к какому типу горных пород относится нефть

Нефть

Нефть – горючая, маслянистая жидкость, преимущественно темного цвета, представляет собой смесь различных углеводородов

Химический состав нефти

В нефти встречаются следующие группы углеводородов:

Основные характеристики нефти: вес, сладость ( сернистость), плотность и вязкость.

Сладость

Плотность

Вязкость

Пластовые условия

природная жидкая смесь разнообразных углеводородов с небольшим количеством других органических соединений; ценное полезное ископаемое, залегающее часто вместе с газообразными углеводородами (попутные газы, природный газ).

Соединения нефти

Все углеводороды могут быть подразделены на алифатические (с открытой молекулярной цепью) и циклические, а по степени ненасыщенности углеродных связей – на парафины и циклопарафины, олефины, ацетилены и ароматические углеводороды.

Парафиновые углеводороды

Парафиновые углеводороды (общей формулы CnH_{2n + 2}) относительно стабильны и неспособны к химическим взаимодействиям.
Соответствующие олефины (C_nH_2n) и ацетилены (CnH_{2n – 2}) обладают высокой химической активностью: минеральные кислоты, хлор и кислород реагируют с ними и разрывают двойные и тройные связи между атомами углерода и переводят их в простые одинарные; возможно, благодаря их высокой реакционной способности такие углеводороды отсутствуют в природной нефти.
Соединения с двойными и тройными связями образуются в крекинг-процессе при удалении водорода из парафиновых углеводородов во время деструкции последних при высоких температурах.

Циклопарафины

Ароматические углеводороды

Сернистые соединения.

Кислородные соединения.

Азотсодержащие соединения.

Зола содержит кремнезем, алюминий, известь, оксиды железа и марганца. Используя такие методы, как экстракция растворителем, иногда выгодно получать соединения ванадия из сажи, образующейся при сгорании ванадийсодержащей нефти.
Однако, как правило, использование нефтяной золы ныне весьма ограничено.

Источник

Нефть, происхождение, свойства и состав

Нефть, происхождение, свойства и состав.

Нефть – это полезное ископаемое органического происхождения, природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений.

Описание нефти:

Нефть – это полезное ископаемое органического происхождения, природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений.

Внешне нефть представляет собой легковоспламеняющуюся жидкость, цвет которой может быть черным, буро-коричневым, светло-коричневым, грязно-желтым, темно-коричневым, светлым жёлто-зелёным либо насыщенно-зелёным. Встречается нефть и совсем без цвета.

Нефть имеет специфический запах, который может быть различным и варьируется от легкого приятного до тяжёлого и очень неприятного.

Нефть легче воды, практически не растворима в ней. Но при определенных условиях может образовывать с водой стойкие эмульсии. Растворяется в органических растворителях.

Нефть относится к невозобновляемым полезным ископаемым.

Название нефти:

Слово нефть иностранного происхождения. Из какого языка оно пришло в русский доподлинно неизвестно. Слово «нефть» в различных произношениях встречается в турецком, персидском, индийском, арабском, ассирийском, аккадском, древнеиранском и семитских языках.

В английском языке оно пишется как «petroleum», произошло от греческого petra – «горный» и латинского oleum – «масло» и буквально означает «горное масло». Данным словом англичане и американцы, как правило, обозначают сырую нефть.

В немецком языке оно пишется как «Еrdöl», что буквально означает «земляное масло», а, например, в венгерском – кооlаj – «каменное масло».

Классификация нефтей по плотности. Легкая нефть. Средняя нефть. Тяжёлая нефть.

В зависимости от плотности нефть подразделяется на виды:

Нефть плотностью 0,831-0,86 г/см 3 – средняя нефть.

А плотностью выше 0,86 г/см 3 – тяжёлая нефть.

Происхождение и образование нефти (теории и гипотезы):

Существует две гипотезы – теории происхождения (образования) нефти: биогенная (органическая) теория и абиогенная (неорганическая, минеральная, карбидная) теория.

