mini|Naftna platforma
Nafta (lat. petroleum; grč. petra 'stijena' i lat. oleum 'ulje') kameno je ili sirovo zemno ulje, smeđozelena do smeđocrna obojena tekuća ili polučvrsta tvar specifične težine 0,82 – 0,94 koju se većinom nalazi u sedimentnim slojevima Zemlje, a rijetko i u metamorfnim i magmatskim stijenama. Postoje i svjetlije te gotovo bezbojne vrste nafte.Tehnička enciklopedija, Leksikografski zavod "Miroslav Krleža", Zagreb, 1984., sv. 9, str. 190 To je vrlo složena smjesa različitih spojeva, pretežito ugljikovodika alkanskog, cikloalkanskog i aromatskog reda, čiji se sastav mijenja od nalazišta do nalazišta.
Nafta se najviše rabi za pokretanje vozila (obično u obliku benzina i drugih derivata) te za dobivanje električne energije u termoelektranama. Također je vrlo značajna sirovina u proizvodnji (plastika, umjetno gorivo, razni razrjeđivači i ostale kemikalije). Industrija koja se bavi preradom nafte naziva se petrokemijska industrija.
Postanak
Postoji više teorija o postanku nafte: organska, anorganska i anorgansko-organska. Danas prevladava mišljenje da je nafta organskoga podrijetla, nastala od supstancija različitih sitnih životinjskih i biljnih morskih organizama, tj. planktona, algi i kopnenoga bilja. Pod povoljnim uvjetima, koji su vladali u većini geoloških doba, živjele su i razmnožavale se u toplim morskim zaljevima goleme količine tih organizama; uginuvši one su se taložile na morsko dno.
U sredinima siromašnim kisikom počelo je, zbog djelovanja anaerobnih bakterija, truljenja i temperaturnih promjena, razaranje bjelančevina, lipida i drugih lako raspadljivih sastojaka organskih tvari, prelazeći postupno u sapropel. Pretvorba je rezultat nagloga zatrpavanja organske tvari (anaerobni uvjeti), povećanja tlaka (istiskivanje) i najvažnije porasta temperature. Smatra se da procesi pretvorbe organske tvari u naftu, ali i ugljikovodični plin, započinju na oko 65oC, te prestaju oko 160oC, kada su temperature toliko velike da razaraju lance i najjednostavnijih ugljikovodika, poput metana. Najveći dio organske tvari prešao je u netopivi ostatak nazvan kerogen, manji dio u bitumen koji je topiv, a samo jedan dio bitumena dao je naftu i plin.
Nazočnost složenih visokomolekulskih spojeva (kolesterola, hormona, klorofila i dr.) koji nisu mogli nastati jednostavnom sintezom i optička aktivnost nafte dokazuju organsko podrijetlo nafte. I sastav slane vode, koja prati naftu, svjedoči o njezinu morskom podrijetlu. No, tu je potreban oprez jer ležišna, slana, slojna voda, najčešće nije povezana s naftom, a razlog je taj što nafta, nakon generiranja, migrira u ležišne stijene, koje su već primarno bile zasićene slojnom vodom.
S druge strane postoji mišljenje da nafta potječe iz znatno većih dubina Zemlje, tj. da je nastala anorganskim putem od ugljika iz dubljih dijelova litosfere ili na granici plašta i litosfere, zaostalim vjerojatno iz vremena formiranja Zemlje.https://web.archive.org/web/20021015163818/http://www.people.cornell.edu/pages/tg21/usgs.htmlhttp://uu.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:338107 Tome u prilog govore nalazi nafte u vulkanskim područjima (na Kamčatki), nagomilavanje nafte u velikim dubinama u ležištima s magmatskim i metamorfnim stijenama (Venezuela) i nalazi nafte u pukotinama litosfere u stijenama na dnu Indijskog oceana. No, zbog složenog sastava nafte smatra se da kemijskim reakcijama plinova iz dubokih dijelova litosfere (CO2, H2S, CH4 i drugih) ne mogu nastati složeni spojevi tekućih ugljikovodika, već jedino dodatne količine metana.
Opće je mišljenje, da je nafta neobnovljivi izvor energije, ali postoje i teorije poput one geopolitičkoga analitičara Wiliama Engdahla, da je nafta obnovljiv izvor energije;http://dnevnik.hr/vijesti/hrvatska/nafta-je-obnovljivi-izvor.html Preuzeto 28. rujna 2012. a pionir istraživanja genoma Craig Venter udružio se s Exxon Mobilom u namjeri pretvaranja živih algi u mini naftne bušotine.http://www.vijesti-iz-gospodarstva-i-znanosti.com/nafta-kao-obnovljivi-izvor-energije.html Preuzeto 28. rujna 2012.
