Przemysł naftowy - Petroleum industry

Światowe rezerwy ropy naftowej , 2013.
Podział rezerw ropy i gazu wśród 50 największych światowych koncernów naftowych. Rezerwy firm prywatnych są zgrupowane razem. Ropa produkowana przez „największe” firmy stanowi mniej niż 15 procent całkowitej światowej podaży. Ponad 80% światowych zasobów ropy naftowej i gazu ziemnego jest kontrolowanych przez krajowe koncerny naftowe . Spośród 20 największych światowych firm naftowych 15 to przedsiębiorstwa naftowe będące własnością państwa .

Przemysł naftowy , znany również jako przemysł naftowy lub pole naftowe , obejmuje globalne procesy poszukiwania , wydobycia , rafinacji , transportu (często tankowcami i rurociągami ) oraz marketingu produktów naftowych . Największymi wolumenowymi produktami branży są olej opałowy i benzyna (benzyna). Ropa naftowa jest również surowcem do produkcji wielu produktów chemicznych , w tym farmaceutyków , rozpuszczalników , nawozów , pestycydów , syntetycznych zapachów i tworzyw sztucznych . Ekstremalna wartość pieniężna ropy naftowej i jej produktów sprawiła, że ​​nazywa się ją „czarnym złotem”. Branża jest zwykle podzielona na trzy główne komponenty: upstream , midstream i downstream . Upstream dotyczy poszukiwania i wydobycia ropy naftowej , midstream obejmuje transport i magazynowanie ropy, a downstream dotyczy rafinacji ropy naftowej na różne produkty końcowe .

Ropa naftowa ma kluczowe znaczenie dla wielu gałęzi przemysłu i jest niezbędna do utrzymania cywilizacji przemysłowej w jej obecnej konfiguracji, co sprawia, że ​​jest krytycznym problemem dla wielu narodów. Ropa odpowiada za duży procent światowego zużycia energii , od 32% w Europie i Azji do 53% na Bliskim Wschodzie .

Wzorce konsumpcji innych regionów geograficznych są następujące: Ameryka Południowa i Środkowa (44%), Afryka (41%) i Ameryka Północna (40%). Świat zużywa 36 miliardów baryłek (5,8 km³) ropy rocznie, a największymi konsumentami są kraje rozwinięte. Stany Zjednoczone spożywane 18% oleju wyprodukowanego w 2015 roku produkcja, dystrybucja, rafinacji i sprzedaży detalicznej z ropy naftowej, traktowana jako całość reprezentuje największy przemysł na świecie pod względem wartości dolara.

Rządy, takie jak rząd Stanów Zjednoczonych, zapewniają wysokie dotacje publiczne firmom naftowym , z dużymi ulgami podatkowymi praktycznie na każdym etapie poszukiwania i wydobycia ropy naftowej, w tym kosztów dzierżawy pól naftowych i sprzętu wiertniczego.

W ostatnich latach ulepszone techniki odzyskiwania ropy – w szczególności wieloetapowe wiercenie i szczelinowanie hydrauliczne („szczelinowanie”) – wysunęły się na czoło branży, ponieważ ta nowa technologia odgrywa kluczową i kontrowersyjną rolę w nowych metodach wydobycia ropy.

Historia

Pole naftowe w Baku, Azerbejdżan, 1926

Pre-historia

Naturalny olej wiosna w Korňa , Słowacji .

Ropa naftowa to naturalnie występująca ciecz występująca w formacjach skalnych. Składa się ze złożonej mieszaniny węglowodorów o różnych masach cząsteczkowych oraz innych związków organicznych. Na ogół przyjmuje się, że olej jest utworzona głównie z atomów bogatych pozostałościach starożytnego planktonu po wystawieniu na działanie ciepła i ciśnienia w ziemskiej skorupie jest przez setki milionów lat. Z biegiem czasu zbutwiałe pozostałości pokryły się warstwami mułu i mułu, zatapiając się głębiej w skorupie ziemskiej i utrwalając się tam między gorącymi i ciśnieniowymi warstwami, stopniowo przekształcając się w złoża ropy.

