Энергетика ТЭК: Нефть. Нефтяная промышленность

ОУ Муниципальная средняя (полная) Общеобразовательная школа № 88. Реферат по физике. Энергетика ТЭК: Нефть. Нефтяная промышленность. Автор: Димитров Иван. Научный руководитель: Чукин Василий Васильевич. Челябинск. 1999 год. Аннотация. В данном реферате рассказывается о том, что представляет собой нефть. Выссказаны различные мнения учёных об образовании нефти. Отдельный раздел реферата посвящён рассмотрению вопросов получения синтетической нефти. Рассмотрены проекты замены нефти как топлива другими источниками энергии. Рассматриваются экологические последствия добычи и использования нефти. The summary. In the given abstract it is told that represents petroleum. Saying the various judgements of the scientists about formation of petroleum. The separate section of the abstract is devoted to consideration of problems of deriving of synthetic petroleum. The projects replacements of petroleum as fuel by other power sources are considered. The ecological consequences of production and use of petroleum are considered. Оглавление. Введение. ……………………………………………………… стр. 4 Часть 1. Нефть. ………………………………………………….стр. 9 1. Что такое нефть? ………………………………………стр. 9 Горючие породы. ……………………………… .стр. 9 2. Как образуется нефть? …………………………………стр. 11 Осадочные бассейны – родина нефти. ………….стр. 13 Современный взгляд на образование нефти. … стр. 15 3. Нефть – пища века. …………………………………….стр. 19 Часть 2. Нефтяная промышленность. ……………стр. 22 1. Её определение и состав. ………………………………стр. 22 2. Сложное положение в отрасли. ……………………… стр. 23 3. Нефтедобыча. ……………………………………………стр. 25 Её развитие и причины спада. ………………………… стр. 25 Размещение основных нефтеных баз России. …………стр. 29 Транспортировка нефти трубопроводами. …………….стр. 36 Характеристики и преимущества. …………………… .стр. 36 Развитие и размещение основных нефтепроводов. ……стр. 37 Часть 3. Другие источники нефти. ……………………стр. 40 1. «Небесная» нефть. …………………………………………….стр. 40 2. Нефть из камня. ……………………………………………….стр. 43 3. Дрова? Это неплохо. ………………………………………… .стр. 46 Часть 4. Последствия интенсивной добычи. …стр. 51 1. Смертоносные туманы. …………………………………… стр. 54 2. Чёрные океаны. …………………………………………… .стр. 59 3. Нефть, природа и человек. ………………………………….стр. 68 Заключение. ………………………………………………………… стр. 70 Список использованной литературы. …………………………………….стр. 74 Приложения. ……………………………………стр. 75 Введение. XX в. насыщен многими событиями, которые будоражили и потрясали земную цивилизацию. Шла борьба за передел мира, за сферы экономического и политического влияния, за источники минерального сырья. Среди этого, клокочущего страстями, человеческого общества выделяется одна доминанта: стремление обладать ресурсами „черного золота", столь необходимого для прогрессивного развития промышленности. Образ молоха индустрии, алчущего нефтяного допинга, рельефно выразил В.В. Маяковский в своих знаменитых строках: На кой они хрен мне, финики эфти?! Нефти хочу! Н-е-ф-т-и!!! Воистину ее жаждали все промышленные державы мира. Человек попадал в жестокую зависимость от этого минерального сырья. Особенно остро это ощутилось в период „топливного кризиса", разразившегося в начале 70-х гг. Цены на сырье резко подскочили вверх, вызвав рост дороговизны жизни во всем мире. Если в средние века, когда людей манил блеск золота и алмазов, в авантюры по добыче этих полезных ископаемых втягивались отдельные люди и лишь как исключение некоторые государства, то в наши дни в погоню за „черным золотом" вовлечены практически все промышленно развитые страны мира. Нефть известна давно. Археологи установили, что ее добывали и использовали уже за 5- 6 тыс. лет до н.э. Наиболее древние промыслы известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычу-ань. Считают, что современный термин „нефть" произошел от слова „нафата", что на языке народов Малой Азии означает просачиваться. Упоминание о нефти встречается во многих древних рукописях и книгах. В частности, уже в Библии говорится о смоляных ключах в окрестностях Мертвого моря. Ни одна проблема, пожалуй, не волнует сегодня человечество так, как топливо. Топливо – основа энергетики, промышленности, сельского хозяйства, транспорта. Без топлива немыслима жизнь людей. [12. Стр. 33] Развиваясь, человечество начинает использовать все новые виды ресурсов (атомную и геотермальную энергию, солнечную, гидроэнергию приливов и отливов, ветряную и другие нетрадиционные источники). Однако главную роль в обеспечении энергией всех отраслей экономики сегодня играют топливные ресурсы. Это четко отражает "приходная часть" топливно-энергетического баланса. Топливно-энергетический комплекс тесно связан со всей промышленностью страны. На его развитие расходуется более 20% денежных средств. На ТЭК приходиться 30% основных фондов и 30% стоимости промышленной продукции России. Он использует 10% продукции машиностроительного комплекса, 12% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране, дает больше половины экспорта РФ и значительное количество сырья для химической промышленности. Его доля в перевозках составляют 1/3 всех грузов по железным дорогам, половину перевозок морского транспорта и всю транспортировку по трубопроводам. Топливно-энергетический комплекс имеет большую районообразовательную функцию. С ним напрямую связано благосостояние всех граждан России, такие проблемы, как безработица и инфляция. Наибольшее значение в топливной промышленности страны принадлежит трем отраслям: нефтяной, газовой и угольной, из которых особо выделяется нефтяная. Нефтяные базы были опорой советского руководства. Дешевая нефть обеспечивала оттяжку структурной перестройки энергоемкой промышленности СССР. Эта нефть привязывала страны восточного блока. Валютные доходы от ее экспорта позволяли обеспечивать потребительский рынок импортными товарами. С тех пор изменилось многое. Радикально перестраивается внутренняя структура государства. Разворачивается процесс реорганизации российского административного пространства. Появляются новые региональные образования. Но нефть по-прежнему - важнейший источник валюты для страны. Действительно, отрасли ТЭК дают не менее 60% валютных поступлений, в Россию, позволяют иметь положительное внешнеторговое сальдо, поддерживать курс рубля. Высоки доходы в бюджет страны от акцизов на нефть и нефтепродукты. [9. Стр. 103] Велика роль нефти и в политики. Регулирование поставок нефти в страны ближнего зарубежья является, по сути дела, важным аргументом в диалоге с новыми государствами. Таким образом, нефть - это богатство России. Нефтяная промышленность РФ тесно связана со всеми отраслями народного хозяйства, имеет огромное значение для российской экономики. Спрос на нефть всегда опережает предложение, поэтому в успешном развитии нашей нефтедобывающей промышленности заинтересованы практически все развитые государства мира. Россия пока не выступала как активный самостоятельный субъект в мировой энергетической политике, хотя малейшие социально-экономические и политические обострения в Москве или Тюмени тут же отражаются на стоимости нефти на биржах Нью-Йорка или Лондона. До настоящего времени нефтяную политику определяли два картеля - западный и восточный. Первый объединяет 6 крупнейших нефтяных компаний, на которые приходятся 40% нефтедобычи стран, не входящих в ОПЕК. Совокупный объем продаж этих компаний в 1991 году составил почти 400 млрд. долларов. В восточный картель (ОПЕК) входят 13 стран, дающих 38 процентов всей мировой добычи и 61 процент мирового экспорта нефти. Добыча России состовляет 10% мировой, поэтому можно с уверенностью сказать, что страна занимает сильные позиции на международном рынке нефти. Например, эксперты ОПЕК заявили, что государства, входящие в эту организацию, не смогут восполнить нехватку нефти, если мировой рынок покинет РФ (см. приложение 1; [7. Стр. 10] ). Кроме того, в обозримом будущем нефть заменить нечем. Мировой спрос будет расти на 1,5 процента в год, а предложение существенно не возрастет. До энергетического кризиса 1973 года в течение 70 лет мировая добыча практически удваивалась каждые десять лет. Однако сейчас из стран - членов ОПЕК располагающих 66% мировых запасов, лишь четыре страны могут ощутимо увеличить объем нефтидобычи (Саудовская Аравия, Кувейт, Нигерия, Габон). Тем более существенной становиться роль России, иначе ряд экспертов не исключают возможность скорого возникновения очередного энергетического кризиса. Итак, нефть и российская нефтяная промышленность имеют важнейшее значение для нашей страны и всего мира в целом. [3. Стр. 164-167] Успехи нефтяников бесспорны и в области поиска новых крупных месторождений нефти и газа, и в области их разработки. Тем не менее время, когда запасы этих уникальных природных соединений истощатся, с каждым годом становится все ближе. Уже сейчас ученые многих стран задумываются над проблемой получения УВ искусственным путем. В лабораторных условиях была доказана принципиальная возможность этого. Вспомним хотя бы опыты К. Энглера по перегонке сельдевого жира. Но нам нужна нефть в промышленных масштабах. Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа, человек, сам того не подозревая, выпустил джина из бутылки. Поначалу казалось, что нефть приносит людям только выгоду, но постепенно выяснилось, что использование ее имеет и оборотную сторону. Чего же больше приносит нефть, пользы или вреда? Каковы последствия ее применения? Не окажутся ли они роковыми для человечества? Спору нет: нефть и газ - наиболее эффективное и наиболее удобное на сегодня топливо. К сожалению, более 90 % добытых нефти и газа сжигаются в промышленных топках и в двигателях автомашин. В связи с этим и в ближайшие десятилетия УВ будут составлять львиную долю в топливном балансе человечества. Разумно ли использовать нефть и газ лишь как источник энергии? Стало крылатым высказывание Д.И. Менделеева о том, что сжигать нефть и газ - это все равно, что растапливать печь ассигнациями. К этой мысли специалисты возвращаются и теперь. Американский ученый Ральф Лэпп в одной из своих статей пишет: „Я считаю варварством сжигание уникального наследия Земли - углеводородов - в форме нефти и природного газа. Сжигание этих молекулярных структур только для получения тепла следует считать преступлением". Красноречивее не скажешь. Часть 1. Нефть. 1.Что такое нефть? Горючие породы. Нефть - это горная порода. Она относятся к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что порода - это твердое вещество, из которого состоит земная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, и даже газообразные. Одно из важных свойств нефти - способность гореть. Таким же качеством обладает и ряд других осадочных пород: торф, бурый и каменный уголь, антрацит. Все вместе горючие породы образуют особое семейство, получившее название каустобиолитов (от греческих слов „каустос" - горючий, „биос" - жизнь, „литое" - камень, т. е. горючий органический камень). Среди них различают каустобиолиты угольного ряда и нефтяного ряда, последние называются битумами. К ним-то и относится нефть. Все каустобиолиты содержат углерод, водород и кислород, но в разном соотношении. В химическом отношении нефть - это сложная смесь углеводородов и углеродистых соединений, она состоит из следующих основных элементов: углерод (84-87 %), водород (12-14 %), кислород, азот и сера (1-2 %), содержание серы возрастает иногда до 3-5 %. В нефтях выделяют углеводородную, асфальто- смолистую части, порфирины, серу и зольную часть. Главную часть нефтей составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические. Метановые УВ (алкановые или алканы) химически наиболее устойчивы, они относятся к предельным УВ и имеют формулу CnH2n+2. Если количество атомов углерода в молекуле колеблется от 1 до 4 (СН4- СН4Н10), то УВ представляет собой газ, от 5 до 16 (C5H16-C16H34) то это жидкие УВ, а если оно выше 16 (С17Н36 и т.д.) - твердые (например, парафин). Нафтеновые (циклановые, или алициклические) УВ (CnH2n) имеют кольчатое строение, поэтому их иногда называют карбоциклическими соединениями. Все связи углерода с водородом здесь также насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. Ароматические УВ, или арены (СnНn), наиболее бедны водородом. Молекула имеет вид кольца с ненасыщенными связями углерода. Они так и называются - ненасыщенными, или непредельными УВ. Отсюда их неустойчивость в химическом отношении. Асфальто-смолистая часть нефтей - это темноокрашенное вещество. Оно частично растворяется в бензине. Растворившаяся часть называется асфальтеном, нерастворившаяся - смолой. В составе смол содержится кислород до 93 % от общего его количества в нефтях. Порфирины – особые азотистые соединения органического происхождения. Считают, что они образованы из хлорофилла растений и гемоглобина животных. При температуре 200-250оС порфирины разрушаются. Сера широко распространена в нефтях и в углеводородном газе и содержится либо в свободном состоянии, либо в виде соединений (сероводород, меркаптаны). Количество ее колеблется от 0,1% до 5 %. Зольная часть - остаток, получающийся при сжигании нефти. Это различные минеральные соединения, чаще всего железо, никель, ванадий, иногда соли натрия. К физическим свойствам нефтей относят плотность, вязкость, температуры застывания, кипения и испарения, теплотворную способность, растворимость, электрические и оптические свойства, люминесценцию и др.[13. Стр. 25-28] 2.Как образуется нефть? История науки знает много случаев, когда вокруг какой-нибудь проблемы разгораются жаркие споры. Такие споры идут и о происхождении нефти. Они начались в конце прошлого столетия и продолжаются до сих пор, то затихая, то вспыхивая вновь. Один из первых, кто высказал научно обоснованную концепцию о происхождении нефти, был М.В.Ломоносов. В середине восемнадцатого века в своём тракте «О слоях земных» великий русский учёный писал: „Выгоняется подземным жаром из приготовляющихся каменных углей она бурая и черная масляная материя . и сие есть рождение жидких разного сорта горючих и сухих затверделых материй, каковы суть каменное масло, жидовская смола, нефть, гагат, и сим подобное, которые хотя чистотой разнятся, однако из одного начала происхо- дят". Таким образом, более 200 лет назад была высказана мысль об органическом происхождении нефти из каменного угля. Исходное вещество было одно: органический материал, преобразованный сначала в уголь, а потом в нефть. М.В. Ломоносов был не единственный, кто высказывался по интересующему нас вопросу в XVIII в. Правда, другие гипотезы того времени носили курьезный характер. Один варшавский каноник утверждал, что Земля в райский период была настолько плодородна, что на большую глубину содержала жировые примеси. После грехопадения этот жир частично испарился, а частично погрузился в землю, смешиваясь с разными веществами. Всемирный потоп содействовал превращению его в нефть. Известны и другие не менее „научные" гипотезы о происхождении нефти. Авторитетный немецкий геолог-нефтяник Г.Гефер рассказывает об одном американском нефтепромышленнике конца прошлого века, считавшем, что нефть возникла из мочи китов на дне полярных морей. По подземным каналам она проникла в Пенсильванию. В XIX в. среди ученых были распространены идеи, близкие к представлениям М.В. Ломоносова. Споры велись главным образом вокруг исходного материала: животные или растения? Немецкие ученые Г. Гефер и К. Энглер в 1888 г. поставили опыты, доказавшие возможность получения нефти из животных организмов. Была произведена перегонка сельдевого жира при температуре 400 °С и давлении 1 МПа. Из 492 кг жира было получено масло, горючие газы, вода, жиры и разные кислоты. Больше всего было отогнано масла (299 кг, или 61 %) плотностью 0,8105 г/см3, состоящего на девять десятых из УВ коричневого цвета. Последующей разгонкой из масла получили предельные УВ (от пентана до нонана), парафин, смазочные масла, в состав которых входили олефины и ароматические УВ. Позднее, в 1919 г. академиком Н.Д. Зелинским был осуществлен похожий опыт, но исходным мате- риалом служил органогенный ил преимущественно растительного происхождения (сапропель) из озера Балхаш. При его перегонке были получены: сырая смола - 63,2 %; кокс - 16,0%; газы (метан, оксид углерода, водород, сероводород) - 20,8 %. При последующей переработке смолы из нее извлекли бензин, керосин и тяжелые масла. Таким образом, уже в конце прошлого столетия четко обособились два полярных взгляда на проблему происхождения нефти: органическая и неорганическая гипотезы. Заслуживает упоминания космическая гипотеза В.