Впервые биогенную теорию происхождения нефти и природного газа в 1759 году высказал М.В. Ломоносов. В далеком геологическом прошлом Земли погибшие живые организмы (растения и животные, преимущественно – водоросли и зоопланктон) опускались на дно водоемов, образуя илистые осадки. В результате различных химических, физико-химических и биохимических процессов они разлагались в безвоздушном пространстве. Из-за движения земной коры эти остатки опускались все глубже и глубже – на глубину до 6 километров, где под действием высокой температуры (до 250 о С) и высокого давления превращались в углеводороды: природный газ и нефть. Низкомолекулярные углеводороды (т.е. собственно природный газ) образовывался при более высоких температурах и давлениях. Высокомолекулярные углеводороды – нефть – при меньших. Углеводороды, поднимаясь вверх к поверхности земли из-за своей меньшей плотности, мигрировали через вышележащие осадки, проникали в пористые осадочные горные породы, называемые коллекторами, и, встречая на своем пути непроницаемые пласты (где дальнейшее движение вверх оказывалось невозможным), попадали в ловушки, где образовывали залежи (скопления) – месторождения нефти и газа. Собственно месторождение – это не место рождения, а место скопления нефти и газа. Если во время такой миграции углеводороды не встречали толщу непроницаемых пластов (т.е. не попадали в ловушку), то, в конце концов, выходили на поверхность. На поверхности они подвергались воздействию различных внешних факторов, в результате чего рассеивались и разрушались.

Физические свойства нефти:

(зависит от температуры и давления)0,65-1,05Плотность, кг/м 3

Химический (компонентный, углеводородный и элементный) состав:

Нефть это сложная смесь различных углеводородных и неуглеводородных компонентов.

В состав нефти входят около тысячи различных химических индивидуальных веществ, из которых:

– жидкие углеводороды, составляющие ее большая часть (более 500 веществ или обычно 80-90 % по массе);

– гетероатомные органические соединения (4-5 %): преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (более 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые);

– остальные компоненты: растворённые углеводородные газы (от метана CН₄ до бутана C₄Н₁₀ включительно, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1-4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др.;

– механические примеси (частицы песка, глины и т.п.).

Жидкие углеводороды представлены парафиновыми (обычно 30-35 %, реже 40-50 %) и нафтеновыми соединениями (25-75 %), соединениями ароматического ряда (10-20, реже 35 %) и соединениями смешанного или гибридного строения (например, парафино-нафтеновыми, нафтено-ароматическими).

Парафины (от лат. parum «мало» + affinis «родственный») – воскоподобная смесь предельных углеводородов (алканов) преимущественно нормального строения состава от С₁₈Н₃₈ (октадекан) до С₃₅Н₇₂ (пентатриоконтан) включительно и температурой плавления 45-65 °C.

Нафтены, также циклоалканы, полиметиленовые углеводороды, цикланы или циклопарафины – это циклические насыщенные углеводороды, по химическим свойствам близкие к предельным углеводородам. Имеют химическую формулу C_nH_2n и циклическое строение (т.е. замкнутые кольца из углеродных атомов).

Ароматические соединения (арены) – циклические органические соединения, которые имеют в своём составе ароматическую систему.

Сернистые соединения, содержащиеся в нефти: сероводород H₂S, меркаптаны, моно- и дисульфиды, тиофены и тиофаны, а также полициклические (гетероциклические) сернистые соединения и т.п. 70-90 % сернистых соединений концентрируется в остаточных продуктах – мазуте и гудроне.

Азотистые соединения, содержащиеся в нефти: преимущественно гомологи пиридина, хинолина, индола, карбазола, пиррола, а также порфирины. Большей частью концентрируется в тяжёлых фракциях и остатках.

Кислородные соединения, содержащиеся в нефти: нафтеновые кислоты, фенолы, смолисто-асфальтеновые и др. вещества. Сосредоточены обычно в высококипящих фракциях углеводородов.

Источник

Как устроен рынок нефти

Как ее добывают и зачем ей торгуют

«Мы заплатим, только заберите у нас нефть».

Такой фразой можно охарактеризовать то, что творилось на бирже 20 апреля 2020 года, когда цена майских фьючерсов на нефть марки WTI опустилась ниже нуля.

Поэтому я решил разобраться и ответить на главные вопросы о нефти:

Что такое нефть

Нефть — природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом. Состоит она в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений. Проще говоря, пахнет, горит и течет.

Нефть появилась в результате распада растений и живых организмов, обитавших на морском дне. Бытует легенда, что к появлению нефти приложили усилия динозавры, но это не так. Главные герои здесь — планктон и водоросли, которые прожили увлекательную жизнь на дне океанов, а потом превратились в вещество под названием кероген. А вот уже сам кероген под влиянием высокой температуры и миллионов лет в земле выделил известную нам черную маслянистую нефть.

Инвестиции — это не сложно

Что можно получить из барреля нефти и что это вообще за баррель

Для нас баррель — это очередная западная нелогичная мера измерения объема, которая равна 119,2 л. Но и эти цифры не связаны с нефтью: мера нефтяного барреля — 158,988 л. Баррель — это, проще говоря, бочка. Даже пиво может похвастаться своим личным баррелем объемом 117,3 л.