Wczesna historia

Ropa w stanie nierafinowanym jest wykorzystywana przez ludzi od ponad 5000 lat. Generalnie olej był używany od wczesnej historii ludzkości do podtrzymywania pożarów i prowadzenia działań wojennych .

Jednak jego znaczenie dla światowej gospodarki ewoluowało powoli, przy czym olej wielorybi był używany do oświetlenia w XIX wieku, a drewno i węgiel do ogrzewania i gotowania aż do XX wieku. Mimo że rewolucja przemysłowa wygenerowała rosnące zapotrzebowanie na energię, początkowo było ono zaspokajane głównie przez węgiel, a także z innych źródeł, w tym tranu. Jednak gdy odkryto, że naftę można wydobyć z ropy naftowej i wykorzystać jako paliwo do oświetlenia i ogrzewania, zapotrzebowanie na ropę znacznie wzrosło i na początku XX wieku stała się najcenniejszym towarem w obrocie na rynkach światowych.

Współczesna historia

Szyby naftowe w Borysławiu
Galicyjskie szyby naftowe
Światowa produkcja ropy naftowej z odwiertów (z wyłączeniem ropy wydobywanej odkrywkowo, np. z kanadyjskich ciężkich piasków roponośnych), 1930-2012
Najlepsze kraje produkujące ropę

Imperialna Rosja wyprodukowała 3500 ton ropy w 1825 roku i podwoiła swoją produkcję do połowy wieku. Po rozpoczęciu odwiertów ropy w rejonie dzisiejszego Azerbejdżanu w 1846 r., w Baku , w Imperium Rosyjskim zbudowano dwa duże rurociągi : rurociąg o długości 833 km do transportu ropy z Morza Kaspijskiego do czarnomorskiego portu Batum (Baku-Batum). rurociąg), ukończony w 1906 r., oraz rurociąg o długości 162 km do transportu ropy z Czeczenii do Morza Kaspijskiego. Przemysł naftowy w Azerbejdżanie założyli Ormianie , a pierwszą osobą, która wydobyła ropę, był Iwan Mirzojew . Określany jest jako jeden z „ojców założycieli” przemysłu naftowego w Baku.

Na przełomie XIX i XX wieku wydobycie ropy przez Cesarską Rosję, prawie w całości z Półwyspu Apsheron , stanowiło połowę światowej produkcji i zdominowało rynki międzynarodowe. Do 1884 r. na przedmieściach Baku działało prawie 200 małych rafinerii. Jako efekt uboczny tych wczesnych wydarzeń, Półwysep Apsheron stał się „najstarszym na świecie dziedzictwem zanieczyszczenia olejami i zaniedbaniami środowiskowymi”. W 1846 r. w Baku (osiedle Bibi-Heybat) po raz pierwszy wywiercono wiertłem udarowym do głębokości 21 metrów w celu poszukiwania ropy naftowej. W 1878 roku Ludvig Nobel i jego firma Branobel „zrewolucjonizowali transport ropy”, uruchamiając pierwszy tankowiec i wodując go na Morzu Kaspijskim .

Samuel Kier założył pierwszą amerykańską rafinerię ropy naftowej w Pittsburghu przy Siódmej Alei w pobliżu Grant Street w 1853 roku. Ignacy Łukasiewicz zbudował jedną z pierwszych nowoczesnych rafinerii ropy naftowej w pobliżu Jasła (wówczas w zależnym od Austrii Królestwie Galicji i Lodomerii w Galicji Środkowoeuropejskiej ), obecnie Polska, w latach 1854–56. Rafinerie w Galicji były początkowo małe, ponieważ zapotrzebowanie na paliwo rafinowane było ograniczone. Produkty rafinowane zostały użyte w sztucznym asfalcie, oleju maszynowym i smarach, oprócz lampy naftowej Łukasiewicza . Wraz ze wzrostem popularności lamp naftowych w okolicy rozwijał się przemysł rafineryjny.

