Процес видобутку нафти надзвичайно дорогий і трудомісткий. Це вимагає ряду вимірювань, випробувань, відбору проб і, нарешті, буріння свердловин, щоб підтвердити наявність сировини. Звичайно, є ряд труднощів, таких як пористість породи або в'язкість самого субстрату. Раніше з відкритого родовища видобували лише 10%сировини, решту залишали під землею. Завдяки сучасним гірничодобувним технологіям ступінь вилучення сирої нафти та природного газу зросла до понад 60%.
Видобуток природного газу
Природний газ міститься в зовнішньому шарі земної кори, тобто в літосфері. Він утворився в результаті перетворення органічних речовин в умовах різного тиску і температури, що відбувалося протягом багатьох мільйонів років. Природний газ складається в основному з метану (CH 4 ) і його гомологів (C 3 -C 4 ) . Його склад сильно залежить від типу родовища, з якого він видобувається. Звичайно, окрім метану та його гомологів, природний газ також містить ряд небажаних компонентів, таких як азот, вода, сірководень або вуглекислий газ. У природних умовах газ може супроводжувати сиру нафту або виникати окремо. Зустрічається переважно у двох формах: у вигляді газу, вільно розчиненого у воді чи нафті, або у вигляді поглиненого скелями чи вугіллям.
Газ, отриманий промисловим способом
Промисловими методами можна отримати кілька видів газів:
a) Рідкі гази – в народі їх називають LPG (скраплений нафтовий газ). Основними компонентами їх є пропан (C 3 H 8 ), бутан і ізобутан (C 4 H 10 ). Їх отримують в основному стабілізацією сирого бензину, сирої нафти або переробкою нафтопереробних газів від процесів риформінгу, крекінгу та піролізу. б) Міський газ – отриманий в умовах низько- і середньотемпературної карбонізації вугілля. в) Вугільний газ – утворюється в процесі високотемпературної дегазації вугілля. г) Газ газифікації вугілля – його отримують шляхом дії на буре або кам’яне вугілля суміші водяної пари та кисню при температурах вище 900°С. Його склад залежить від використовуваної технології газифікації. Найважливішим економічним фактором є виробництво суміші СО та Н 2 (так званого синтез-газу).
Застосування та переваги газового палива
Газове паливо має ряд переваг. Вони характеризуються в першу чергу високою енергоефективністю. Крім того, вони забезпечують постійну температуру горіння, не вимагають зберігання для користувача і горять без диму (без золи і викидів оксидів сірки). Природний газ є цінним енергоносієм і важливою сировиною в промисловості: хімічній (виробництво синтез-газу), енергетиці (поршневі двигуни внутрішнього згоряння, газові турбіни, генератори), будівництві (виробництво скла, цементу та будівельної кераміки) та металургії (теплопостачання). печі).
Видобуток нафти
Вибір місця розташування нового нафтового родовища – дуже складний і дорогий процес. Починається з виконання сейсмічних досліджень з метою пошуку відповідних геологічних структур, які можуть створити поклади нафти. Для цього використовуються два методи дослідження. Перший передбачає проведення підземних вибухів поблизу родовища та спостереження за сейсмічними реакціями, які дозволяють отримати інформацію про його розташування та розміри. Другий метод полягає в отриманні цих даних із природних сейсмічних хвиль.