Но вернемся к нефти, поскольку из одного барреля в ходе перегонки, обработки и прочих воздействий можно получить 102 л бензина, 30 л дизеля, 25 л авиатоплива, 11 л нефтезаводского газа, 6,8 л мазута, 5,4 л сжиженного газа, 1 л моторного масла, 1,5 кг угля и 120 восковых свечек на торт. Это не бьется с 158,9 л нефти, но дело не в том, что нефть подчиняется своим математическим законам: в ходе перегонки сырой нефти туда добавляют около 9 л реагентов.

бензина получится из барреля нефти

Еще нефть входит в состав самых разнообразных вещей, которые нас окружают — от полиэтиленовых пакетов для овощей в супермаркетах до парфюмерии. Нефть входит даже в состав некоторых продуктов питания: самая обычная жвачка своей мягкостью и «жевательностью» обязана именно нефтяным полимерам.

Сейчас, когда есть современные танкеры и нефтепроводы, бочки для хранения и транспортировки нефти не используют, но мера измерения осталась.

В России в качестве измерения используют тонны, но и с этим есть трудности: у разных сортов нефти разная плотность — это прямо влияет на ее массу при одинаковых объемах. В итоге приходится переводить нефтяные баррели в тонны, учитывая плотность каждого отдельного сорта нефти.

Где ищут нефть

В земле нет бассейна, озера или любого другого объемного пространства, где может булькать нефть. Она находится в жидком состоянии, но только более плотная, чем может показаться на первый взгляд. Нефть впитана в породы земли, как в губку: в пески, песчаники, конгломераты, доломиты и известняки. И после выкачки нефти из конкретного участка земли почва не провалится, так что сдвигов плит, землетрясений и апокалипсиса точно не случится.

В течение миллионов лет нефть двигалась внутри земли — это происходило до тех пор, пока на пути не попадался тупик в виде твердых пластов глины. Эту область между пластами, где застряла нефть, геофизики назвали ловушкой. Эти ловушки — это и есть те самые сундуки с сокровищами, за которыми охотятся нефтяники. Для определения месторождений нефти геофизики создают вибрацию на конкретном участке земли — это вызывает колебания в горных породах, что, по сути, похоже на процедуру УЗИ у доктора.

Качалка — популярный вид насоса, но не единственный: ту же работу можно выполнять без наземных агрегатов, например с помощью электроцентробежного насоса погружного типа.

На сколько нам хватит нефти

В докладе ОПЕК 2019 года говорится, что человечество может рассчитывать на 1,5 трлн баррелей мировых запасов нефти. Более профильно это звучит как «доказанные резервы нефти» и подразумевает, что эти запасы при нынешних технологиях можно добыть с вероятностью 90%. Для сравнения: за последние 70 лет человечество потратило 1,4 трлн баррелей нефти.

Годовой отчет ОПЕК за 2019 годPDF, 5,58 МБ

Но не стоит думать, что эти 1,5 трлн — это некий потолок. Это лишь разведанные запасы нефти, а поиски новых месторождений прекращать никто не будет.

Вот как, по данным от ОПЕК, расположились страны-лидеры по доказанным резервам нефти:

Территориально большинство мировых запасов находится на Ближнем Востоке — 53%. Этому способствовали сдвиги тектонических плит, в ходе которых нефть буквально выдавило из древнего океана Тетис — образовался очень богатый на запасы нефтегазовый бассейн в Персидском заливе.

Нефть в этом бассейне находится на относительно небольшой глубине — это влияет на сокращение расходов по ее добыче. Это как раз одна из причин, почему Саудовская Аравия во время пандемии COVID-19 готова была продавать свою нефть с большим дисконтом: себестоимость нефти изначально ниже, чем у той же российской нефти.

Что такое сланцевая нефть

Тему сланцевой нефти рассмотрим отдельно. Многие слышали про нее, но не каждый ответит, в чем ее отличие от традиционной нефти. Все дело в способе добычи. Сланцевая нефть находится в порах сланцевых пластов с низкой проницаемостью — она не может свободно перемещаться внутри горных пород. Такая нефть не сможет оказаться в ловушке, как было с традиционной нефтью, фактически она уже в ней находится, но только в более труднодоступной.

Добыча такой нефти долгое время была нерентабельной, потому что классическим бурением нельзя достать необходимые баррели нефти из сланцев — сложность добычи делала ее неконкурентоспособной на сырьевом рынке. В итоге все были в курсе, что в сланцах немалое количество нетронутой нефти, но это не вызывало у нефтяников какой-либо мотивации ее качать. Но все изменилось в начале 2000-х : современные технологии позволили применить наклонное бурение скважин и использовать гидроразрыв пласта.