Pierwszy olej dobrze komercyjny w Kanadzie w 1858 roku zaczął funkcjonować w Oil Springs, Ontario (wtedy Kanada Zachodniej ). Biznesmen James Miller Williams wykopał kilka studni w latach 1855-1858, zanim odkrył bogate zasoby ropy naftowej cztery metry pod ziemią. Do 1860 roku Williams wydobył 1,5 miliona litrów ropy naftowej, przerabiając jej znaczną część na olej do lamp naftowych. Niektórzy historycy kwestionują roszczenia Kanady do pierwszego pola naftowego w Ameryce Północnej , twierdząc, że słynna Drake Well w Pensylwanii była pierwszym na kontynencie. Istnieją jednak dowody na poparcie Williamsa, między innymi fakt, że odwiert Drake'a został uruchomiony dopiero 28 sierpnia 1859 r. Kontrowersyjnym punktem może być to, że Williams znalazł ropę nad podłożem skalnym, podczas gdy dobrze zlokalizowany ropę Edwina Drake'a w podłożu skalnym zbiornik . Odkrycie w Oil Springs wywołało boom naftowy, który sprowadził na ten obszar setki spekulantów i pracowników. Pierwszy w Kanadzie tryskacz (płynący szyb) wybuchł 16 stycznia 1862 r., kiedy lokalny naftowiec John Shaw uderzył w ropę na wysokości 48 metrów. Przez tydzień ropa tryskała bez kontroli na poziomie 3 000 baryłek dziennie.

Pierwsze nowoczesne wiercenie ropy naftowej w Stanach Zjednoczonych rozpoczęto w Wirginii Zachodniej i Pensylwanii w latach 50. XIX wieku. Odwiert Edwina Drake'a z 1859 r. w pobliżu Titusville w Pensylwanii , zwykle uważany za pierwszy prawdziwy nowoczesny szyb naftowy , wywołał wielki boom. W pierwszej ćwierci XX wieku Stany Zjednoczone wyprzedziły Rosję jako największy światowy producent ropy. Do lat 20. XX wieku pola naftowe powstały w wielu krajach, w tym w Kanadzie, Polsce, Szwecji, Ukrainie, Stanach Zjednoczonych, Peru i Wenezueli.

Pierwszy udany tankowiec , Zoroaster , został zbudowany w 1878 roku w Szwecji, zaprojektowany przez Ludviga Nobla . Działała od Baku do Astrachania . Szereg nowych projektów czołgów opracowanych w latach 80. XIX wieku.

We wczesnych latach trzydziestych firma Texas Company opracowała pierwsze mobilne barki stalowe do wiercenia w słonawych obszarach przybrzeżnych Zatoki Meksykańskiej . W 1937 Pure Oil Company (obecnie część Chevron Corporation ) i jej partner Superior Oil Company (obecnie część ExxonMobil Corporation ) wykorzystali stałą platformę do zagospodarowania pola na 14 stóp (4,3 m) wody, jednej mili (1,6 km) od brzegu z Calcasieu Parish, Louisiana . Na początku 1947 Superior Oil wzniesiono wiercenie / produkcja oleju platformach w 20 stóp (6,1 m) wody około 18 mil od Vermilion Parish, Louisiana . Kerr-McGee Oil Industries, jako operator partnerów Phillips Petroleum ( ConocoPhillips ) i Stanolind Oil & Gas ( BP ), ukończył swój historyczny odwiert Ship Shoal Block 32 w listopadzie 1947 r., na kilka miesięcy przed tym, jak Superior faktycznie dokonał odkrycia z platformy Vermilion położonej dalej od brzegu. W każdym razie dzięki temu w Zatoce Meksykańskiej Kerr-McGee dobrze, Kermac nr 16, było pierwszym odkryciem ropy naftowej poza zasięgiem wzroku lądu. Do końca 1949 r. w czterdziestu czterech szybach poszukiwawczych w Zatoce Meksykańskiej odkryto 11 złóż ropy naftowej i gazu ziemnego.

