Тэк России и его составляющие

ЛЕКЦИЯ 1

Древняя история нефти

Точно не известно, когда человек впервые применил летучие нефтяные фракции. Во всяком случае, достоверно установлено, что уже более 6000 лет назад шумерам, населявшим до вавилонян и ассирийцев территорию между Тигром и Евфратом, был известен вязкий смолообразный нефтяной битум, образующийся из выступившей на поверхность нефти, после того как из нее испарились наиболее летучие части. Шумеры использовали его как вяжущее и уплотняющее вещество. Там, где жили шумеры, было мало природных строительных материалов - дерево и камня. Поэтому шумеры возводили свои постройки из кирпича, который приготовляли из смеси песка, глины или гравия и битума (около 35%). Этот кирпич обладал поразительной прочностью.

Шумеры, разумеется, видали и жидкую нефть и знали, что если она останется на воздухе, то превратится в битум. Они называли ее esir, что означает светящаяся вода.

Применяли нефть и для лекарственных целей. Битумными мазями лечили чесотку и нарывы, а длительными "ваннами" в нефтяных лужах пытались избавиться от болей в суставах. При болезнях желудка жевали пилюли из нефтяного битума. Теперь кажется сомнительным, чтобы эти лекарства помогали.

Огромные сооружения городского типа, обнаруженные при раскопках вавилонских и ассирийских поселений, удалось воздвигнуть только благодаря широкому применению природных битумов.

Битум применялся для постройки зданий, мостовых - прообраза наших асфальтовых дорог, каналов, для укрепления берегов рек и искусственных водоемов. Жидкую нефть, как показывают археологические раскопки, уже тогда использовали как горючее в светильниках.

Еще в 18 веке до нашей эры знали нефть и в Китае. Для ее добычи там строились специальные нефтяные колодцы. Китайцы употребляли нефть для освещения, как лекарство и в военных целях. Китайские воины из "огненных повозок" бросали горшки с горящей нефтью в ряды врагов.

Во время своих походов грекам и римлянам стали известны многие месторождения нефти в Малой Азии. Римляне называли нефть oleumpetrae - каменное масло. Это название перешло в другие языки. Отсюда произошло и русское "петролеум", а один из продуктов перегонки нефти называется петролейным эфиром.

Римляне привозили нефть и битум к себе на родину и использовали их так же, как и покоренные ими народы. У греков и римлян нефть, кроме того, применялась для военных целей.

Уже давно были известны огненные стрелы, острия которых обматывались паклей, пропитанной нефтью, а в 7 веке нашей эры византийцы создали так называемый "греческий огонь". " Возьми чистую серу, нефть, винный камень, смолу, поваренную соль, деревянное масло; хорошенько провари все вместе, пропитай этим составом паклю и подожги. Такой огонь можно погасить только песком или винным уксусом" - так написано в одном из многочисленных рецептов, которые греки хранили в глубочайшей тайне.

"У греков есть огонь, подобный небесной молнии. Они направляли его на нас и сжигали дотла все попадавшееся на пути, поэтому победить их не возможно", - так рассказывал один из оставшихся в живых о морском сражении с греками.

Позднее арабы, познакомившиеся с достижениями соседних народов, тоже узнали о нефти и внесли значительный вклад в развитие методов ее переработки. Около 950-го года арабы построили первые установки для перегонки нефти. Они делали перегонные кубы из обожженной глины или свинца.

НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ: газогидраты,водорастворенные газы,газы: кристаллических пород (рудничный),осадочных пород с низкой проницаемостью,мелких и мельчайших залежей, водогазоконденсатных смесей,подкоровые (из низов активизированнной литосферы), нефти: высоковязкие и тяжелые (низкий коэффициент извлечения),трудноизвлекаемые из осадочных пород с низкой проницаемостью,мелких и мельчайших скоплений (в регионах с хорошей изученностью), металлосодержащие битумы и нефти, природные битумы, асфальтиты и другие этого ряда

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ: гидротермальная энергетика,волноприбойная энергетика, солнечная энергетика,ветряная энергетика.

По мнению, наиболее авторитетного исследователя нетрадиционных источников УВ в России, В.П. Якуцени, самые крупные скопления углеводородов в естественном залегании образуют газогидраты.