Першим етапом видобутку нафти є буріння глибокої свердловини в землі. Далі в просвердлений отвір поміщається обсадна труба (сталева труба), що забезпечує стійкість всієї конструкції. На наступному етапі робиться більше отворів, щоб збільшити потік видобутої нафти. Для розчинення забруднювачів у пробуреній свердловині часто використовують соляну кислоту , яка ефективно підкислює карбонатні та вапняні утворення, видаляє відкладення окалини, іржі та карбоніту. Соляна кислота також використовується для видалення залишків цементу, що залишився після процесу буріння. На наступному етапі на вершині колодязя розміщують спеціальну установку, яку іноді називають «ялинкою». Це набір комбінованих клапанів, труб і фітингів, які призначені для регулювання тиску і витрати нафти і газу. Після підключення всього апарату відбувається етап первинного відновлення. Для видобутку нафти в цьому процесі використовується багато природних механізмів, наприклад, гравітаційний дренаж. Швидкість одужання на первинній стадії зазвичай не перевищує 15%. При подальшому видобутку підземний тиск падає і стає недостатнім для подальшого витіснення нафти на поверхню. У цей момент починається вторинний етап відновлення. Існує багато методів вторинного видобутку нафти. Зазвичай вони передбачають подачу зовнішньої енергії до родовища шляхом закачування рідин (наприклад, води) або газів (наприклад, повітря, вуглекислого газу) для підвищення підземного тиску. Середній коефіцієнт вилучення після первинних і вторинних операцій вилучення нафти зазвичай не перевищує 45%. Останнім етапом процесу екстракції є так зване відновлення третього порядку, яке можна отримати за допомогою різних методів. Перший з них знижує в’язкість масла шляхом термічного нагрівання. Другий – закачування газу в поклад (закачування вуглекислого газу). Останній спосіб називається хімічним флудом. Вони полягають у змішуванні щільних нерозчинних полімерів з водою та закачуванні їх під землю. Третинна видобуток дозволяє отримати додаткові 15%видобутку нафти з родовища. Через закінчення запасів наземних покладів нафти почалися пошуки її ресурсів під морським дном. Для цього будуються бурові платформи, що є складним, дорогим і трудомістким процесом – будівництво гірничої платформи зазвичай триває 2 роки. Вони можуть бути закріплені стаціонарно на дні (глибина до 90 м) або дрейфувати на спеціальних поплавцях, закріплених за допомогою якірної системи. Морські бурові платформи зазвичай підключаються до мережі з кількох десятків свердловин, які видобувають нафту в пористих породах. Крім видобутку нафти на буровій платформі також відбувається її відділення від газу. Отримана таким чином сировина транспортується по системі трубопроводів на нафтопереробний завод або на шахтно-перевантажувальне судно. Потім нафта і газ направляються на танкер, який транспортує їх на берег. Звичайно, кількість видобутої нафти залежить не тільки від використовуваних технологій буріння. Ключовими факторами в цьому випадку є геологічні аспекти, такі як проникність порід, сила природних приводів, пористість покладу або в’язкість самої нафти.
Переробка сирої нафти
Видобуту сиру нафту переробляють на нафтопереробних заводах для отримання палива, мастил, мастильних матеріалів, асфальту та інших продуктів. Найчастіше сиру нафту поділяють на фракції без хімічної зміни її компонентів. Таким чином, гази нафтопереробного заводу, леткі при кімнатній температурі, петролейний ефір з температурою кипіння 35-60°C, легкий і важкий бензин, гас, дизельне паливо з різними температурами кипіння і мазут (тобто залишок з температурою кипіння вище 350°C) ) отримують. Сира нафта піддається різним процесам, таким як:
а) Крекінг – полягає в розкладанні довгих аліфатичних вуглеводнів, що містяться у важких мазуті та нафтових фракціях, на сполуки з коротшими ланцюгами, що містяться в бензині та дизельному паливі. Крім коротколанцюгових аліфатичних вуглеводнів, в процесі також утворюються метан, зріджений газ, ненасичені вуглеводні та кокс. Крекінг може бути ініційований термічним, каталітичним або радіаційним методами. б) риформінг – це процес, який застосовують до легких фракцій нафти або продуктів крекінгу з метою отримання палива з високим октановим числом. Процес здійснюється в присутності водню з використанням дуже дорогих платинових каталізаторів. Процес риформінгу виробляє водень, нафтопереробний газ, зріджений газ, а також ізобутан і н-бутан. в) дистиляція – спрямована на розділення сирої нафти на фракції, що киплять у різних діапазонах температур. Завдяки цьому процесу отримують основні фракції, такі як: сухий і вологий газ, легкий і важкий бензин, гас, дизельне паливо, мазут і гудрон. г) Алкілування – це реакція олефінів з ізобутаном, що призводить до утворення ізопарафінів з більшою молекулярною масою та октановим числом. У процесі алкілування сірчану кислоту можна використовувати як каталізатор. д) Піроліз – процес розкладання, що здійснюється без кисню при дуже високих температурах. Використовується для розщеплення важких нафтових фракцій до піролітичних бензинів, масел і гудрону.