Podczas II wojny światowej (1939–1945) kontrola dostaw ropy z Rumunii, Baku, Bliskiego Wschodu i Holenderskich Indii Wschodnich odegrała ogromną rolę w wydarzeniach wojennych i ostatecznym zwycięstwie aliantów . Operacja Y (1941) zabezpieczona Allied kontrolę produkcji ropy naftowej na Bliskim Wschodzie. Operacja Edelweiss nie zdołała zabezpieczyć kaukaskich pól naftowych dla wojsk Osi w 1942 roku, podczas gdy Rumunia pozbawiła Wehrmacht dostępu do pól naftowych Ploesti od sierpnia 1944 roku. Odcięcie dostaw ropy do Indii Wschodnich (zwłaszcza poprzez kampanie okrętów podwodnych ) znacznie osłabiło Japonię w druga część wojny. Po zakończeniu II wojny światowej kraje Bliskiego Wschodu objęły prowadzenie w wydobyciu ropy naftowej ze Stanów Zjednoczonych. Ważne wydarzenia od czasów II wojny światowej obejmują wiercenia głębokowodne, wprowadzenie statku wiertniczego oraz rozwój globalnej sieci żeglugowej ropy naftowej, opartej na tankowcach i rurociągach. W 1949 r. pierwsze odwierty naftowe w Oil Rocks (Nieft Daslari) na Morzu Kaspijskim u wybrzeży Azerbejdżanu ostatecznie zaowocowały powstaniem miasta na pylonach. W latach 60. i 70. wielorządowe organizacje krajów produkujących ropę OPEC i OAPEC odegrały główną rolę w ustalaniu cen i polityki ropy naftowej. Wycieki ropy naftowej i ich usuwanie stały się kwestią o rosnącym znaczeniu politycznym, środowiskowym i gospodarczym. Nowe pola wydobycia węglowodorów rozwinęły się w takich miejscach jak Syberia, Sachalin , Wenezuela oraz Afryka Północna i Zachodnia.

Wraz z pojawieniem się szczelinowania hydraulicznego i innych technik wierceń poziomych, eksploatacja łupków spowodowała ogromny wzrost produkcji. Obszary łupkowe, takie jak Basen Permski i Eagle-Ford, stały się ogromnymi siedliskami wydobycia dla największych koncernów naftowych w Stanach Zjednoczonych.

Struktura

Rafineria NIS w Pančevo , Serbia

American Petroleum Institute dzieli przemysłu naftowego w pięciu sektorów:

Pod prąd

Firmy naftowe były klasyfikowane według sprzedaży jako supermajory ( BP , Chevron , ExxonMobil , ConocoPhillips , Shell , Eni i TotalEnergies ), „główne” oraz „niezależni” lub „pracownicy zawodowi”. Jednak w ostatnich latach National Oil Companies (NOC, w przeciwieństwie do MKOl, International Oil Companies) przejęły kontrolę nad prawami do największych rezerw ropy; według tej miary wszystkie dziesięciu najlepszych firm to NOC. Poniższa tabela przedstawia dziesięć największych krajowych firm naftowych uszeregowanych według rezerw i produkcji w 2012 roku.