ЭНЕРГЕТИКА

Энергетика является основным предметом заботы и регулирования государства независимо от форм собственности и уровня развития общества. Во всех пятилетних и перспективных планах развития народного хозяйства СССР энергетике всегда отдавался несомненный приоритет. На развитие энергетики выделялось до 22 % инвестиций. В результате такого внимания энергетика страны развивалась опережающими темпами, сравнительно с другими отраслями народного хозяйства. В капиталистических странах энергетике также уделялось достаточно большое внимание: в Великобритании - национализация угольной промышленности, в США - образование Министерства энергетики, ряд законодательных актов по вопросам энергетики и др.

Г.М.Кржижановский писал, что энергетика в широком смысле слова охватывает сложную совокупность всех видов трансформации энергии от источников получения природных энергетических ресурсов до приемников энергии включительно (добычу и переработку природных энергетических ресурсов, производство энергии их транспортировку, распределение, потребление).

Энергетические ресурсы делятся на первичные и вторичные. К первичным невозобновляемым относятся - нефть, природный газ, уголь, горючие сланцы, ядерное горючее, к возобновляемым - энергия воды, ветра, солнца, биомассы и торфа, тепла земных недр. Электрическая и тепловая энергия, энергия сжатого воздуха, химических и технологических процессов, мускульная относятся к вторичным энергетическим ресурсам.

Энергетическая эффективность отдельного механизма, процесса, технологии, отрасли или всего народного хозяйства в целом определяется удельным расходом энергии на единицу продукции или единицу внутреннего валового продукта. Эти показатели характеризуют уровень развития техники; потребление энергии на душу населения отражает энергонасыщение или энергообеспечение общества данной страны.

Энергетический баланс в широком смысле - это равенство количества энергии и энергетических ресурсов (с учетом потерь) на всех этапах их использования, а в узком - равенство полного количества подведенной энергии и количества энергии, использованной в производственном цикле. Баланс является обязательной частью общей и частных энергетических систем. В информационном смысле энергетическая система является детерминированной и вместе с тем вероятностной из-за большого числа действующих, часто неопределенных факторов.

Объективность прогноза развития энергетики на уровнях мировом, нашей страны и ее регионов предопределяется четкостью установления энергетических порогов, чередования периодов энергетических бумов (скачков) и стагнации (застоя и кризисов).

Развитие энергетики происходит при действии следующих факторов:

1) спроса-предложения, выраженного в совершенствовании структуры конечного использования энергии, в расширении ее применения, в повышении энерговооруженности труда в народном хозяйстве;

2) научного и технического развития энергетики, включающего повышение эффективности использования природных энергетических ресурсов, производства и потребления энергии и топлива за счет совершенствования вовлеченных в эксплуатацию и открытых новых;

3) общего роста производительности общественного труда в энергетическом выражении - по затратам энергии на единицу валового внутреннего продукта.

Представление об энергетических системах оправданно только в самом широком смысле. В тексте настоящих лекций более приемлемо представление о топливно-энер­гетическом комплексе (ТЭК) как совокупности производственно-хозяйственных отраслей по изучению, добыче, переработке и использованию первичных энергетических ресурсов.

По данным МАГАТЭ, ОПЕК, ООН

Вид энергоносителей	2010 г.	2020 г.	2050 г.
Нефть	35-39		28-29
Природный газ	24-25		28-30
Уголь	18-19		22-24
Прочие	13-14

По данным МЭА

Вид энергоносителя	В 2030 г. доля энергоносителя в мировом энергобалансе составит:
Нефть	40 %
Природный газ	27 %
Уголь	24 %
Прочие виды энергоносителей	9 %

Нефть и газ в России и США

Известно, начиная со времени около 3 тыс. лет до н. э., об использовании нефти и нефтеподобных битумов – асфальтов в Древнем Вавилоне, Египте. Греции, Китае, на территории Румынии, Германии, США, Канады, на острове Тринидад в Карибском море. Основные направления использования: лекарство, бальзамирование, пропитка древесины, освещение, инсектициды, зажигательное средство, смазки, цементирующее (с песком и известью). На территории СССР древнейшими центрами добычи нефти являются Апшерон (описан Марко Поло, XIII в.), Фергана, Прикаспий, Коми, Западная Украина, Туркмения. Основным способом добычи, вплоть до конца XIX в., оставались шурфы (колодцы), из которых черпали собирающуюся нефть или асфальт.