Через трещины начинает выходить нефть вперемешку с газом и водой. На этом этапе нефть еще не собираются выкачивать на поверхность: область в скважине, где был совершен гидроразрыв, закупоривают пробкой, чтобы сделать еще несколько дополнительных гидроразрывов по соседству. И когда все пласты в скважине готовы отдать нефть, пробки убирают с каждого отдела — нефть стремится на поверхность. Далее нефть очищают от ненужных примесей, а саму воду повторно используют для следующего гидроразрыва уже в новой скважине.

Итак, добыча нефти из сланцев сейчас наконец может быть рентабельной. И это хорошо для нефтяников: запасы сланцевой нефти в мире, по самым скромным подсчетам, находятся на отметке 400 млрд баррелей, где только на США приходится аж 58 млрд баррелей. Если в 2007 году в США добывали чуть больше 2 млн баррелей сланцевой нефти в сутки, то сейчас — 10 млн баррелей в сутки. Такой резкий рост добычи сланцевой нефти указывает на то, что США хочет выбить и себе место среди главных мировых поставщиков нефти. Этот период сланцевого бума в современной истории известен как «сланцевая революция».

Плюс сланцевой нефти в том, что это альтернативные месторождения. Одной только сланцевой нефти хватит человечеству на 50 лет.

Из минусов: себестоимость — методы сложнее, а еще спустя год объем добычи на одной скважине падает вплоть до 80%. По этой причине от одной вертикальной скважины разветвляют до 30 горизонтальных скважин. Еще один минус — огромный вред почве из-за разрыва пластов. Химические реагенты, использующиеся для гидроразрыва, могут просочиться в подземные воды — это негативно скажется на плодородии почвы.

Кто и что влияет на цену нефти

Сейчас за ценой на нефть стоит биржа с качелями спроса и предложения, но если взглянуть в недалекое прошлое, то до 1986 года контроль над ценообразованием нефти принадлежал всего двум картелям.

«Международный нефтяной картель», известный как «Семь сестер», имел влияние с 40-х по 70-е и был образован крупнейшими на тот период нефтекомпаниями: British Petroleum, Exxon, Gulf Oil, Mobil, Royal Dutch Shell, Chevron и Texaco. Под их контролем было более 80% мировых запасов нефти, поэтому вопрос о том, кто регулирует цены на нефть, тут не стоял.

Само ценообразование следовало простой логике и основывалось на двух вариантах: транспортировка нефти из Мексиканского залива и транспортировка из Персидского залива. При таком раскладе покупателю все равно, где физически происходила добыча нефти, ведь отправка шла с одного из двух заливов. У этой стратегии был важный нюанс: чем меньше расстояние от места добычи нефти до порта отправки, тем меньше расходов у продавца на транспортировку. А так как цена на нефть была фиксированная и не зависела от места добычи, каждый сэкономленный доллар с транспортировки переходил уже в прибыль продавца.

ОПЕК. С 70-х ситуация начала меняться в сторону господствования ОПЕК — организации из 13 стран-нефтедобытчиков: Алжира, Анголы, Венесуэлы, Габона, Ирана, Ирака, Конго, Кувейта, Ливии, ОАЭ, Нигерии, Саудовской Аравии и Экваториальной Гвинеи.

Образование ОПЕК вызвано тем, что развивающиеся страны, ВВП которых напрямую зависел от экспорта нефти, сами хотели распоряжаться своими территориальными запасами через национальные нефтедобывающие компании. ОПЕК контролировала около 50% мировых запасов нефти — меньше, чем в лучшие времена у «Сестер». Организация устанавливала квоты по добыче нефти среди участниц, контролировала приток добытой нефти на рынки во избежание резкого повышения или падения цен в период волатильности. Два раза в год ОПЕК проводит конференции, где анализирует рынок нефти и предпринимает соответствующие меры для поддержания баланса цен.

С 1986 года добавился еще один регулятор цены на нефть в виде рынка «бумажной нефти», где происходит торговля фьючерсами — ценными бумагами, по которым покупатель и продавец договариваются о сделке в определенном будущем.

Фундаментом ценообразования остается физическая нефть, но это не мешает торговать «бумажной нефтью» на объемы, в два раза превышающие оборот реальной нефти. Нефть превратилась в актив, с которого люди хотят получать прибыль: 95% операций с нефтью на бирже приходятся на расчетные фьючерсы — в них физически не предусмотрена поставка нефти покупателю, все расчеты только на бумаге. Расчетные фьючерсы на волатильную нефть стали отличным инструментом для спекулянтов, которые готовы скакать по краткосрочным трендам, выжидая момент для закрытия позиции.

Фьючерсы на нефть можно приобрести на более чем 80 биржах, но основная доля сделок приходится на три крупные: Нью-Йоркскую товарную биржу, Лондонскую межконтинентальную биржу, Сингапурскую товарную биржу. Биржи находятся в разных часовых поясах, поэтому нефтью торгуют 24 часа в сутки.

А для покупки реальной нефти заинтересованный покупатель не идет на биржу: нужен прямой контакт с нефтедобытчиком или нефтетрейдером. Биржа в этом случае выступает в качестве индикатора для определения нынешней цены нефти.

Какие сорта нефти популярны

В целом нефть представляют как черную маслянистую субстанцию, но на самом деле ее внешний вид может кардинально меняться: она может быть зеленой, желтой и даже прозрачной. То же и про запах: от легкого до невыносимо тяжелого.

Для производства качественного бензина, дизеля и керосина нефтеперерабатывающие заводы используют легкую и сладкую нефть с низкой плотностью и минимальной сернистостью. Сейчас качественное топливо можно получить и из тяжелой нефти, но расходы на производство будут выше. Выделяют три эталонных бренда, пригодных для производства качественного топлива:

WTI — West Texas Intermediate — добывается в США, в штате Техас. Плотность 40° API и сернистость от 0,4 до 0,5%. Особенность WTI в том, что по нефтепроводам она поступает в американский город Кушинг — основной нефтехаб. И вот 20 апреля 2020 года на фоне распространения COVID-19 и резко упавшего мирового спроса на нефть нефтехранилища в Кушинге начали заполняться под завязку — это привело к тому, что сами продавцы готовы были доплачивать покупателям, лишь бы те забрали у них нефть и избавили от сумасшедших расходов на хранение.

Суммарный объем добычи Brent Blend и WTI равняется лишь 1% от мировой добычи, но именно этот 1% и регулирует мировую цену для остальных 99% нефти.

Третий эталон — Dubai Crude. Дубайская нефть начала свой торговый путь с начала 1980-х годов как единственный сорт нефти, поставляемый в область Персидского залива и Азиатского региона.

Из-за сокращения добычи нефти в Дубае в эталонную корзину добавили еще несколько сортов нефти: Upper Zakkum и Oman. А с начала 2016 года корзина пополнилась еще двумя сортами: Al Shaheen и Murban. В итоге это позволило увеличить ежедневную добычу пяти сортов нефти до 3,6 млн баррелей, что в 4 раза больше добычи марки Brent.

Так как корзина эталонной нефти состоит уже не из одной, а из пяти сортов нефти, то появился термин Platts Dubai, означающий, что при покупке нефти сорта Dubai Crude в качестве альтернативы покупателю могут поставить 4 других сорта.

Российская нефть Urals — «Юралс» — смесь из высокосернистой нефти c Урала и низкосернистой нефти Siberian Light. По ценам торгуется с дисконтом по отношению к марке Brent из-за большего количества серы и тяжелых фракций — при переработке из нее получается меньше бензина, дизеля и керосина, чем из более сладких сортов.

Нефть Urals поставляется в Европу и Азию и конкурирует с нефтью из Саудовской Аравии — это особенно заметно весной 2020 года на фоне пандемии COVID-19 и мирового сокращения нефти. Были случаи, когда цена на Urals была выше марки Brent, — это крайне невыгодная ситуация для НПЗ, где из более дорогой нефти получают меньшее количество полезных продуктов.

Как менялись добыча и спрос на нефть и чего ожидать в будущем

Запрет на поставку нефти негативно отразился на стоимости топлива, промышленности и фондовом рынке, но, что более важно, это дало толчок к пониманию, что зависимость от нефти слишком высока и миру нужны альтернативные виды энергии.

Сейчас углеводородное сырье — нефть, уголь и газ — составляет 80% мировых энергоресурсов, и его добыча остается более выгодной в сравнении с альтернативными видами энергии, например с ветряными турбинами.

Автомобили с двигателем внутреннего сгорания занимают лидирующие позиции по мировому потреблению нефти в размере 45% — и останутся на лидирующих позициях в ближайшие годы, несмотря на развитие электромобилей.

Страны-лидеры по потреблению нефти на данный момент — США, Китай и Индия. И если США со временем будут искать способы уменьшить потребление нефти, то развивающиеся страны будут только наращивать свой нефтяной голод в связи с промышленным бумом последних лет.

Источник