Top 10 największych światowych firm naftowych pod względem rezerw i produkcji
Ranga Firma (rezerwy) Światowe rezerwy płynów (10 9 bbl) Światowe rezerwy gazu ziemnego (10 12 stóp 3 ) Łączne rezerwy w baryłkach ekwiwalentu ropy naftowej (10 9 bbl) Firma (produkcja) Produkcja (miliony baryłek /dzień)
1 Arabia Saudyjska Arabia Saudyjska 260 254 303 Arabia Saudyjska Arabia Saudyjska 12,5
2 Iran NIOC 138 948 300 Iran NIOC 6,4
3 Katar Katar ropa naftowa 15 905 170 Stany Zjednoczone ExxonMobil 5,3
4 Irak INOC 116 120 134 Chiny PetroChiny 4.4
5 Wenezuela PDVSA 99 171 129 Zjednoczone Królestwo BP 4.1
6 Zjednoczone Emiraty Arabskie ADNOC 92 199 126 Holandia Zjednoczone Królestwo Królewska holenderska muszla 3,9
7 Meksyk Pemex 102 56 111 Meksyk Pemex 3,6
8 Nigeria NNPC 36 184 68 Stany Zjednoczone Szewron 3,5
9 Libia NOC 41 50 50 Kuwejt Kuwejt Petroleum Corporation 3.2
10 Algieria Sonatrach 12 159 39 Zjednoczone Emiraty Arabskie ADNOC 2,9
^1  : Całkowita produkcja energii, w tymgaz ziemny(w przeliczeniu na baryłki ropy) dla firm produkujących oba.

Większość upstream praca w polu naftowym lub na olej dobrze jest zakontraktowane się do wiercenia wykonawców i firm usługowych na polach naftowych.

Oprócz NOCs, które dominują w sektorze Upstream, istnieje wiele międzynarodowych firm, które mają udział w rynku. Na przykład:

Średni strumień

Operacje midstream są czasami klasyfikowane w sektorze downstream, ale operacje te stanowią odrębny i odrębny sektor przemysłu naftowego. Operacje i procesy środkowego strumienia obejmują:

  • Gromadzenie: Proces zbierania wykorzystuje wąskie, niskociśnieniowe rurociągi do łączenia szybów wydobywających ropę i gaz z większymi, długodystansowymi rurociągami lub obiektami przetwórczymi.
  • Przetwarzanie/rafinacja: Operacje przetwarzania i rafinacji przekształcają ropę naftową i gaz w produkty zbywalne. W przypadku ropy naftowej produkty te obejmują olej opałowy , benzynę do pojazdów, paliwo do silników odrzutowych oraz olej napędowy . Procesy rafinacji ropy naftowej obejmują destylacja, destylacja próżniowa , reformowanie katalityczne , kraking katalityczny , alkilowania , izomeryzacji i hydrorafinacji . Przetwarzanie gazu ziemnego obejmuje sprężanie ; odwodnienie glikolu ; traktowanie aminą ; rozdzielenie produktu na gaz ziemny jakości rurociągowej i strumień zmieszanych płynów gazu ziemnego; oraz frakcjonowanie, które rozdziela strumień zmieszanych płynów gazu ziemnego na jego składniki. W wyniku frakcjonowania otrzymuje się etan , propan , butan , izobutan i naturalną benzynę .
  • Transport: Ropa i gaz są transportowane do zakładów przetwórczych, a stamtąd do użytkowników końcowych rurociągami , cysternami/barkami , ciężarówkami i koleją . Rurociągi są najbardziej ekonomiczną metodą transportu i najlepiej nadają się do przemieszczania się na większe odległości, na przykład przez kontynenty. Do dalekobieżnych, często międzynarodowych przewozów wykorzystywane są również cysterny i barki. Kolej i ciężarówki mogą być również używane na dłuższych dystansach, ale są najbardziej opłacalne na krótszych trasach.
  • Magazynowanie: Dostawcy usług midstream zapewniają magazyny w terminalach w ramach systemów dystrybucji ropy i gazu. Obiekty te są najczęściej zlokalizowane w pobliżu zakładów rafinacji i przetwórstwa i są połączone z systemami rurociągów, aby ułatwić wysyłkę, gdy zapotrzebowanie na produkt musi zostać zaspokojone. Podczas gdy produkty ropopochodne są przechowywane w zbiornikach magazynowych, gaz ziemny zwykle przechowuje się w obiektach podziemnych, takich jak jaskinie solne i wyeksploatowane zbiorniki.
  • Zastosowania technologiczne: dostawcy usług typu midstream stosują rozwiązania technologiczne w celu poprawy wydajności podczas procesów typu midstream. Technologia może być wykorzystana podczas sprężania paliw, aby ułatwić przepływ przez rurociągi; lepsze wykrywanie wycieków w rurociągach ; oraz zautomatyzować komunikację w celu lepszego monitorowania rurociągów i sprzętu.