До середины XIX в. нефть имела весьма ограниченные сферы потребления, были сделаны лишь первые попытки асфальтирования улиц в городах Европы (Прага, Париж). Поэтому объемы добычи были весьма небольшими. Например, в районе Баку в 1825-1862 г.г. из 120-220 колодцев добывали 4-5 тыс.т нефти в год. В России архангелогородский купец Федор Прядунов построил первый в мире нефтеперегонный завод на р.Ухте еще в 1745 г. Нефть здесь собирали просто с поверхности воды. В 1823 г. нефтеперегонный завод был построен вблизи Моздока (братья Дубинины). Из 40 ведер нефти здесь получали 16 ведер легко горючей жидкости для светильников. Первоначально ее называли «фотоген», после 1860 г. она получила название керосина. В 1837 г. нефтеперегонные заводы стали строить в Грозном, позднее – в районе Баку. Основными продуктами такой перегонки были керосин (до 30-33%) и мазут. В 1848 г. нефтеперегонные заводы появляются в Великобритании, в США (1849 г.) и во Франции (1854 г.).

Революцией в изменении масштабов потребности в нефти стало изобретение в 1853 г. безопасной керосиновой лампы. Например, в районе Баку объемы производства керосина за 7 лет возросли в 10 раз: с 1600 т (1866 г.) до 16350 т (1873 г.). В 1861 г. был выдан патент (Дж. Юнг) на получение керосина путем термической обработки под давлением – крекинг- процесс. В 1891 г. – разработан аппарат непрерывной крекинг-переработки нефти (В.Шухов, С.Гаврилов). в 1890-е г.г. создан двигатель внутреннего сгорания.

В США первая коммерческая скважина для добычи нефти была пробурена в 1859 г. К концу XX в. в этой стране были выявлены 38 нефтегазоносных бассейнов, в пределах которых открыты 22,5 тыс. нефтяных и около 14 тыс. газовых и газоконденсатных месторождений. Но подавляющее большинство из них – небольшие по масштабам залежи; 5 объектов – с уникальными запасами, 197 (112 и 85) – с крупными (свыше 30 млн.т или 30 млрд.м³). Максимальные объемы добычи нефти в США – 475,8 млн.т были достигнуты в 1975 г., в настоящее время – около 300 млн.т в год (288,4 млн. т в 2001 г.). Общая накопленная добыча за 140 лет на территории США – около 25 млрд.т. В эксплуатации находится 620 тыс нефтедобывающих скважин, в т.ч. 7 тыс. – морских (в Мексиканском заливе и на южном побережье Аляски). Среднесуточный дебит скважин – менее 2 т/сутки: в т.ч. на Аляске – свыше 200 т/сутки (Прадхо-Бэй – 317 т/сутки), в восточных штатах (месторождения в стадии истощения) – до 80 кг/сутки. Самая глубокая в мире нефтяная скважина пробурена в 1973-74 г.г. за 545 дней в штате Оклахома (150 км западнее Оклахома-сити) фирмой LoneStarProducing – 9583 м. Всего в стране действует более 14 тыс. нефтедобывающих компаний, но 80% объема добычи обеспечивают лишь 20 крупнейших компаний. На эти 20 компаний (менее 0,15% от их числа) приходится 15% объемов поисково-разведочного бурения.

Газодобыча в США также началась раньше других стран – в 1870-е г.г., но как самостоятельная отрасль газодобывающая промышленность стала стремительно развиваться после открытия в 1918-1920 г.г. крупнейшего месторождения Панхэндл-Хьюготон. Максимальный объем добычи газа был достигнут в 1973 г. – 640,9 мдлр.м³. Природный газ добывается в 34 штатах США, но на 6 штатов (Луизиана, Техас, Оклахома, Нью-Мексико, Канзас и Калифорния) приходится свыше 95% общей его добычи); в т.ч. 75% обеспечивают Луизиана и Техас. Всего насчитывается 5 тыс. газодобывающих компаний. Общий фонд эксплуатационных скважин газодобычи – 253,8 тыс., из них 4 тысячи – на акватории. На месторождения шельфа (главным образом, Мексиканский залив) приходится около 25% добычи газа. В качестве хранилищ газа используются естественные подземные резервуары, чаще всего выработанные месторождения. Общая освоенная емкость 420 ПГХ – 215 млрд.м³.

ЛЕКЦИЯ 1

Древняя история нефти

Точно не известно, когда человек впервые применил летучие нефтяные фракции. Во всяком случае, достоверно установлено, что уже более 6000 лет назад шумерам, населявшим до вавилонян и ассирийцев территорию между Тигром и Евфратом, был известен вязкий смолообразный нефтяной битум, образующийся из выступившей на поверхность нефти, после того как из нее испарились наиболее летучие части. Шумеры использовали его как вяжущее и уплотняющее вещество. Там, где жили шумеры, было мало природных строительных материалов - дерево и камня. Поэтому шумеры возводили свои постройки из кирпича, который приготовляли из смеси песка, глины или гравия и битума (около 35%). Этот кирпич обладал поразительной прочностью.

Шумеры, разумеется, видали и жидкую нефть и знали, что если она останется на воздухе, то превратится в битум. Они называли ее esir, что означает светящаяся вода.

Применяли нефть и для лекарственных целей. Битумными мазями лечили чесотку и нарывы, а длительными "ваннами" в нефтяных лужах пытались избавиться от болей в суставах. При болезнях желудка жевали пилюли из нефтяного битума. Теперь кажется сомнительным, чтобы эти лекарства помогали.

Огромные сооружения городского типа, обнаруженные при раскопках вавилонских и ассирийских поселений, удалось воздвигнуть только благодаря широкому применению природных битумов.

Битум применялся для постройки зданий, мостовых - прообраза наших асфальтовых дорог, каналов, для укрепления берегов рек и искусственных водоемов. Жидкую нефть, как показывают археологические раскопки, уже тогда использовали как горючее в светильниках.

Еще в 18 веке до нашей эры знали нефть и в Китае. Для ее добычи там строились специальные нефтяные колодцы. Китайцы употребляли нефть для освещения, как лекарство и в военных целях. Китайские воины из "огненных повозок" бросали горшки с горящей нефтью в ряды врагов.

Во время своих походов грекам и римлянам стали известны многие месторождения нефти в Малой Азии. Римляне называли нефть oleumpetrae - каменное масло. Это название перешло в другие языки. Отсюда произошло и русское "петролеум", а один из продуктов перегонки нефти называется петролейным эфиром.

Римляне привозили нефть и битум к себе на родину и использовали их так же, как и покоренные ими народы. У греков и римлян нефть, кроме того, применялась для военных целей.

Уже давно были известны огненные стрелы, острия которых обматывались паклей, пропитанной нефтью, а в 7 веке нашей эры византийцы создали так называемый "греческий огонь". " Возьми чистую серу, нефть, винный камень, смолу, поваренную соль, деревянное масло; хорошенько провари все вместе, пропитай этим составом паклю и подожги. Такой огонь можно погасить только песком или винным уксусом" - так написано в одном из многочисленных рецептов, которые греки хранили в глубочайшей тайне.

"У греков есть огонь, подобный небесной молнии. Они направляли его на нас и сжигали дотла все попадавшееся на пути, поэтому победить их не возможно", - так рассказывал один из оставшихся в живых о морском сражении с греками.

Позднее арабы, познакомившиеся с достижениями соседних народов, тоже узнали о нефти и внесли значительный вклад в развитие методов ее переработки. Около 950-го года арабы построили первые установки для перегонки нефти. Они делали перегонные кубы из обожженной глины или свинца.

ТЭК РОССИИ И ЕГО СОСТАВЛЯЮЩИЕ

Стало крылатым высказывание Д.И.Менделеева о том, что сжигать нефть – это все равно, что растапливать печь ассигнациями.

Американский ученый Ральф Лэпп … вторит ему: «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».

В настоящее время более 90% добытых нефти и газа сжигаются в промышленных топках и двигателях машин. Между тем, они являются ценным сырьем для переработки.

В последнее десятилетие углеводородное сырье в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК) Мира и в энергообеспечении каждой отдельно взятой страны получило совершенно исключительное значение. Мир нефтяного рынка и рынка природного горючего газа превратился в арену изощренных закулисных интриг политиков различных государств, стремящихся превратить топливные природные ресурсы в мощнейший инструмент борьбы за мировое господство. Нефть, газ и некоторые другие виды полезных ископаемых России стали ее главным связующим звеном с Западом. И неизвестно как сложилась бы судьба нашего государства, если бы у него не было такого поистине огромного, накопленного в предыдущие десятилетия, топливно-энергетического и минерально-сырьевого потенциала. И здесь нефть и природный газ в очередной раз внесли свою лепту в ход мировой истории.