Д. Соколова, высказанная им в 1892 г. По мнению этого ученого, в составе первичного газопылевого облака, из которого образовалась Земля и другие планеты Солнечной системы, находились УВ. По мере формирования Земли они оказались в ее глубинном веществе, составляющем вторую оболочку планеты - мантию. В дальнейшем при остывании мантии УВ начали выделяться из нее и проникать по трещинам в рыхлые породы коры. Как видим, гипотеза В.Д. Соколова - одна из разновидностей представлений о минеральном синтезе нефти. Несмотря на существование различных мнений, большинство специалистов- нефтяников разделяют органическую теорию происхождения нефти. В современном толковании она разработана в трудах многих отечественных ученых: А.А. Бакирова, И.О. Брода, Н.Б. Вассоевича, В.В. Вебера, Н.А. Еременко, М.К. Калинко, А.Э. Конторовича, И.И. Нестерова, С.Г. Неручева, А.А. Трофимука, В.А. Успенского и зарубежных исследователей: Г. Крейчи-Графа, П. Смита, А. Траска, Дж. Ханта, Б. Тиссо, У. Коломбо, А. Леворсена и др.[13. Стр. 28-31] Осадочные бассейны – родина нефти. Любое море заселено множеством животных и растений. Из всей морской биомассы в образовании нефти ведущая роль принадлежит микроорганизмам - планктону, 90 % которого занимают микроскопические водоросли (фитопланктон). Именно планктон является основным источником органического вещества (0В), которое содержится не только в осадочных илах на дне морей или озер, но и в самой воде. В Атлантическом и Тихом океанах в 1 м3 воды растворено 2 г органики, в водах Балтики и Каспия - 5-6 г, а в Азовском море - 10 г. Интересно, что в составе растворенного 0В обнаружены жирные кислоты, имеющие большое сходство с жирами планктона. В донных осадках концентрация 0В еще выше. Это понятно, ведь большая часть отмирающих организмов опускается на дно. Для захоронения органики предпочтительны мелководные условия. Здесь вообще активнее идут процессы образования осадков (глинистых, песчаных, известковых и т.д.), что способствует относительно быстрому захоронению 0В и предохранению его от разложения. На глубине, кроме того, органика успевает в значительной степени раствориться и рассеяться в воде благодаря деятельности бактерий. Ежегодно в Мировом океане образуется в среднем до 150 г 0В на 1 м2 дна, захороняется же в осадках около 1 %. Теперь посмотрим, что же происходит с 0В, которое оседает на морское дно. Органика сравнительно быстро захороняется глинистыми, песчаными или карбонатными осадками, которые приносятся с континентов или образуются непосредственно в море. В составе органики имеются различные вещества, наибольший интерес для последующего нефтеобразования представляют битумоиды, которые извлекаются из 0В различными растворителями (хлороформом, бензолом, эфиром). Источником битумоидов являются липоиды - жиро-подобные соединения. В тканях организмов содержание липоидов достаточно велико. В диатомовых водорослях, например, оно составляет 10-35 % от сухой массы. Количество битумоидов в донных осадках колеблется от 2 до 20 % всей органики. Кроме битумоидов в 0В содержатся уже готовые углеводороды (от 0,1% до 3 %). В среднем на 1 м3 породы приходится 300 г, а в некоторых случаях до 15 кг УВ. Общее же содержание рассеянных УВ в осадочных породах континентов, по данным профессора Н.Б. Вассоевича, составляет 70-80*1012 т, что в несколько десятков раз превышает установленные запасы нефти (около 2,2*1012 т). Отсюда видно, что накопившегося 0В было достаточно для образования выявленного количества нефти. Дисперсные УВ в осадочных породах и современных илах морей сходны с нефтяными УВ, поэтому их стали называть рассеянной нефтью, или микронефтью. Если учесть еще, что горные породы гидрофильны, т.е. смачиваются водой, а не нефтью, то к горному давлению следует прибавить и капиллярные силы, которые усиливают отжатие нефти. Процесс ухода нефти из материнских пород (т.е. из тех, в которых она образовалась) получил название первичной миграции, или эмиграции. Долгое время вероятность этого процесса ряд ученых ставили под сомнение, это была своеобразная ахиллесова пята органических гипотез происхождения нефти. Однако в последние годы исследованиями геологов ИГИРГИ и ВНИГРИ доказана возможность эмиграции нефти в виде растворов в сжатых газах и в воде. Попав в проницаемые породы-коллекторы, нефть начинает новую жизнь. Путешествие по коллекторам продолжается до тех пор, пока нефть не попадет в ловушку - пласт, который способен удержать нефть в виде залежи. Таким образом, как замечает Н.Б. Вассоевич: „Предыстория нефти начинается еще в живом веществе, синтезирующем исходные для нее биохимические соединения, а история нефти - с фоссилизации биогенного органического вещества в осадках". По мнению ряда ведущих отечественных и зарубежных нефтяников, проблема происхождения нефти в принципе решена. С позиций органической теории производится оценка перспектив нефтегазоносности малоизученных регионов, определяются стратегия и тактика поисково-разведочных работ.[13. Стр. 31-36] Современный взгляд на образование нефти. Характерной чертой современного развития геологии является формирование нового геологического мышления, в основу которого положено представление о горизонтальном движении отдельных блоков литосферы, так назьюаемых литосферных плит. В недрах нашей планеты без устали происходит круговорот вещества - конвектйвное движение. Оно начинается на глубине около 3 тыс. км на границе адра и мантии, откуда горячий и относительно легкий материал всплывает вверх и через 15-16 млн.лет достигает подошвы литосферы - верхней и наиболее тонкой земной оболочки. Растекаясь по ее подошве, мантийное вещество за счет сил вязкого трения „разрывает" литосферу на несколько плит, которые раздвигаются от области выхода глубинного потока и дрейфуют в горизонтальном направлении. В этом месте образуются вначале своеобразные структуры в виде огромных провалов - рифты, а потом они трансформируются в океан. В наши дни типичные континентальные рифты известны в Восточной Африке, где они обычно заполнены водой (озера Ньяса, Танганьика, Рудольфа и т.д.). Примером современного морского рифта, отражающего следующую стадию перехода рифтовых структур в океан, является Красное море. Горизонтальное движение литосферных плит приводит в конце концов к их столкновению и одна плита как бы „заталкивается" под другую. Возникает зона субдукции. При погружении литосферной плиты силы трения разогревают эту зону на сотни градусов, что способствует плавлению пододвигаемой плиты и возникновению вулканических процессов. Современные зоны субдукции широко распространены по побережью Тихого океана, на востоке Индийского океана. Процессы сопровождаются не только активным вулканизмом, но и сильными землетрясениями. Таким образом, верхняя и самая тонкая оболочка Земли (литосфера) находится в непрерывном движении. Какое же отношение имеет рождение нефти к этим мощным природным явлениям? Оказывается - прямое. Дело в том, что образование нефти очень энергоемкий процесс. Он выражается в диссоциации различных соединений, в разрыве химических связей между углеро- дом и кислородом, азотом, серой. А для этого нужны затраты энергии и немалые. Например, для разрыва связи С-С надо затратить 70-100 ккал/моль, для С-О - 70-200 ккал/моль и т.д. Для того чтобы эти процессы начали протекать и активно развиваться, необходимо повышение температуры до 100-400 °С. В противном случае преобразование рассеянной органики в нефть будет протекать медленно, вяло, полностью не используя весь потенциал органического вещества. Вспомним, химикам удавалось в лабораторных опытах практически мгновенно получать из естественной органики продукты близкие к природным нефтям. Условие было одно - высокая температура в перегонном кубе. Следовательно, если в природе создается ситуация, когда осадочные породы с органикой попадают в зону относительно высоких температур, то начинается образование нефти. В обычных условиях пласт для этого должен погрузиться на глубину минимум в 2-3 км, там-то и наступает, по Н.Б. Вассоевичу, главная фаза нефтеобразования. А если осадки попадают в зону рифта или субдукции? Здесь прогретость недр в 5-6 раз выше, чем в обычных областях. Следовательно, и преобразование органики в капельно-жидкую нефть может начаться намного раньше. Практически одновременно с осадконакоплением. Поэтому зоны рифтов и субдукции так привлекают сейчас внимание геологов- нефтяников. Исследование их дает ключ к правильному пониманию генезиса УВ. Что же там происходит? Вначале о рифтах. Процесс рифтообразования предшествует разогрев, «возбуждение» верхней мании. Это находит отражение и в современном строении рифтов: утончении земной коры до 30-35 км; уменьшение глубины залегания астеносферы; резкое возрастание теплового потока под рифтом; молодой вулканизм; источники термальных вод; сейсмичность. Все это характеризует рифты как чрезвычайно активные структуры литосферы. Осадочные бассейны рифтогенного типа закладываются на начальной стадии раскола (деструкции) земной коры, как правило, континентального типа. За сравнительно короткий отрезок времени (5-20 млн.лет) возникает узкий грабенообразный прогиб, выполненный 4-7-километровой толщей осадков. На начальных стадиях осадкона- копления в рифтах формируются обычные континентальные речные или озерные отложения с прослоями вулканических образований. Далее часто откладываются соленосные комплексы, появление которых связывают с выносом солей глубинными термальными водами. В дальнейшем, по мере развития рифта и преобразования его из внутриконтинентального в морской межконтинентальный рифт (типа Красного моря), в нем накапливаются нормальные морские обломочные и карбонатные отложения. В центральных частях рифтов, в условиях ограниченной циркуляции вод, обычно аккумулируются мощные глинистые толщи, обогащенные органикой (черные глины). В связи с быстрым захоронением и погружением на большие глубины они уже на рифтовой стадии могут реализовать свой нефтегазоматеринский потенциал. Этому в значительной степени способствует аномально высокий тепловой поток в рифтах и, как результат этого, высокая прогретость земных недр. Поэтому образование УВ может происходить уже в молодых, неглубоко залегающих осадках. Причем, даже озерные отложения, содержащие сравнительно небольшое количество органики, могут оказаться нефтегазопроизводящими. Примером этого могут служить многочисленные нефте- и газопроявления в пределах современной внутриконтинентальной Восточно- Африканской системы рифтов. Отдельные рифты, заполненные водой, образуют систему озер, на берегах которых отмечаются выходы газа, легкой нефти, закированные песчаники (например, оз. Альберт). Геологические события иного типа протекают в зонах субдукций, но результат их тот же: ускоренное преобразование рассеянной органики в нефть. В зонах поддвига происходят два очень важных для нас явления: образование аккреционных призм (линз) и проскальзывание океанических осадков в мантию вместе с пододвигаемой плитой. Формирование аккреционных призм происходит за счет соскребания осадков с погружающейся плиты и накопления их на внешнем склоне островной дуги. В результате вдоль фронта субдукций возникает огромная „куча" осадочного материала, в котором содержится и рассеянная органика Высокий прогрев недр обеспечивает здесь благоприятные условия для рождения нефти. Однако пока это теория. Современные аккреционные призмы с точки зрения возможной их нефтегазоносности практически еще не изучены, а древние призмы аккреции геологи пока не научились распознавать в сложной структуре горно-складчатых областей.[13. Стр. 38-43] 3. Нефть - пища века. Одно из перспективных направлений в нефтехимии - биохимическая переработка нефтяных УВ для получения белковых веществ. Работы были начаты во Франции еще в 1957 г., но в последние годы актуальность их значительно увеличилась. Это объясняется растущей диспропорцией между народонаселением Земли и производством пищи. Как известно, население земного шара превысило 5 млрд. человек. Ожидается, что при существующих темпах роста к 2010 г. на Земле будут жить почти 8 млрд. человек. Уже сейчас, по данным журнала „Сайенс" (США), около 500 млн. людей в мире испытывают недостаток в продуктах питания. К концу века эта цифра удвоится. Как сообщает директор Марсельской лаборатории А.Шампанья, недостаток животного белка в настоящее время достигает 3 млн.т, т.е. 15 млн. т мяса. По другим материалам, этот дефицит составляет 40-60 млн. т в год. Журнал „Сайенс" пишет о том, что мир недополучает в год 25 млн.т хлебопродуктов. В связи с этим проблема получения искусственной пищи стоит особенно остро. Предлагают различные способы изготовления белка. Один из них, наиболее обнадеживающий, - его производство из нефти. Разработка этой идеи принадлежит немецкому ученому Феликсу Юсту (1952 г.). Технология получения синтетического белка из нефти проста. Углеводороды используют для получения парафина. В него добавляют соли азота, фосфора, калия и других элементов. Из этой массы и воды приготовляется питательная среда. В нее при определенной кислотности и температуре 32-34°С „засевают" бактерии Candida quillirmondi, которые образуют так называемую чистую культуру - закваску для выращивания в промышленных условиях белковой массы. За несколько часов микроорганизмы „съедают" парафин и образуют белок. За сутки 1 т культуры дает до 400 т белка. По сравнению с другими питательными средами для бактерий парафин очень экономичен. В этом случае 1 кг нефти дает 1 кг белка, а, например, 1 кг сахара - всего 0,5 кг белка. Пока синтетический белок идет в сельское хозяйство на откорм животных и птиц, хотя при этом возникает слишком много довольно-таки сложных проблем. Но и в меню человека давно уже прочно вошли некоторые продукты, приготовленные из нефти. Наверное не все знают, что масло в шпротах – это продукт нефтехимии. [13. Стр. 13] Не следует забывать, что нефть - это сырье для получения керосина, бензина, смазочных масел, т.е. всего того, без чего невозможна современная эксплуатация автомашин, самолетов, ракет.Не будет ошибкой, если сказать, что нефть - это не только будущий продукт питания людей, но и нынешняя „пища" моторов. Поэт А. Вознесенский в одном из своих стихотворений призывает: „Бегите! Нас тёмные, как Батый, Машины поработили. В судах их клевреты наглые, Из рюмок дуя бензин, Вычисляют: кто это в Англии Вел бунт против машин?" Проблема осложняется еще и тем, что нефть и газ относят к полезным ископаемым, запасы которых невосполнимы. Из всех горючих пород на долю каменного угля приходится 83 % запасов, на долю нефти - 11 % и газа - 5 %. Неизбежно придет время, когда запасы нефти и газа будут в значительной степени исчерпаны. Некоторые ученые считают, что через 20-30 лет человечество останется в основном с твердыми горючими ископаемыми, которые еще можно будет добывать из земли. Поэтому уже сейчас необходимо заботиться о том, чтобы спасти нефть и газ от сжигания. Если принять количество нефти, газа и каменного угля, сожженных в топках в 1972 г., за 100 %, то к 2010 г. это количество планировалось уменьшить, - до 84%, к 2030 г. - до 62%. Взамен для получения энергии человек должен научиться использовать энергию солнца, ветра и других природных факторов. [13. Стр. 14] Часть 2. Нефтяная промышленность. 1. Ее определение и состав. Нефтяная промышленность является составной частью ТЭК - многоотраслевой системы, включающей добычу и производство топлива, производство энергии (электрической и тепловой), распределение и транспорт энергии и топлива. Нефтяная промышленность - отрасль тяжелой индустрии, включающая разведку нефтяных и нефтегазовых месторождений, бурение скважин, добычу нефти и попутного газа, трубопроводный транспорт нефти. Цель нефтеразведки - выявление, геолого - экономическая оценка и подготовка к работе промышленных залежей. Нефтеразведка производиться с помощью геологических, геофизических, геохимических и буровых работ. Процесс геологоразведочных работ подразделяется на два этапа: поисковый и разведочный. Первый включает три стадии: региональные геолого-геофизические работы, подготовка площадей к глубокому поисковому бурению и поиски месторождений. Второй завершается подготовкой месторождения к разработке. По степени изученности месторождения делятся на четыре группы: А) Детально разведанные месторождения. В) Предварительно разведанные месторождения. С1) Слабо разведанные месторождения. С2) Границы месторождений не определены. Категории А, В и C1 относятся к промышленным запасам. На сегодняшний день главная проблема геологоразведчиков - недостаточное финансирование, поэтому сейчас разведка новых месторождений частично приостановлена. Потенциально, по прогнозам экспертов, геологоразведка может давать Российской Федерации прирост запасов от 700 млн. до 1 млрд. т в год, что перекрывает их расход вследствие добычи (в 1993 году было добыто 342 млн. т ). Однако в действительности дело обстоит иначе. Мы уже извлекли 41 процент, содержащийся в разрабатываемых месторождениях. В Западной Сибири извлечено 26,6 процента. Причем нефть извлечена из лучших месторождений, требующих минимальных издержек при добыче. Средний дебит скважин непрерывно снижается: 1986 год - 14,1/ сутки. 1987 - 13.2, 1988 - 12,3, 1989 - 11,3, 1990 - 10,2. Темпы выработки запасов нефти на территории России в 3-5 раз превышают соответствующий показатель Саудовской Аравии, ОАЭ, Венесуэлы, Кувейта. Такие темпы добычи обусловили резкое сокращение разведанных запасов (см. приложение 6). И проблема здесь не столько в медленной разведке новых месторождений, сколько в нерациональной эксплуатации имеющихся. Большие потери при добыче и транспортировке, старение технологий вызвали целый комплекс проблем в нефтяной промышленности. 2. Сложное положение в отрасли. По разведанным запасам нефти в 1992 году Россия занимала второе место в мире вслед за Саудовской Аравией, на территории которой сосредоточена треть мировых запасов. Запасы бывшего СССР на 1991 год составляли 23,5 млрд. тонн. Из них запасы России - 20,2 млрд. т. Если учесть низкую степень подтверждаемости прогнозных запасов и еще большую долю месторождений с высокими издержками освоения (из всех запасов нефти только 55% имеют высокую продуктивность), то общую обеспеченность России нефтяными ресурсами нельзя назвать безоблачной. Даже в Западной Сибири, где предполагается основной прирост запасов, около 40% этого прироста будет приходиться на долю низкопродуктивных месторождения с дебитом новых скважин менее 10 т в сутки, что в настоящее время является пределом рентабильности для данного региона. Глубокий экономический кризис, охвативший Россию, не обошел и отрасли топливно-энергетического комплекса, особенно нефтяную промышленность. Это выразилось прежде всего в ускоряющемся сокращении объемов добычи нефти начиная с 1989 года. При этом только на месторождениях Тюменской области - основного нефтедобывающего региона - добыча нефти снизилась с 394 млн. тонн в 1988 году до 307 млн. тонн в 1991 году. [11. Стр. 63-65] Нынешнее состояние нефтяной промышленности России характеризуется сокращением объемов прироста промышленных запасов нефти, снижением качества и темпов их ввода; сокращение объемов разведочного и эксплуатационного бурения и увеличением количества бездействующих скважин; повсеместном переходе на механизированный способ добычи при резком сокращении фонтанизирующих скважин; отсутствием сколь-либо значительного резерва крупных месторождений; необходимостью вовлечения в промышленную эксплуатацию месторождений; расположенных в необустроенных и труднодоступных районах; прогрессирующим техническим и технологическим отставнием отрасли; недостаточным вниманием к вопросам социального развития и экологии. Рассмотрим развитие и размещение нефтедобывающей промышленности и выделим причины приведшие ее к спаду. 3.Нефтедобыча. Её развитие и причины спада. Добыча нефти ведется человечеством с древних времен. Сначала применялись примитивные способы: сбор нефти с поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, при помощи колодцев. Первый способ применялся еще в 1 веке в Мидии и Сирии, второй - в 15 веке в Италии. Но началом развития нефтяной промышленности принято считать время появления механического бурения скважин на нефть в 1859 году в США, и сейчас практически вся добываемая в мире нефть извлекается посредством буровых скважин. За сотню с лишним лет развития истощились одни месторождения, были открыты другие, повысилась эффективность добычи нефти, увеличилась нефтеотдача, т.е. полнота извлечения нефти из пласта. Но изменилась структура добычи топлива. Долгое время находившуюся на первом месте нефтяную промышленность обгоняет перспективная газовая. (Сейчас на уголь приходиться только 15% тонн условного топлива, газ - 45% , нефть - 40%). У сходящей с лидирующих позиций нефтяной промышленности возникли проблемы. В России первые скважины были пробурены на Кубани в 1864 г. и в 1866 г. одна из них дала нефтяной фонтан с дебитом более 190 т в сутки. Тогда добыча нефти велась в основном монополиями, зависевшими от иностранного капитала. Механизация добычи была слабая, поэтому с целью получения максимальной прибыли разрабатывались наиболее перспективные в экономическом плане залежи. В начале 20 века Россия занимала первое место по добычи нефти. В 1901 - 1913 г.г. страна добывала приблизительно 11 млн. тонн нефти. Сильный спад произошел во время Гражданской войны. Но после национализации нефтяной промышленности были приняты чрезвычайные меры по восстановлению 20 разрушенных предприятий ввиду стратегического значения отрасли. К 1928 году добыча нефти была снова доведена до 11,6 млн. тонн. [1. Стр. 177-180] В первые годы советской власти основными районами нефтедобычи были Бакинский и Северного Кавказа (Грозный, Майкоп). Также велась добыча на Западной Украине в Голиции. Закавказье и Северный Кавказ давали в 1940 г. около 87% нефти в Советском Союзе. Однако вскоре истощающиеся запасы старейших районов перестали удовлетворять запросы развивающейся промышленности. Назрела необходимость в поисках нефти на других территориях страны. Были открыты и введены в строй месторождения Пермской и Куйбышевской областей, Башкирии, что обусловило создание крупнейшей Волго-Уральской базы. Обнаружены новые месторождения в Средней Азии Казахстане, добыча нефти достигла 31,1 млн. тонн. Война 1941 - 1945 г.г. нанесла сильный ущерб районам Северного Кавказа, что существенно сократило объем добываемой нефти. Однако в послевоенный период с параллельным восстановлением нефтедобывающих комплексов Грозного и Майкопа были введены в разработку крупнейшие месторождения Волго-Уральской нефтяной базы. И в 1960 году она уже давала около 71% нефти страны. Применялись и технические новшества (поддержание пластового давления), что позволило значительно увеличить добычу. В 50 годах добывали 38 млн. тонн, в 60-ых же цифра возросла на порядок - 148 млн. тонн. Конец 60-ых годов ознаменовался оснащением отрасли новейшими техническими изобретениями и усовершенствованием технологий. В 1972 году производительность труда возросла в 2 раза. СССР занимал второе место по добыче нефти в мире после США, где большая часть месторождений была зарезервирована с целью создания стратегических запасов для будущего развития экономики. Поэтому темпы добычи в США ежегодно в течение 1951 - 1982 годов увеличивались на 4,6 млн. тонн, тогда как добыча нефти в Советском Союзе - на 18,8 млн. тонн, т.е., начиная с 1958 года прирост добычи фактически составлял более 100 млн. тонн за каждые 5 лет, что позволило стране выйти на первое место в мире. За период с 1961 по 1972 годы было добыто свыше 3,3 млр. тонн нефти. Такой быстрый рост изменения соотношения между потенциальными запасами (размер перспективных нефтегазоносных площадей превышает 11 млн. км и разведанными, которые особенно сократились в старых районах. В тоже время рост обеспечивали новые освоенные месторождения в Западной Сибири (Средне - Обский район и Шатиский районы), Белоруссии, Западном Казахстане, Оренбургской области и Удмуртии, на континентальном шельфе Каспийского моря. Еще в 1970 году Волго-Уральский район давал около 61% нефти, однако уже в 1974 году на лидирующие позиции стал выдвигаться уникальный Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн, обогнав по уровню добычи нефти Татарию, являвшуюся крупным поставщиком в 60-ые годы. Промышленная добыча в районе развивалась быстрыми темпами. В 70-ые годы - 31 млн. тонн, а в 80-ые - 312 млн. тонн (свыше половины добычи нефти в стране), что позволило стать Западной Сибири ведущим нефтедобывающим районом страны. Восточные регионы превратились в главные по добыче нефти. Это Западная Сибирь, Казахстан, полуостров Мангышлак, Средняя Азия и Дальний Восток (Сахалин). Добыча же в 80-ых годах в старых районах либо стабилизировалась, как в Волго-Уральском, либо падала, как в Баку, Грозном и на Западной Украине. Новые перспективные месторождения были открыты в начале 70-ых годов в Коми и Архангельской области (Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция), а также ряд незначительных в Прибалтике и других районах. [1. Стр. 180-183] За время развития совершенствовались технические способы добычи. Однако этот процесс был значительно замедлен из-за экстенсивного пути, по которому пошла советская нефтяная промышленность, когда увеличение объемов добычи достигалась в основном не автоматизацией производства и внедрения современных эффективных методов, а разработкой новых месторождений. Такое развитие обусловило старение технологий, что стало одной из причин настоящего спада. В заключении рассмотрим динамику добычи нефти (см. приложение 2). Из таблиц видно, что до 50-ых годов наращивание объемов добычи шло низкими темпами, т.к. развитию нефтяной промышленности препятствовали разруха после Гражданской войны и ущерб, понесенный во время Великой Отечественной в 1941 - 1945 годах. Затем следовал резкий скачок, связанный с приоритетным развитием отрасли и открытием крупнейших нефтегазоносных районов. С конца 80-ых годов мы наблюдаем спад (за 1988 - 1991 годы объем добычи сократился более чем на 20%), главные причины которого заключаются в следующем: [4. Стр. 148-150] - крупные и высокодебитные месторождения эксплуатируемого фонда, составляющие основу ресурсной базы, в значительной степени выработаны; - резко ухудшились по своим кондициям и вновь приращиваемые запасы. За последнее время практически не открыто ни одного крупного высокопродуктивного месторождения; - сократилось финансирование геологоразведочных работ. Так в Западной Сибири, где степень освоения прогнозных ресурсов составляет около 35 процентов, финансирование геологических работ начиная с 1989 года сократилось на 30 процентов. На столько же уменьшились объемы разведочного бурения; - остро не хватает высокопроизводительной техники и оборудования для добычи и бурения. Основная часть технических средств имеет износ более 50 процентов, только 14 процентов машин и оборудования соответствует мировым стандартам, 70 процентов парка буровых установок морально устарело и требует замены. С распадом СССР усуглубилось положение с поставками нефтепромыслового оборудования из стран СНГ. - низкие внутренние цены на нефть не обеспечивают самофинансирования нефтедобывающих предприятий (эта ситуация сохраняется и сегодня после серии повышений цен на нефть). В итоге произошло серьезное ухудшение материально - технического и финансового обеспечения отрасли; - нехватка эффективного и экологичного оборудования с особой остротой создает в отрасли проблему загрязнения окружающей среды (авария в Коми). На решение этой проблемы отвлекаются значительные материальные и финансовые ресурсы, которые не участвуют непосредственно в увеличении добычи нефти; - не определен единообразный собственник месторождений нефти и газа, с которым следует иметь дело отечественным и зарубежным организациям, а также частным лицам; - задолженность республик за поставленную нефть и нарастающий кризис неплатежей (см. приложение 3; [11. Стр. 71]). Итак упадок нефтедобывающей промышленности обусловлен наличием комплекса взаимосвязанных причин. Выход из настоящего положения затруднен глобальным характером стоящих проблем, поэтому если продолжится экономический кризис в стране и усилится процесс политического раздробления в бывшем Советском Союзе, то добыча нефти, по всей вероятности, будет и впредь сокращаться. [11. Стр. 70-74] Размещение основных нефтяных баз России. На территории Российской Федерации находятся три крупных нефтяные бызы: Западно-Сибирская, Волго-Уральская и Тимано-Печерская. Основная из них - Западно-Сибирская. Это крупнейший нефтегазоносный бассейн мира, расположенный в пределах Западно-Сибирской равнины на территории Тюменской, Омской, Курганской, Томской и частично Свердловской, Челябинской, Новосибирской областей, Красноярского и Алтайского краев, площадью около 3,5 млн. км. Нефтегазоносность бассейна связана с отложениями юрского и мелового возраста. Большая часть нефтяных залежей находиться на глубине 2000-3000 метров. Нефть Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна характеризуется низким содержанием серы (до 1,1%), и парафина (менее 0,5%), содержание бензиновых фракций высокое (40-60%), повышенное количество летучих веществ. Сейчас на территории Западной Сибири добывается 70% российской нефти. Так, в 1993 году добыча нефти без газового конденсата составила 231.397.192 тонны, из которых фонтанным способом - 26.512.060 тонн, а насосным 193.130.104 тонны. Из данных следует, что добыча насосным способом превышает фонтанную на порядок. Это заставляет задуматься над важной проблемой топливной промышленности - старением месторождений. Вывод подтверждается и данными по стране в целом. В 1993 году в Российской Федерации из старых скважин добывалось 318.272.101 тонна нефти (без газового конденсата), в том числе из скважин, перешедших с прошлого года - 303.872.124 тонны, в то время как из новых скважин нефтедобыча составила лишь 12.511.827 тонн (см. приложение 4). В Западной Сибири находятся несколько десятков крупных месторождений. Среди них такие известные, как Самотлор, Мегион, Усть-Балык, Шаим, Стрежевой (см. карту). Большая часть из них расположена в Тюменской области - своеобразном ядре района. Тюменская область, занимающая площадь 1435,2 тысячи квадратных километров (59 процентов площади Западной Сибири, 8,4 процента - Российской Федерации), относится к наиболее крупным (после Якутии и Красноярского края) административным образованиям России и включает Ямало - Ненецкий и Ханты - Мансийский автономные округа. В Российской Федерации Тюменская область занимает первое место по объему инвестиций, стоимости основных промышленно- производственных фондов, по вводу в действие основных фондов, пятое по объему промышленной продукции. В республиканском разделении труда она выделяется как главная база России по снабжению ее народнохозяйственного комплекса нефтью и природным газом. Область обеспечивает 70,8 процента российской добычи нефти, а общие запасы нефти и газа составляют 3/4 геологических запасов СНГ. В Тюмени добывается 219.818.161 тонна нефти без годового конденсата (фонтанным способом - 24.281.270 тонн, насосным – 1.837.818.63 тонны), что составляет более 90% всей добычи Западной Сибири. Анализируя данную информацию, нельзя не сделать следующий вывод: нефтедобывающей промышленности Российской Федерации свойственна чрезвычайно высокая концентрация в ведущем районе. Теперь коснемся структур, занимающихся нефтедобычей в Тюмени (см. приложение 5; [6. Стр. 9]). На сегодняшний день почти 80 процентов добычи в области обеспечивается пятью управлениями (в порядке убывания веса - Юганскнефтегаз, Сургутнефтегаз, Нижневартовскнефтегаз, Ноябрьскнефтегаз, Когалымнефтегаз). Однако в недалеком времени абсолютные объемы добычи сократятся в Нижневартовске на 60%, в Юганске на 44%, что выведет первое за пределы ведущей пятерки управлений. Тогда (по объемам добычи) первая пятерка будет включать (в порядке убывания) Сургут, Когалым, Юганск, Ноябрьск и Лангепас (вместе - около 70% объемов добычи области) [7. Стр. 7-8]; (см. приложение 7). Статус также определяется объемами ресурсов, используемых для обеспечения добычи. Частично показателем общей динамики может служить доля различных управлений в общем объеме ввода новых скважин. По этому показателю к октябрю 1992 года на первом месте находится СургутНГ, затем идут НоябрьскНГ, КогалымНГ, ЮганскНГ и КрасноленинскНГ. Однако в ближайшие 2-3 года из первой пятерки исчезает ЮганскНГ (появляется НижневартовскНГ). Показатель ввода новых скважин на освоенных полях необходимо рассматривать в сочетании с показателем ввода в разработку новых месторождений. По этому критерию пятерка лидирующих управлений (около 65 вводимых до 2000 года месторождений, включает НоябрьскНГ, ПурНГ, СургутНГ, ТюменьНГ и ЮганскНГ. Причем именно эти управления лидируют как по доле месторождений, предполагаемых к вводу в 1995 году, так и по доле включаемых в разработку извлекаемых запасов нефти (в порядке убывания доли - ТюьеньНГ, НоябрьскНГ, ПугНГ и СургутНГ) (см.приложение 7). Новым фактором упорядочивания является доля иностранного капитала, привлекаемого в первую очередь для разработки новых месторождений. В зоне действия НоябрьскНГ таких месторождений находится около 70, ПурНГ и ЮганскНГ около 20. Таким образом, сегодня в добывающей промышленности основного нефтяного района России мы наблюдаем сложную систему взаимодействия практически независимых управлений, несогласованно определяющих свою политику. Среди них нет признанного лидера, хотя можно предполагать сохранение ведущих позиций за Сургут, НоябрьскНГ и Юганск, не существует и настоящей конкурентной борьбы. Такая разобщенность создает немало проблем, но интеграция откладывается на неопределенную перспективу из-за большой динамичности отрасли: снижение статуса ПурНГ, КогальимНГ и ТюменьНГ вкупе с одновременным уменьшением влияния Нижневартовскнефтегаза способно уже сейчас дисбалансировать сложившуюся структуру отношений. Без сомнения, эти выводы, сделанные на основе взаимоотношений в ведущем районе, можно распространить и на всю систему нефтедобычи в целом, что даст определенное объяснение сложной ситуации в данной отрасли. Для нефтяной промышленности Тюмени характерно снижение объемов добычи. Достигнув максимума в 1988 году 415.1 млн. тонн, к 1990 году нефтедобыча снизилась до 358,4 млн. тонн, то есть на 13.7 процента, причем тенденция падения добычи сохраняется и в 1994 году. Переработка попутного нефтяного газа Тюмени осуществляется на Сургутских, Нижневартовских, Белозерном, Локосовском и Южно-Балыкском газоперерабатывающих заводах. На них, однако, используется лишь около 60% добываемого с нефтью ценнейшего нефтехимического сырья, остальное количество сжигается в факелах, что объясняется отставнием ввода мощностей газоперерабатывающих заводов, недостаточными темпами строительства газокомпрессорных станций и газосборных сетей на нефтепромыслах. Следовательно, выделяется еще одна проблема - разбалансированность внутреотраслевой структуры нефтяной промышленности. [5. Стр. 56-58] Вторая по значению нефтяная база - Волго-Уральская. Она расположена в восточной части Европейской территории Российской Федерации, в пределах республик Татарстан, Башкортостан, Удмуртия, а также Пермской, Оренбургской, Куйбышевской, Саратовской, Волгоградской Кировской и Ульяновской областей. Нефтяные залежи находятся на глубине от 1600 до 3000 м, т.е. ближе к поверхности по сравнению с Западной Сибирью, что несколько снижает затраты на бурение. Волгл-Уральский район дает 24% нефтедобычи страны. Подавляющую часть нефти и попутного газа (более 4/5) области дают Татария, Башкирия Куйбышевская область. Значительная часть нефти, добываемая на промыслах Волго-Уральской нефтегазоносной области, поступает по нефтепроводам на местные нефтеперерабатывающие заводы, расположенные главным образом в Башкирии и Куйбышевской области, а также в других областях (Пермской, Саратовской, Волгоградской, Оренбургской). Нефть Восточной Сибири отличается большим разнообразием свойств и состав вследствие многопластовой структуры месторождений. Но в целом она хуже нефти Западной Сибири, т.к. характеризуется большим содержанием парафина и серы, которая приводит к повышенной амортизации оборудования. Если коснуться особенностей в качестве, то следует выделить республику Коми, где ведется добыча тяжелой нефти шахтным способом, а также нефть Дагесстана, Чечни и Ингушетии с крупным содержанием смол, но незначительным серы. Вставропольской нефти много легких фракций, чем она ценна, хорошая нефть и на Дальнем Востоке. Итак, почти каждое месторождение, а тем более каждый из нефтегазоносных районов отличаются своими особенностями в составе нефти, поэтому вести переработку, используя какую-либо "стандартную" технологию нецелесообразно. Нужно учитывать уникальную структуру для достижения максимальной эффективности переработки, по этой причине приходиться сооружать заводы под конкретные нефтегазоносные области. Существует тесная взаимосвязь между нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленностью. Однако развал Советского Союза обусловил появление новой проблемы - разрыв внешних хозяйственных связей нефтяной промышленности. Россия оказалась в крайне невыгодном положении, т.к. вынуждена экспортировать сырую нефть ввиду дисбаланса нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности (максимальный объем переработки - 240 млн. тонн в год), в то время как цены на сырую нефть гораздо ниже, чем на нефтепродукты. Кроме того, низкая приспособляемость российских заводов, при переходе на нефть, ранее транспортировавшуюся на заводы республик, вызывает некачественную переработку и большие потери продукта. Третья нефтяная база - Тимано - Печерская. Она расположена в пределах Коми, Ненецкого автономного округа Архангельской области и частично на прилегающих территориях, граничит с северной частью Волго-Уральского нефтегазоносного района. Вместе с остальными Тимано-Печерская нефтяная область дает лишь 6% нефти в Российской Федерации (Западная Сибирь и Уралоповолжье - 94%). Добыча нефти ведется на месторождениях Усинское, Верхнегруьеторское, Памгня, Ярега, Нижняя Омра, Водейское и другие. Тимано - Печорский район, как Волгоградская и Саратовская области, считается достаточно перспективным. Добыча нефти в Западной Сибири сокращается, а в Ненецком автономном округе уже разведаны запасы углеводородного сырья, соизмеримые с западносибирскими. По оценке американских специалистов, недра арктической тундры хранят 2,5 миллиарда тонн нефти. Сегодня различные компании уже инвестировали в его нефтяную промышленность 80 млрд. долларов с целью извлечь 730 млн. тонн нефти, что составляет два годовых объема добычи Российской Федерации. Ведутся совместные разработки месторождений. Например, СП "Полярное сияние" с участием американской компании "Конако", которое разрабатывает Ардалинское месторождение с запасами нефти более 16 миллионов тонн. В проект инвестировано 375 миллионов долларов, из которых 80 миллионов получили 160 российских компаний - поставщиков и подрядчиков. 71 процент всех доходов "Полярного сияния" остается в России, что делает контракт выгодным не только для иностранцев, но и для жителей Ненецкого автономного округа, получивших дополнительные рабочие места, и в целом всей Российской Федерации. [6. Стр. 9] Теперь, обобщив сказанное в данной главе, выделим главную особенность, проблему размещения нефтедобывающей промышленности России. Частично она уже была рассмотрена - это сверхвысокая концентрация нефтедобычи в ведущей нефтяной базе. Она имеет как раз преимущество для организации самой структуры промышленности, так создает целый комплекс проблем, среди которых, например, сложная экологическая обстановка в регионе. Особенно выделяется из них проблема дальней и сверхдальней транспортировки нефти и попутного газа, обусловленная объективной необходимостью в перевозке сырья от главного поставщика, восточных районов Российской Федерации, к главному потребителю - западной ее части. [8. Стр. 2] Транспортировка нефти трубопроводами. Характеристики и преимущества. Нефть не используется в первоначальном виде, поэтому нефтеперерабатывающие заводы - основной ее потребитель. Они располагаются во всех районах страны, т.к. выгоднее транспортировать сырую нефть, чем продукты ее переработки, которые необходимы во всех отраслях народного хозяйства. В прошлом она из мест добычи в места потребления перевозилась по железным дорогам в цистернах. В настоящее время большая часть нефти перекачивается по нефтепроводам и их доля в транспортировке продолжает расти. В состав нефтепроводов входят трубопроводы, насосные станции и нефтехранилища. Скорость движения нефти - 10-12 км/ч. Стандартный диаметр - 12 тыс.мм. Производительность в год - 90 млн. тонн нефти. По эффективности с нефтепроводами могут соперничать только морские перевозки танкерами. Кроме того, они менее опасны в пожарном отношении и резко снижают потери при транспортировке (доставке). Стоимость строительства магистрального нефтепровода обычно окупается за 2- 3 года. Развитие и размещение основных нефтепроводов. Первый нефтепровод длиной в 6 км был сооружен в США в 1865 году. Нефтепроводы большей длины начали строить в 1875 году. Первый нефтепровод в России проложен в 1878 году в Баку от промыслов до нефтеперерабатывающего завода, а в 1897 - 1907 году был построен самый большой в то время в мире по протяженности магистральный трубопровод Баку - Батуми диаметром 200 мм и длиной 835 км, который продолжает эксплуатироваться и по сей день. [3. Стр. 175] Развитие нефтепроводного транспорта в Союзе было связано с освоением нефтяных месторождений в Башкирии, Татарии и Куйбышевской области. К 1941 году в эксплуатации находилось 4100 км магистральных трубопроводов для перекачки нефти и нефтепродуктов с сумарной годовой производительностью 7,9 млн. тонн. Максимальный диаметр составлял 300 мм. Общая протяженность магистральных нефтепроводов к 1956 году возросла до 11,5 тыс. км, а через 10 лет достигла уже 29 тыс. км. А в 1992 году в СНГ - 275 тысяч км. Сеть магистральных нефтепроводов развивалась в трех основных направлениях: урало-сибирское (Альметьевск - Уфа - Омск - Новосибирск - Иркутск) длиной 8527 км; северо- западное (Альметьевск - Горький - Ярославль - Кириши с ответвлениями на Рязань и Москву) длиной более 17700 км; юго-западное от Альметьевска до Куйбышева и далее нефтепроводом "Дружба" с ответвлением на Полоцк и Вентспилс) протяженностью более 3500 км. Таким образом, наибольшей длиной обладали нефтепроводы урало-сибирского направления, т.к. связывали основного добытчика (Сибирь) с главным потребителем (западными районами Российской Федерации. Важность этого направления сохраняется и в настоящее время. С открытием новых нефтяных месторождений на Южном Мангышлаке и в Тюменской области сооружены слудующие нефтепроводы: Узень - Гурьев - Куйбышев диаметром 1020 мм, длиной около 1000 км; Шаим - Тюмень, Александровское - Анжеро - Суджинск диаметром 1220 мм и протяженностью 840 км; Усть - Балык - Курган - Уфа - Альметьевск диаметром 1220 мм и протяженностью 1844 км, второй нефтепровод "Дружба". Общая протяженность нефтепроводов в СССР в 1973 году составила 42,9 тысяч км, а к 1987 году уже превысила 82 тыс. км. Характерной особенностью развития нефтепроводного транспорта России является увеличение удельного веса трубопроводов большого диаметра, что объясняется их высокой рентабельностью. [3. Стр. 176-177] Развитие нефтепроводного транспорта определяется общим состоянием дел в нефтяной промышленности, т.к. между ними существует неразрывная связь. Например, во время благоприятной ситуации в отрасли с 1940 по 1980 годы протяженность нефтепроводов увеличилась с 4 до 69,7 тыс. км, а грузооборот - с 4 до 1197 млрд. ткм, т.е. на 29825%. Так, в прошлом формирование нефтяной базы между Волгой и Уралом, намного улучшив снабжение нефтью центральных и восточных районов страны, обусловило появление целой системы магистральных нефтепроводов: 1) на запад - нефтепровод "Дружба" от Альметьевска через Куйбышев - Брянск до Мозыря (Белорусия), откуда в Полшу, Венгрию и Чехословакию с ответвлением в Белорусию, Латвию и Литву; Куйбышев - Пенза - Брянск (нефтепродукты); Альметьевск - Горький - Рязань - Москва с ответвлением Горький - Ярославль - Кириши; 2) на юг - Пермь - Альметьевск; Альметьевск - Саратов; Ишимбай - Орск. 3) на восток - Туймазы - Омск - Новосибирск - Красноярск - Ангарск; Туймазы - Омск; Уфа - Омск - Новосибирск (нефтепродукты). Формирование Западно-Сибирской нефтяной базы изменило ориентацию основных потоков нефти: Волго-Уральский район целиком переориентировался на западное направление. Важнейшие функции дальнейшего развития сети магистральных нефтепроводов перешли к Западной Сибири, откуда трубопроводы идут: [6. Стр. 9- 10] 1) на запад - Усть - Балык - Курган - Альметьевск; Нижневартовск - Куйбышев; Куйбышев - Лисичанск - Кременчук - Херсон - Одесса; Сургут - Новополоцк; 2) на юг - Шаим - Тюмень; Усть - Балык - Омск; Омск - Павлодар - Чимкент; 3) на восток - Александровское - Анжеро - Судженск. Для транспортировки нефти на запад используются, кроме того, трубопроводы Волго - Уральского района восточного направления. Из трубопроводов выделяются: Гурьев - Орск; Мангышлак - Самара; Ухта - Ярославль (Тимано - Печерская нефтегазоносная область); Огса - Комсомольск-на- Амуре (Сахалин). [3. Стр. 180-182] За границу нефть экспортируется также при помощи трубопроводов (например, "Дружба"). Экспорт нефти сегодня составляет 105-110 млн. т, нефтепродуктов - 35 млн. тонн. Средняя цена нефти на мировом рынке - приблизительно 107 долларов за тонну, а мазута - 86 долларов. Треть экспорта сырой нефти приходиться на страны СНГ (на Украину, Белоруссию и Казахстан вместе более 90%). Остальная часть нефти направляется в дальнее зарубежье, т.е. в Западную Европу, где Германия, Италия, Великобритания и Ирландия вкупе потребляют 60% этого объема. Сегодня экспорт за границу в основном выгоден, однако есть уже указанные проблемы с оплатой при поставке нефти в страны ближнего зарубежья. В самой же России в будущем предусмотрено создание региональных систем магистральных нефтепродуктопроводов с разводящей сетью к нефтебазам, однако сейчас трубопроводный транспорт периживает тяжелые времена в связи с общим спадом в нефтяной промышленности. [3. Стр. 182-183] Часть 3. Другие источники нефти. 1. "Небесная" нефть. Впервые в мире решение проблемы получения синтетической нефти в большом колличестве было осуществлено в Германии. В годы первой мировой войны кайзеровская Германия оказалась полностью отрезанной от природных источников нефти. Армии нужен был бензин. Немецкие ученые обратили свои взоры „к небесам". Еще в 1908 г. русский изобретатель И.И. Орлов доказал возможность синтеза нефтяных УВ из оксида углерода и водорода (эта смесь получила название водяного газа). А где как не на „небе", т.е. в атмосфере, можно найти практически неограниченные количества этого газа? Немецкие ученые Фишер и Тропш создали технологию получения синтетической нефти. Правда, водяной газ они решили получать не из воздуха, тогда это было слишком сложно, а из бурых углей. Синтез нефти осуществляется путем контакта этого газа при температуре 180-200 °С и атмосферном давлении с оксидными железно-цинковыми катализаторами. Были построены целые заводы по производству искусственного топлива, которые успешно эксплуатировались многие годы. Но вот кончилась война, возросла добыча естественной нефти, цены на нее упали. Синтетическая нефть Фишера - Тропша уже не могла конкурировать с ней, и производство было свернуто. Сейчас идея искусственной нефти вновь приобретает актуальность. Нефть можно получить уже непосредственно из воздуха. Более того, ученые полагают, что это будет способствовать удалению из атмосферы избыточной углекислоты, которая вредно влияет на окружающую среду. Огромное количество сжигаемого топлива ежегодно поставляет в атмосферу миллиарды тонн углекислого газа (диоксида углерода). В настоящее время лишь 10% его поглощается растениями. Многие ученые видят в таком катастрофическом увеличении концентрации углекислого газа в земной атмосфере определенную опасность. Как же от него избавиться? Доктор технических наук В. Цысковский предлагает следующий путь. Прежде всего необходимо из атмосферы воздуха получить углекислый газ. Для этого воздух можно вымораживать, разделять с помощью пористых мембран или соединять при определенных условиях с газообразным аммиаком. В последнем случае образуется углекислый аммоний, который легко разлагается на аммиак и диоксид углерода под действием тепла. Полученная чистая углекислота и является продуктом для дальнейшего синтеза нефти. Ее разлагают на оксид углерода (угарный газ) и кислород. Д )