Podczas gdy niektóre firmy upstream prowadzą pewne operacje midstream, sektor midstream jest zdominowany przez wiele firm specjalizujących się w tych usługach. Spółki średniego szczebla obejmują:

Wpływ środowiska

Zanieczyszczenie wody

Niektóre operacje przemysłu naftowego były odpowiedzialne za zanieczyszczenie wody produktami ubocznymi rafinacji i wyciekami ropy . Chociaż szczelinowanie hydrauliczne znacznie zwiększyło wydobycie gazu ziemnego, istnieją pewne przekonania i dowody na poparcie tego, że woda zużywalna zwiększyła zanieczyszczenie metanem z powodu tego wydobycia gazu. Wycieki z podziemnych zbiorników i opuszczonych rafinerii mogą również powodować zanieczyszczenie wód gruntowych w okolicznych obszarach. Węglowodory zawierające rafinowaną ropę naftową są odporne na biodegradację i stwierdzono, że pozostają obecne w zanieczyszczonych glebach od lat. Aby przyspieszyć ten proces, często stosuje się bioremediację zanieczyszczeń węglowodorami ropopochodnymi za pomocą degradacji tlenowej. Niedawno zbadano inne metody bioremediacyjne, takie jak fitoremediacja i remediacja termiczna.

Zanieczyszczenie powietrza

Przemysł jest największym przemysłowym źródłem emisji lotnych związków organicznych (LZO), grupy chemikaliów, które przyczyniają się do powstawania ozonu w warstwie przyziemnej ( smogu ). Spalanie paliw kopalnych wytwarza gazy cieplarniane i inne zanieczyszczenia powietrza jako produkty uboczne. Zanieczyszczenia obejmują tlenki azotu , dwutlenek siarki , lotne związki organiczne i metale ciężkie .

Naukowcy odkryli, że przemysł petrochemiczny może powodować zanieczyszczenie ozonem w warstwie przyziemnej w większych ilościach zimą niż latem.

Zmiana klimatu

Te gazy cieplarniane, ze względu na paliwach kopalnych jazdy ze zmianami klimatycznymi . Już w 1959 roku na sympozjum zorganizowanym przez American Petroleum Institute na stulecie amerykańskiej branży naftowej The fizyk Edward Teller ostrzegł wówczas istnieje niebezpieczeństwo globalnej zmiany klimatu . Edward Teller wyjaśnił, że dwutlenek węgla „w atmosferze powoduje efekt cieplarniany ” i że spalanie większej ilości paliw kopalnych może „stopić pokrywę lodową i zatopić Nowy Jork”.

Międzyrządowy Zespół do spraw Zmian Klimatu , założona przez ONZ w 1988 roku, stwierdza, że przez człowieka pochodzą gazy cieplarnianeodpowiedzialne za większość obserwowanego wzrostu temperatury od połowy XX wieku.

W wyniku obaw o zmianę klimatu wielu entuzjastów alternatywnych źródeł energii zaczęło wykorzystywać inne metody pozyskiwania energii, takie jak m.in. energia słoneczna i wiatrowa. Ten niedawny pogląd skłania niektórych entuzjastów ropy naftowej sceptycznie do prawdziwej przyszłości branży.

Zobacz też

Pionierzy branży
Produkcja oleju
Finansowe i polityczne
Kwestie ochrony środowiska
Geologia ropy naftowej
Obszary naftowe
Przemysłowe projekty badawcze
Inne artykuły

Uwagi i referencje

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki