У каждого водителя есть привычная марка бензина, которым он постоянно заправляет автомобиль. На какой бы АЗС машина ни оказалась, ее владелец знает: у топлива определенной марки будет идентичный состав, цвет и запах. Изготавливают это топливо из сырой нефти, которая может сильно отличаться в зависимости от региона, где ее добыли. Выясним, что такое сырая природная нефть, почему она бывает разной, а продукты из нее получаются одинаковыми.
Сырой нефтью называют необработанную жидкую смесь углеводородов, добытую из недр. Обычно в ней содержатся примеси серы, кислорода, азота, различные металлы и другие химические элементы. Сырая нефть разных месторождений отличается по вязкости, плотности, цвету и составу.
Геологи кропотливо изучают земную кору, чтобы наметить на карте потенциальные месторождения нефти. Затем наступает очередь сейсмических исследований: звуковые волны используются для создания карты горных пород и поиска нефтяного пласта. После сейсморазведки бурят разведочные скважины для подтверждения наличия нефти.
В зависимости от количества примесей цвет нефти может варьироваться от черного и коричневого до светло-желтого, зеленого, оранжевого и даже прозрачного. В процессе переработки состав сырой нефти меняется: из нее удаляют примеси. Вот почему цветовая палитра нефтепродуктов менее широкая. Производные из легких фракций, например, авиакеросин или бензин, — прозрачно-золотистые или почти бесцветные. Продукты из тяжелых фракций, такие как мазут или битум, — черные.
От химического состава и примесей зависит и запах сырой нефти. Например, серу опытный лаборант унюхает в образце еще до лабораторных тестов. Нефть каждого месторождения пахнет по-разному: парафином, бензином, гудроном, моторным маслом.
Существуют различные виды сырой нефти, которые определяют по следующим параметрам. По содержанию серы различают «сладкую» (менее 0,5% серы) и «кислую» (более 0,5% серы) нефть. По химическому составу сырую нефть разделяют на парафиновую, которая богата алканами; нафтеновую, в которой много нафтенов; смешанную, которая содержит оба класса соединений; асфальтеновую, богатую наиболее тяжелыми среди углеводородов соединениями — асфальтенами. По плотности сырой нефти выделяют легкую, среднюю и тяжелую.
Другими важными свойствами сырой нефти являются степень ее кислотности и количество металлов, таких как ванадий и никель. Содержащиеся в нефти металлы, вода и механические примеси (например, песок) требуют более тщательной очистки нефти в процессе переработки.
Характеристики сырой нефти влияют на способы ее добычи и на типы полезных продуктов, которые можно из нее получить. От этого также зависит цена на нефть. Тяжелая высокосернистая, читай «кислая», нефть обычно требует сложных и дорогостоящих методов переработки и транспортировки. Тяжелая сырая нефть без примесей считается более простой. Однако проще всего процессу переработки поддается легкая «сладкая» нефть: удалять примеси из нее не нужно, а извлечь маловязкую жидкость из недр легче. Вот почему она стоит дороже на мировом рынке.
Сырая нефть добывается и проходит первичную обработку на сухопутных и морских месторождениях. На каждом есть лаборатория, куда отправляют отобранные на всех этапах добычи пробы нефти. Перечень испытаний может отличаться в зависимости от задач и «возраста» скважины, самые распространенные тесты — определение плотности и температуры застывания нефти, вязкости и содержания в ней воды, механических примесей, хлористых солей, серы и сероводорода, парафина и асфальтенов.
На первых этапах разработки лабораторные исследования нефти нужны для определения оптимальных методов ее добычи, а при активной эксплуатации месторождения по ним можно судить об эффективности процесса добычи и «здоровье» скважин.
Отбор доверяют операторам добычи нефти. Они берут пробы из устья или с глубины скважины, используя специальные контейнеры, например стеклянные. Стекло не вступает в реакцию с углеводородами и не выделяет в них ничего «своего». В зависимости от исследования каждый образец имеет свой срок годности. Чем быстрее пробу нефти доставят в лабораторию, тем более достоверные результаты получат геологи. Иногда пробирки нужно доставить химикам так быстро, что приходится везти их вертолетом.
После того как сырая нефть прошла подготовку на месторождении, ее транспортируют к порту или нефтеперерабатывающему заводу с помощью трубопроводов, на танкерах или в железнодорожных цистернах. В ходе переработки нефти на предприятии ее превращают в полезные нефтепродукты с помощью дистилляции, крекинга, риформинга и других методов.
Крупные запасы сырой нефти сосредоточены в Венесуэле, Саудовской Аравии, Канаде, Иране, Ираке, России, Кувейте и ОАЭ. По данным ученых, общие мировые запасы составляют 1757 миллиардов баррелей. Для сравнения в 2021 году запасы сырой нефти насчитывали 1735 миллиардов, а в 2020-м — 1727,5 миллиарда баррелей. Ежегодный рост связан с открытиями месторождений, более точными расчетами их потенциала, а также совершенствованием технологий добычи.
Один из способов классификации сырой нефти — по географическому происхождению. Различают Западно-техасскую промежуточную (WTI), Североморскую (Brent), Уральскую (Urals, основная марка сырой нефти в России) и ОПЕК-корзину, которая является смесью нескольких сортов нефти из стран — членов организации ОПЕК.
Крупными экспортерами сырой нефти в мире являются в том числе Саудовская Аравия, Россия, Иран, Ирак, ОАЭ. Среди значимых импортеров — Китай, Индия, Южная Корея. Вместе продавцы и покупатели «ходят» на глобальный рынок сырой нефти.
Экспортировать и импортировать сырую нефть проще, чем нефтепродукты. В противном случае на каждый сорт топлива — например, все марки бензина — потребовалась бы отдельная ветка трубопровода. Можно перевозить нефтепродукты по суше и морю, как это делается внутри страны, но при больших расстояниях и объемах грузов это дороже в сравнении с трубопроводами.
Россия является одним из ведущих мировых экспортеров сырой нефти. Сегодня основные поставки идут в Китай. Почти всю нефть, получаемую в ОАЭ, Иране и Ираке, поставляют в азиатские страны. Европейские страны имеют ограниченные собственные запасы энергии, но развитая промышленность делает их одними из крупнейших мировых импортеров сырой нефти.
Доля сырой нефти в производстве электроэнергии в последние годы сократилась почти до нуля в пользу природного газа и возобновляемых источников энергии. При этом сырая природная нефть и нефтепродукты остаются одним из основных энергоресурсов в мире: служат топливом и ингредиентами для тысяч видов продукции.