Пропозиція PCC Group для гірничодобувної промисловості
Для покращення видобутку нафти та її переробки ключове значення має використання різноманітних хімікатів. Содовий луг використовується при переробці сирої нафти, мінеральних масел, пеку та бітуму та видобутку сланцевого газу. Гідроксид натрію в групі PCC виробляється за допомогою процесу мембранного електролізу та постачається у вигляді розчину з концентрацією прибл. 50%. Іншим застосуванням гідроксиду натрію в гірничодобувній промисловості є очищення стічних вод і рідких продуктів коксування.
Важливою групою продуктів, які знаходять широке застосування при видобутку і видобутку нафти і газу, є поверхнево-активні речовини. Поверхнево-активні речовини зменшують міжфазний натяг між сирою нафтою та породою. Це зменшує сили зчеплення, і з нафтового родовища може виділятися додаткова нафта. Поверхнево-активні речовини також використовуються як засіб для зменшення екологічної шкоди в результаті вилуговування нафти та іншої нафти. Вони також можуть бути використані для очищення резервуарів і ємностей, необхідних для транспортування видобутої сировини.
Однією з найважливіших груп поверхнево-активних речовин, що використовуються в очищувальних препаратах, є сульфати алкілових ефірів, які пропонує PCC Group у серії SULFOROKAnol . Завдяки своєму аніонному характеру ці продукти добре працюватимуть у композиціях з іншими аніонними, неіонними та амфотерними поверхнево-активними речовинами. Їх миючі, емульгуючі та піноутворювальні властивості роблять їх корисними як інгредієнти у формулах, які очищають різні поверхні. Алкілбензолсульфонова кислота (ABS) та її солі, наприклад ABSNa , також мають подібне застосування.Кислота ABS/1 відноситься до групи аніонних ПАР. Завдяки своїй розчинності в сирій нафті, він може бути елементом допоміжних агентів, які використовуються для видобутку та переробки нафти. Крім того, кислота ABS/1 , завдяки своїм миючим властивостям, використовується для процесів очищення та знежирення, наприклад, танків і суден. Засоби для чищення, які використовуються в нафтовій промисловості, також можуть включати серію ROKAmid . Для них характерна здатність створювати щільну і стійку піну навіть у невеликій концентрації. Завдяки своїй рідкій формі продукти ROKAmid істотно полегшують всі операції, пов’язані з їх зберіганням, транспортуванням і дозуванням. Наступною групою продуктів, необхідних у процесах видобутку нафти і газу, є емульгатори. Вони використовуються в промислових методах зневоднення та опріснення нафти. Ці процеси базуються на нагріванні олії з додаванням емульгаторів у пристрої, що називається електродегідратором. Нагріта таким чином суміш проштовхується через простір концентричної електродної системи. Краплі води деформуються, втрачають навантаження і легше з’єднуються одна з одною, таким чином вони відокремлюються від масла. Зневоднена і знесолена нафта може бути піддана подальшій переробці. Ідеальними емульгаторами в промислових процесах зневоднення та опріснення є продукти ROKAnol . Це неіонні поверхнево-активні речовини, що належать до групи алкоксижирних спиртів. Продукцію ROKAnol можна використовувати в дуже широкому діапазоні температур, а також у кислотних, нейтральних і слаболужних середовищах. Вони також можуть входити до складу знежирювальних миючих засобів, які використовуються в нафтовій промисловості. Дуже хороші емульгуючі властивості також демонструють етоксильовані похідні ефіру сорбіту, такі як ROKwinol 60 і ROKwinol 80 . Ці продукти можуть бути компонентами бурових розчинів, які використовуються при видобутку нафти. З іншого боку, складні ефіри сорбітану, такі як ROKwin 60 і ROKwin 80 , можна використовувати для витоку нафтових речовин у воду як диспергуючі агенти.
