учебном курсе для начальных классов «Рыбы, ископаемые и топливо» от Общества инженеров-нефтяников, в повести Виктора Пелевина «Македонская критика французской мысли» и многих других источниках. Распространено подобное мнение и на Западе, где упоминается в образовательных блогах. И в российских, и в зарубежных источниках приводятся свидетельства того, что эта информация долгое время преподавалась в средних школах.
Также в Сети распространён мем:
Учёные до сих пор не пришли к единому мнению о том, как образовалась нефть. Существуют две принципиально разные теории её происхождения. Согласно первой — органической, или биогенной, — основой для нефти стали останки древних организмов и растений, которые на протяжении миллионов лет осаждались на дне морей или покрывались слоями на континенте. Затем, после переработки микроорганизмами и под воздействием температуры и давления, они сформировали богатые органическим веществом нефтематеринские (способные рождать нефть) породы.
Породы эти могут стать основой для нефти в так называемом нефтяном окне — зоне на глубине 1,6–4,6 км с температурой от 60 до 150 °C. В верхней его части температура недостаточно высока, и нефть получается «тяжёлой»: вязкой, густой, с высоким содержанием смол и асфальтенов. Внизу же температура пластов поднимается настолько, что молекулы органического вещества дробятся на самые простые углеводороды — образуется природный газ. Затем под воздействием различных сил углеводороды мигрируют из нефтематеринского пласта в выше- или нижележащие породы.
Из этого короткого описания может сложиться ложное ощущение скоротечности процесса образования нефти из органических останков. На самом деле он, по расчётам учёных, занимает в среднем от 10 до 60 млн лет.
❗️ Другое дело — искусственные условия: если для органического вещества создать соответствующий температурный режим, то на его переход в растворимое состояние с образованием всех основных классов углеводородов достаточно часа. Подобные опыты сторонники органической гипотезы толкуют в свою пользу: преобразование органики в нефть налицо.
В пользу биогенного происхождения нефти есть и другие аргументы. Так, большинство промышленных скоплений нефти соседствуют с осадочными породами. Мало того, живая материя и нефть сходны по элементному и изотопному составу. В частности, в большинстве нефтяных месторождений обнаруживаются биомаркеры — например, пигменты хлорофилла, широко распространённые в живой природе. Ещё более убедительным можно считать совпадение изотопного состава углерода в биомаркерах и других углеводородах нефти. Всё это делает органическую теорию происхождения вещи значительно более популярной в современной науке.
Однако и сторонники неорганической теории приводят ряд аргументов в пользу своей точки зрения. Версий неорганического происхождения нефти в недрах земли и других космических тел много, но все они опираются на одни и те же факты.
Во-первых, многие (хотя и не все) месторождения связаны с зонами разломов. Через эти разломы, по мнению сторонников неорганической концепции, нефть и поднимается с больших глубин ближе к поверхности Земли. Во-вторых, месторождения нефти встречаются не только в осадочных, но и в магматических и метаморфических горных породах (хотя они могли оказаться там и в результате миграции). Кроме того, углеводороды встречаются в веществе, извергающемся из вулканов. Наконец, третий, наиболее весомый аргумент в пользу неорганической теории состоит в том, что углеводороды есть не только на Земле, но и в метеоритах, хвостах комет, атмосферах других планет и рассеянном космическом веществе. Так, присутствие метана отмечено на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. На Титане, спутнике Сатурна, есть реки и озёра из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена. А поскольку считается, что за пределами Земли на данный момент нет жизни, сторонники неорганической теории этим доказывают, что углеводороды вполне обходятся и без органики.
Очевидно, что посильный вклад динозавров в образование нефти может рассматриваться только в рамках первой теории — органической. Однако против этого есть два серьёзных аргумента.
1. Согласно господствующей сегодня концепции, нефть существовала в течение львиной доли времени существования нашей планеты (4 млрд лет). В пользу этого, помимо технических выкладок, говорят многочисленные находки. Например, в 1998 году в Австралии крошечные капли нефти были обнаружены внутри скальных пород, возраст окончательного образования которых доходит до 3,8 млрд лет. В то же время динозавры (кроме так называемых птичьих) просуществовали с отметки примерно в 250 млн лет назад до отметки в 66 млн лет назад. Иными словами, если всю историю существования нефти разбить на 16 равных отрезков, то динозавры попадут в последний, 16-й. Без них нефть вполне удачно образовывалась, хотя немалая часть существующих запасов нефти и появилась в последний отрезок.
2. Животные не составляют и 1% от общей биомассы Земли. Таков расклад сейчас, таким он был, если верить специалистам, и миллионы лет назад. По мнению ученых, исходным материалом для образования нефти служили и продолжают служить микроорганизмы, населяющие прибрежные морские воды, — планктон, 90% которого составляет фитопланктон. Иными словами, нефть — это в первую очередь результат разложения растений, а во вторую (или даже десятую) — животных, и то преимущественно мелких, но почти обязательно морских.
Таким образом, официальная наука не позволяет говорить о каком-то мало-мальски заметном участии динозавров в образовании нефти. В то же время опровергнуть наличие хотя бы микроскопической роли этих животных в процессе тоже невозможно.
Откуда же вообще возникло всеобщее заблуждение «нефть — из динозавров»? Современные исследования говорят о том, что оно могло стать результатом обширной рекламной кампании нефтяной корпорации Sinclair Oil, начавшейся в 1930-е годы в США. Корпорация спонсировала археологические раскопки динозавров, отправляла гигантские модели этих созданий на Всемирные выставки в Чикаго и Нью-Йорке, не говоря о всевозможной символике и сувенирах.
И по сей день динозавр Дино украшает логотип корпорации, в чём-то способствуя жизни этого мифа.