Sastav
Po svom kemijskom sastavu nafta je mješavina velikog broja različitih ugljikovodika i malih količina spojeva sumpora (0.15-6%), kisika (do 2%), dušika (0.05-0.4%), asfaltno smolastih tvari, mineralnih tvari i tragova kovina. U njoj su zastupani ugljikovodici s jednim do 50 i više C – atoma u molekuli, a značajni su: alkani (propan, butan, heptan, oktan), cikloalkani (naftaleni) i aromatski ugljikovodici (benzen, toluen), pa prema udjelu različitih redova ugljikovodika razlikujemo parafinsku ili metansku, naftalensku i aromatsku naftu.
Manje su zastupani aromatski ugljikovodici (npr. neke rumunjske nafte). U nafti su, bez obzira na vrstu ugljikovodika, zastupani više ili manje, svi članovi pojedinog niza: od lakohlapljivih do teškohlapljivih te krutih s velikim brojem C – atoma. O većoj ili manjoj zastupljenosti nižih odnosno viših članova ovisi gustoća nafte. Lagane nafte koje kod prerađivanja daju više laganih frakcija, ili ih uopće ne daju.
Nalazišta i vađenje nafte
Njezina se ležišta mogu očekivati u sedimentnim stijenama koja su povezana migracijskim putom s područjima gdje je u geološkoj prošlosti taložena velika količina organske tvari u anaerobnim uvjetima. No, nisu samo sedimentne stijene ležišta nafte. To mogu biti i magmatske i metamorfne, no kako one nisu izgrađene od zrna te nemaju primarni porozitet, uvjet je da su one tektonski razlomljene u toj mjeri da se razvio značajan sekundarni porozitet u kojemu se onda mogu nakupljati fluidi, pa i nafta.
U teoriji naftno-plinski sustav sastoji se od ležišnih stijena, matičnih stijena (generiraju ugljikovodika), migracijskog puta (povezuje matične i ležišne stijene), zamke (povoljan oblik stijene da se u vrhu nakupe ugljikovodici koji su lakši od vode), izolatorskih stijena (koja sprječavaju da ugljikovodici napuste zamku). Na kraju, moraju biti što duže očuvani uvjeti da se ležište očuva, tj. da u njega ne prodire površinska voda i zrak (donose kisik koji razgrađuje naftu), bakterije (koje se mogu hraniti ugljikovodicima) te da nafta ne može rasjedom migrirati na površinu i time zapravo nestati.
Dubina naftonosnih slojeva različita je; od nekoliko desetaka metara do preko 5 kilometara. Što je veća dubina, veći je i tlak pod kojim se nafta nalazi. Sa stajališta očuvanja ležišta nafte veća dubina je prednost jer sprječava "dotok" kisika koji može degradirati naftu u ležištima. S druge strane povećani tlak (posebno nadtlak) može uzrokovati velike probleme kod bušenja zbog pojava erupcije nafte i poglavito plina. Najdublja do sada postignuta istraživačka bušotina od 9169 nalazi se u Oklahomi (SAD).
Dobivanje mini|Naftna bušotina
Nafta i zemni plin izbijaju na mnogim mjestima sami iz zemlje. Ovakva prirodna vrela više nisu važna za proizvodnju nafte, jer ukupno daju tek zanemarive količine. Velike količine nafte dobivaju se danas u svijetu iz dubljih slojeva zemlje iz bušotina na principu nekoliko režima proizvodnje. Prvi je uporaba prirodnog nadtlaka i kontrolirane erupcije poput arteških bunara. No, kasnije se taj tlak mora podržavati, recimo utiskivanjem vode, plina, pa u nekim slučajevima čak i paljenjem rubnih dijelova ležišta, te gorenjem kao mehanizmom povećanja viskoznosti nafte i porasta tlaka. Prva bušenja obavljana su na temelju oskudnih istraživačkih pokazatelja. No, danas se prije otvaranje ležišta provode geološka i geofizička istraživanja, koja daju podatke o strukturi i litologiji podzemnih stijena. Na taj se način znatno smanjuje broj negativnih bušotina. Općenito, suvremena tehnika bušenja razvila se iz ručnog bušenja, obavljanog u potrazi za solju i vodom. Sva se bušenja danas izvode strojevima.
Postoje dva načina bušenja: udarno i okretno. Kod udarnog bušenja dlijeto, pričvršćeno na donjem kraju alatki, diže se 30 do 40 cm, a zatim se pušta da padne na dno bušotine. Suvremeno okretno bušenje (rotary system) gotovo je potpuno istisnulo starije udarno bušenje, posebno kada se žele dosegnuti dubine od nekoliko tisuća metara. Dlijeto, pričvršćeno na kraju cijevi, svojim rotacijskim struganjem mrvi kamen i prodire u dubinu. Kad cijev uđe svojom cijelom duljinom u zemlju na nju se, cijevnom spojnicom nadoveže druga cijev. To se ponavlja tako dugo dok bušotina ne dosegne naftonosni sloj. Iznad bušotine nalazi se toranj željezne konstrukcije, visok do 54 metra, s dizalicama za pridržavanje i izvlačenje alatki i cijevi, te s pogonskim i kontrolnim uređajima. Za vrijeme bušenja izdrobljeni se materijal neprestano ispire s dna bušotine, i to jakim mlazom rijetke suspenzije gline u vodi, koja se utiskuje u cijev. Da se bušotina ne zaruši, u nju se spuštaju zaštitne cijevi (casings). Od prodora slojnih voda bušotine se zaštićuju cementiranjem.
Kad bušotina dopre do naftonosnog sloja, nafta i plin naviru u bušotinu tjerani prirodnim tlakom, koji, ako je dovoljno velik, može izbaciti naftu na površinu zemlje. Kod vrlo visokih tlakova nastaju snažne "erupcije", pri čemu se mlaz nafte diže desetak metara iznad površine zemlje. Ovakve divlje erupcije nekad su često izazivale katastrofalne požare, koje je vrlo teško, pa i nemoguće ugasiti. Danas se to sprečava posebnim uređajima koji zatvaraju sondu i reguliraju tlak za izlaženje nafte. Kod nedovoljnih tlakova nafta se mora crpiti pomoću crpki. Naftonosni se sloj nikada ne može potpuno iscrpiti. Kad se tlak nafte u ležištu izjednači s tlakom u bušotini, nafta prestaje pritjecati. Velike količine nafte koje, unatoč svim suvremenim metodama vađenja, ostaju u zemlji (više od 50%), mogle bi se izvaditi samo na rudarski način što je naravno neizvedivo. Zato se danas sve više upotrebljavaju napredne metode pridobivanja ugljikovodika koje se objedinjuju pod nazivom sekundarne i tercijarne metode povećanja iscrpka iz naftnih i plinskih ležišta. Najčešća takva metoda, što je spomenuto i ranije u ovome poglavlju, je utiskivanje vode u naftno ležište čime se povećava tlak okolnog akvifera te nafta ponovno gura prema površini. Umjesto vode mogu se utiskivati i plinovi poput ugljičnog-dioksida ili inertnog dušika. Ponekad, ali rijetko, nafta se u ležištu može djelomično zapaliti čime se smanjuje viskozitet i ponovno povećava tlak.
Postrojenje za obradu teških ostataka služi za obradu ostataka koji ostanu iz sirove nafte nakon što se proizvedu svi ostali proizvodi (benzin, dizel, jet gorivo, UNP i sl.).
Najveći proizvođači
Nafta je danas u svijetu jedan od najznačajnijih strateških proizvoda (obično se naziva "crno zlato"). Zbog toga zemlje proizvođači nafte imaju veliku moć u geopolitičkim odnosima, a kontrola nad izvorištima nafte jedan od najznačajnijih uzroka kriza u svijetu. Zemlje koje su najveći izvoznici nafte (ali ne uvijek i proizvođači) su grupirane u interesnu organizaciju OPEC (Organization of Petroleum Exporting Countries).
Najveći proizvođači nafte jesu:
ZEMLJA PROIZVEDENA KOLIČINA (milijuna barela) Saudijska Arabija 10,37 Rusija 9,27 Sjedinjene Američke Države 8,69 Iran 4,09 Meksiko 3,83
Područja s najvećim količinama nafte jesu:
PODRUČJE UDIO NAFTE U SVIJETU (%) Saudijska Arabija 25 Irak 11 Ujedinjeni Arapski Emirati 9 Kuvajt 9 Srednja i Južna Amerika 9 Iran 8 Afrika 7 Sjeverna Amerika 6 zemlje bivšeg Sovjetskog Saveza 6 Pacifička Azija 4 Europa 2 Libija 2
Cijena