crustgroup (crustgroup) wrote,
crustgroup
crustgroup

Осетрина второй свежести (OIL2)

При использовании любого ресурса, созданного самой природой, человеку приходится выдумывать для него некое прокрустово ложе стандарта. Всё, что не подходит под высший сорт, объявляется первым сортом, не удовлетворяющее первому - вторым, ну и так далее - ad infinitum.

Как мы поняли в предыдущем посте традиционная нефть и традиционный газ - это своеобразный "золотой стандарт" нефте и газодобычи. Высший сорт. Отборные зёрна, филейная часть, марочное вино хорошей выдержки.  Нефть похожа на нефть, газ похож на газ, вмещающая порода согласна беспроблемно, на протяжении долгого промежутка времени, отдавать продукт в ствол скважины - только подливай водичку в нужные точки месторождения, да следи за тем, чтобы пористость и трещинноватось вмещающей породы оставалась на приемлемом уровне.

Безусловно, рано или поздно "высыхает" практически любая скважина, а процесс уменьшения текущего EROEI вообще начинается уже с первого дня работы скважины. В целом по миру процесс отработки всё менее и менее выгодных месторождений по факту привёл к тому, что в 2010 году мировой EROEI для традиционной нефти опустился до значения 18:1, в то время, как на начальном периоде нефтяного бума первой половины ХХ века месторождения нефти эксплуатировались с безумной по нынешним временам отдачей - EROEI тогда достигал 100:1.

Однако даже падение отдачи традиционной нефти до уровня, в пять раз меньшего, чем в начале эксплуатации этого ресурса - это только жалкое начало того процесса падения энергетической эффективности и увеличения затрачиваемых усилий, который предстоит человечеству в ближайшем будущем.

Засим, прошу проследовать к столу. Осетрина второй свежести уже готова...




Вначале стоит разобраться с самой нефтью. На самом деле нефть - это никакое ни химическое вещество, а скорее - целый коктейль различных веществ. В ней есть вещества вредные, есть вещества бесполезные, а есть вещества очень даже востребованные.
Кроме того, полезные вещества нефти - углеводороды, из которых она состоит на 79-88%, по отдельности гораздо востребованнее в экономике, чем необработанная, сырая нефть. Поэтому после добычи нефть разделяют по фракциям углеводородов, изначально содержащихся в ней, и продают их отдельно. Коллективная Золушка нефтепереработки денно и нощно путём возгонки и крекинга нефти отделяет мух от котлет, зёрна от плевел и волков от агнцов.

Вот они, альфа и омега индустриальной нефтяной экономики:


Наиболее ценны так называемые "лёгкие" продукты перегонки нефти - весь верхний ряд - от нефтяного газа до соляра. Кроме того, ценность фракции нефти растёт (в общем случае) в верхнем ряду справа налево - соляр дешевле газойля, газойль дешевле бензина, бензин дешевле эфира и т.д. Особняком стоит лишь нефтяной газ (вот и подоспела наша первая осетринка...), который продаётся в целом дешевле жидких фракций. Иногда его вообще не заморачиваются утилизировать, а сжигают прямо на месторождениях:


Выглядит, конечно, красиво, но пользы никакой не приносит.

Почему же нефтяной газ не используется для получения чего-нибудь путного? Ответ прост - его качество часто и густо гораздо хуже того газа, который предлагает нам для продажи наш любимый "Газпром". В попутном нефтяном газе полно всяких вредных примесей - что насочилось в ствол, то и качаем наверх. Сероводород, азот, углекислый газ. Кроме того, количества нефтяного газа, получаемые от нефтяной скважины, обычно в разы меньше, чем количества природного газа, поступающие из скважин, изначально "заточеных" именно на газ. Поэтому не всегда раньше, на высоких значениях EROEI (и, как следствие, при низких ценах на газ и нефть) получалось экономически выгодно дотянуть трубу до каждой нефтяной вышки, выбрасывающей факел такого газа.

В России проблема нефтяного газа отягощается тем, что часто нефтяные месторождения расположены в столь отдалённых Мухосрансках, что транспортировать куда-либо попутный нефтяной газ с них просто смерти подобно - на его доставку потребителям будет затрачено больше энергии, чем содержится в нём самом. Впрочем, проблема нефтяного газа остро стояла и стоит не только у нас, а во всём мире. В английском языке он, собственно говоря, и называется flare gas, что, в общем-то, символизирует.

В последнее время, на фоне роста цен на минеральное топливо попутному нефтяному газу всё же нашли достойное применение. Любой нефтяной промысел остро нуждается в электроэнергии для запитки различного промышленного оборудования. В России, как мы помним, эта проблема отягощается расположением промысла где-то в никому не известном Скотопригоньевске. Поэтому нефтянники наловчились утилизировать нефтяной газ прямо на промысле, используя его, как топливо для производства электроэнергии с помощью всяких новомодных штучек типа газопоршневых установок или газовых микротурбин. Собственно говоря, именно отсюда растут ноги у 10% попутного нефтяного газа в газовом балансе современных США. Именно этому начинанию американских коллег нашим российским и украинским нефтянникам надо учиться "настоящим образом". Нечего сосать электричество из общих сетей, чай и сами не пальцем деланые.

Поскольку нефтяной газ, по сути дела, поступает из недр вместе с нефтью, то его EROEI соответствует EROEI самого месторождения. И будет падать вместе с истощением источников традиционной нефти. Закончится традиционная нефть - уйдёт в небытиё и нефтяной газ. Ну, разве что, кто-то счастливый сможет запитать свою бытовую конфорку от расположеной поблизости старой нефтяной вышки - ведь остатки попутного нефтяного газа ещё долго выходят даже из заброшенных скважин.

Вдобавок к "осетринке" нефтяного газа в традиционной нефти, на другом конце спектра углеводородных молекул, содержится столь же трудная к утилизации фракция - мазут и гудрон. И, если в нефтяном газе, к неудовольствию нефтянников, собираются все бесполезные и вредные газы, то в мазуте и гудроне собирается всё, что есть бесполезного и вредного в самой нефти - сера, карбиды и даже зола. Самые тяжёлые фракции нефти практически нереально поджечь, даже нагрев их до высоких температур, поэтому их ценность как топлива - минимальна. В силу этого основные количества гудрона сейчас используются для дорожного строительства - это известный всем битум, который мы часто видим на дорогах нашей страны или на своих автомобилях:


Много битума - плохо и на дороге, и в нефти.

Нефть из разных мирвых месторождений содержит разное количество тяжёлых фракций. Чем меньше тяжёлых фракций в нефти, тем она дороже - большее удельное количество лёгких фракций всегда можно дороже продать. Эта особенность рынка нефти, кстати, и определяет многие разночтения в оценках мирового производства, торговли и потребления нефти.
Желающие оценить масштабы "святой войны" на тему "сколько же баррелей таки в тонне нефти" могут последовать вот сюда:

http://neft.tatcenter.ru/market/15682.htm#7

Мнений много, производитель обычно хочет считать больше баррелей нефти в своей тонне, покупатель - меньше, Саудовская Аравия спорит по этому вопросу с ВР, а российские экспортёры - с правительством России, но для нас же важно, что большая часть традиционной нефти имеет вес, соответсвующий 7-8 баррелям в метрической тонне - или плотностям, соответсвенно в пределах 780-900 кг/м3 для тех, кто как я, был в детстве испорчен использованием системы СИ для построения научной картины мира.

Мазут и гудрон, содержащийся в традиционной нефти, важен для понимания того, что из себя представляет так называемая "тяжёлая" нефть. Для тяжёлой нефти характерно высокое содержание этих фракций и, как следствие, её плотность выше, чем у традиционной нефти.

Долгое время понятие "тяжёлой" нефти было размытым. Было понятно, что надо где-то провести грань между обычной и необычной нефтью, между "лёгкой" и "тяжёлой". Но тут опять-таки было много политики и экономики, но мало здравого смысла и математики.

В итоге, лишь в 1987 году на XII Мировом нефтяном конгрессе в городе Хьюстон была принята общая схема классификации нефтей и природных битумов, мировой консенсус был найден и нефть всё же была поделена по следующим группам:

  • легкие нефти — с плотностью менее 870,3 кг/м3;
  • средние нефти — 870,3–920,0 кг/м3;
  • тяжелые нефти — 920,0–1000 кг/м3;
  • сверхтяжелые нефти — более 1000 кг/м3 при вязкости менее 10 000 мПа•с;
  • природные битумы — более 1000 кг/м3 при вязкости свыше 10 000 мПа•с.
Ситуация ясна. Но что это за параметры вязкости? Чем сверхтяжёлые нефти отличаются от природных битумов? И здесь, как обычно, стоит вспомнить школьный курс физики и посмотреть, что же представляет из себя нечто с той вязкостью, которая указана в таблицах Международного нефтяного конгресса:

Они могут литься сами по себе...

...они могут карабкаться вверх по штырю...

...их можно бить кулаком и, самое главное, из них можно лепить прикольные шарики! ;)


Вот такие вот самобытные жидкости могут попасться нам в глубинах нашей планеты. А сейчас мы с этой хренью постараемся взлететь. И это всё нефтянники пытаются поднять наверх своими усилиями...

(продолжение следует)




Tags: теория нефти и газа
Subscribe
promo crustgroup september 5, 2012 16:48 88
Buy for 100 tokens
Начиная цикл статей о ядерной энергии я постараюсь описать несколько моментов, которые часто проговариваются вскольз, либо вообще не упоминаются при разговоре о "ядерной альтернативе" ископаемым минеральным топливам. Стартанём собычных цифр и картинок, которые иногда гораздо более…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 4 comments