Нефть (греч. ναφθα, или через тур. neft, от персидск. нефт; восходит к аккад. напатум — вспыхивать, воспламеняться) — природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых органических соединений.

По цвету нефть бывает красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть, имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Сегодня нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.

Общие сведения

Нефть обнаруживается вместе с газообразными углеводородами на глубинах от десятков метров до 5—6 км. Однако на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1—3 км. На малых глубинах и при естественных выходах на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. образования — например, битуминозные пески и битумы.

По химическому составу и происхождению нефть близка к естественным горючим газам, озокериту, а также асфальту. Эти ископаемые объединяют под общим названием петролитов. Петролиты относят к ещё более обширной группе так называемых каустобиолитов — горючих минералов биогенного происхождения, которые включают также ископаемые твёрдые топлива.

Исторические сведения о нефти

Нефть  известна человечеству с древнейших времён, что иллюстрируется следующими данными:

Первое установленное использование нефти по регионам мира
Дата Регион мира Как использовалась Доказательство использования
6000—4000 лет до н. э. Берега Евфрата Нефтяные битумы для строительного и дорожного дела Подтверждено раскопками, установившими существование нефтяных промыслов
6 век до н. э. Вавилон Вавилонский царь Навуходоносор II топил нефтью гигантскую печь, и в ней попытался сжечь трёх еврейских юношей, что ему не удалось. Основное назначение печи остаётся под вопросом Свидетельство из Библии (Дан.3:46).
Древний Египет Использовалась для бальзамирования умерших
Древняя Греция В качестве топлива Упоминания об использовании нефти есть у Плутарха и Диоскорида
1 век до н. э. Сураханы около Баку (Азербайджан) Уже было известно о её залежах

В средние века интерес к нефти, в основном, основывался на её способности гореть. Так сохранились сведения о «горючей воде — густе», привезённой с Ухты в Москву при Борисе Годунове.
До начала 18 века нефть преимущественно использовалась в натуральном, то есть непереработанном и неочищенном виде. Большое внимание на нефть в качестве полезного ископаемого было обращено только после того, как:

  • в России заводской практикой братьев Дубининых (с 1823),
  • в Америке химиком Б. Силлиманом (1855),

было доказано, что из неё можно выделить керосин — осветительное масло, подобное фотогену, уже в то время вырабатывавшемуся из некоторых видов каменных углей и сланцев и получившему широкое распространение. Преимущественное использование переработанной нефти началось только во 2-й половине 19 века, чему способствовал возникший в это время новый способ добычи нефти с помощью буровых скважин вместо колодцев. Первая в мире добыча нефти из буровой скважины состоялась в 1848 году на Биби-Эйбатском месторождении вблизи Баку.

Происхождение

Нефть — результат литогенеза. Она представляет собой жидкую (в своей основе) гидрофобную фазу продуктов фоссилизации (захоронения) органического вещества (керогена) в водно-осадочных отложениях.

Нефтеобразование — стадийный, весьма длительный (обычно 50-350 млн лет) процесс, начинающийся ещё в живом веществе. Выделяется ряд стадий:

  • Осадконакопление — во время которого остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов;
  • биохимическая — процессы уплотнения, обезвоживания и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;
  • протокатагенез — опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5 — 2 км, при медленном подъёме температуры и давления;
  • мезокатагенез или главная фаза нефтеобразования (ГФН) — опускание пласта органических остатков на глубину до 3 — 4 км, при подъёме температуры до 150 °C. При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит отгонка нефти за счёт перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в песчаные пласты-коллекторы, а по ним в ловушки;
  • апокатагенез керогена или главная фаза газообразования (ГФГ) — опускание пласта органических остатков на глубину более 4,5 км, при подъёме температуры до 180—250 °C. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и реализовывает метаногенерирующий потенциал.
  • И. М. Губкин выделял также стадию разрушения нефтяных местозарождений.

Убедительные доказательства биогенной природы нефте-материнского вещества были получены в результате детального изучения эволюции молекулярного состава углеводородов и их биохимических предшественников (прогениторов) в исходных организмах, в органическом веществе осадков и пород и в различных нефтях из залежей. Важным явилось обнаружение в составе нефти хемофоссилий — весьма своеобразных, часто сложно построенных молекулярных структур явно биогенной природы, то есть унаследованных (целиком или в виде фрагментов) от органического вещества. Изучение распределения стабильных изотопов углерода (12C, 13C) в нефти, органическом веществе пород и в организмах (А. П. Виноградов, Э. М. Галимов) также подтвердило неправомочность неорганических гипотез.

Свойства нефти

Физические свойства

Нефть — жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета (хотя бывают образцы даже изумрудно-зелёной нефти). Средняя молекулярная масса 220—300 г/моль (редко 450—470). Плотность 0,65—1,05 (обычно 0,82—0,95) г/см³; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой, 0,831—0,860 — средней, выше 0,860 — тяжёлой. Плотность нефти, как и других углеводородов, сильно зависит от температуры и давления. Она содержит большое число разных органических веществ и поэтому характеризуется не температурой кипения, а температурой начала кипения жидких углеводородов (обычно >28 °C, реже ≥100 °C в случае тяжёлых не́фтей) и фракционным составом — выходом отдельных фракций, перегоняющихся сначала при атмосферном давлении, а затем под вакуумом в определённых температурных пределах, как правило до 450—500 °C (выкипает ~ 80 % объёма пробы), реже 560—580 °C (90—95 %). Температура кристаллизации от −60 до + 30 °C; зависит преимущественно от содержания в нефти парафина (чем его больше, тем температура кристаллизации выше) и лёгких фракций (чем их больше, тем эта температура ниже). Вязкость изменяется в широких пределах (от 1,98 до 265,90 мм²/с для различных не́фтей, добываемых в России), определяется фракционным составом нефти и её температурой (чем она выше и больше количество лёгких фракций, тем ниже вязкость), а также содержанием смолисто-асфальтеновых веществ (чем их больше, тем вязкость выше). Удельная теплоёмкость 1,7—2,1 кДж/(кг∙К); удельная теплота сгорания (низшая) 43,7—46,2 МДж/кг; диэлектрическая проницаемость 2,0—2,5; электрическая проводимость [удельная] от 2∙10−10 до 0,3∙10−18 Ом−1∙см−1.

Нефть — легковоспламеняющаяся жидкость; температура вспышки от −35 до +121 °C (зависит от фракционного состава и содержания в ней растворённых газов). Нефть растворима в органических растворителях, в обычных условиях не растворима в воде, но может образовывать с ней стойкие эмульсии. В технологии для отделения от нефти воды и растворённой в ней соли проводят обезвоживание и обессоливание.

Химический состав

Общий состав

Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80—90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4—5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты — растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1—4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси (частицы глины, песка, известняка).

Углеводородный состав

В основном в нефти представлены парафиновые (обычно 30—35, реже 40—50 % по объёму) и нафтеновые (25—75 %). В меньшей степени — соединения ароматического ряда (10—20, реже 35 %) и смешанного, или гибридного, строения (например, парафино-нафтеновые, нафтено-ароматические).

Элементный состав нефти и гетероатомные компоненты

Наряду с углеводородами в состав нефти входят вещества, содержащие примесные атомы. Серосодержащие — H2S, меркаптаны, моно- и дисульфиды, тиофены и тиофаны, а также полициклические и т. п. (70—90 % концентрируется в остаточных продуктах — мазуте и гудроне); азотсодержащие — преимущественно гомологи пиридина, хинолина, индола, карбазола, пиррола, а также порфирины (большей частью концентрируется в тяжёлых фракциях и остатках); кислородсодержащие — нафтеновые кислоты, фенолы, смолисто-асфальтеновые и др. вещества (сосредоточены обычно в высококипящих фракциях). Элементный состав (%): 82-87 C; 11-14,5 Н; 0,01-6 S (редко до 8); 0,001-1,8 N; 0,005—0,35 O (редко до 1,2) и др. Всего в нефти обнаружено более 50 элементов. Так, наряду с упомянутыми, в нефти присутствуют V(10−5 — 10−2%), Ni(10−4−10−3%), Cl (от следов до 2×10−2%) и т. д. Содержание указанных соединений и примесей в сырье разных месторождений колеблется в широких пределах, поэтому говорить о среднем химическом составе нефти можно только условно.

Таблица 1. Элементный состав нефти различных месторождений (в %)
Месторождение Плотность, г/см³ С Н S N O Зола
Ухтинское (РФ) 0,897 85,30 12,46 0,88 0,14 0,01
Грозненское (РФ) 0,850 85,95 13,00 0,14 0,07 0,74 0,10
Сураханское (Азербайджан) 0,793 85,34 14,14 0,03 0,49
Калифорнийское (США) 0,912 84,00 12,70 0,40 1,70 1,20

Классификация нефти по углеводородному составу

Класс углеводородов, по которому нефти даётся наименование, должны присутствовать в количестве более 50 %. Если присутствуют углеводороды также и других классов и один из классов составляет не менее 25 %, выделяют смешанные типы нефти: метано-нафтеновые, нафтено-метановые, ароматическо-нафтеновые, нафтено-ароматические, ароматическо-метановые и метано-ароматические; в них первого компонента содержится более 25 %, второго — более 50 %.

Таблица 2. Содержание основных классов углеводородов в различной нефти (во фракциях, выкипающих до 300°С в % на всю нефть)
Месторождение Плотность, г/см³ Парафины Нафтены Ароматические
Пермское (РФ) 0,941 8,1 6,7 15,3
Грозненское (РФ) 0,844 22,2 10,5 5,5
Сураханское (Азербайджан) 0,848 13,2 21,3 5,2
Калифорнийское (США) 0,897 9,8 14,9 5,1
Техасское (США) 0,845 26,4 9,7 6,4

Растворители нефти

По способности растворяться в органических жидкостях, в том числе в:

  • сероуглероде,
  • хлороформе,
  • спиртобензольной смеси

нефть, как и:

  • другие петролиты,
  • вещества, извлекаемые этими растворителями из торфа,
  • вещества, извлекаемые этими растворителями из ископаемых углей

принято относить к группе битумов.

Геология нефти

Заключающие нефть породы обладают сравнительно высокой пористостью и достаточной для её извлечения проницаемостью. Породы, допускающие свободное перемещение и накопление в них жидкостей и газов, называются коллекторами. Пористость коллекторов зависит от степени отсортированности зёрен, их формы и укладки, а также и от наличия цемента. Проницаемость определяется размером пор и их сообщаемостью. Главнейшими коллекторами нефти являются пески, песчаники, конгломераты, доломиты, известняки и другие хорошо проницаемые горные породы, заключённые среди таких слабопроницаемых пород, как глины или гипсы. При благоприятных условиях коллекторы могут быть трещиноватые метаморфические и изверженные породы, находящиеся в соседстве с осадочными нефтеносными породами.

Различного типа залежи нефти в гидравлически незамкнутых (1—3) и замкнутых (4—6) ловушках: 1 — пластовые сводовые нефтяные и газонефтяные залежи; 2 — массивная сводовая газонефтяная залежь; 3 — нефтяная залежь в выступе палеорельефа, первичного (напр., рифа) или вторичного (эрозионного); 4 — нефтяная залежь, экранированная стратиграфическим несогласием; 5 — нефтяная залежь в ловушке первичного (фациального, литологического) выклинивания коллектора; 6 — тектонически экранированная залежь нефти; а — нефть; б — газ; в — вода.


Сорта нефти
Часто нефтяная залежь занимает лишь часть коллектора и поэтому в зависимости от характера пористости и степени цементации породы (гетерогенности залежи) обнаруживается различная степень насыщенности нефтью отдельных её участков в пределах самой залежи. Иногда этой причиной обусловливается наличие непродуктивных участков залежи. Обычно нефть в залежи сопровождается водой, которая ограничивает залежь вниз по падению слоёв либо по всей её подошве. Кроме того, в каждой залежи нефти вместе с ней находится т. н. плёночная, или остаточная вода, обволакивающая частицы пород (песков) и стенки пор. В случае выклинивания пород коллектора или обрезания его сбросами, надвигами и т п. дизъюнктивными нарушениями залежь может либо целиком, либо частично ограничиваться слабопроницаемыми породами. В верхних частях нефтяной залежи иногда сосредоточивается газ (т. н. «газовая шапка»). Дебит скважин, помимо физических свойств коллектора, его мощности и насыщения, определяется давлением растворённого в нефти газа и краевых вод. При добыче нефти скважинами не удаётся целиком извлечь всю нефть из залежи, значительное количество её остаётся в недрах земной коры (см. Нефтеотдача и Нефтедобыча). Для более полного извлечения нефти применяются специальные приёмы, из которых большое значение имеет метод заводнения (законтурного, внутриконтурного, очагового) . Нефть в залежи находится под давлением (упругого расширения и/или краевой воды и/или газа, как растворённого так и газовой шапки) вследствие чего вскрытие залежи, особенно первыми скважинами, сопровождается риском газонефтепроявлений (очень редко фонтанными выбросами нефти). Весьма продолжительное время (со 2-й половины XIX в.) геологи полагали, что нефтяные залежи приурочиваются почти исключительно к антиклинальным складкам, и только в 1911 И. М. Губкиным был открыт в Майкопском районе новый тип залежи, приуроченной к аллювиальным пескам и получившей название «рукавообразной». Спустя более 10 лет подобные залежи были обнаружены в США. Дальнейшее развитие разведочных работ в СССР и в США завершилось открытием залежей, связанных с соляными куполами, приподнимающими, а иногда и протыкающими осадочные толщи. Изучение нефтяных месторождений показало, что образование нефтяных залежей обусловлено различными структурными формами изгибов пластов, стратиграфическими соотношениями свит и литологическими особенностями пород. Предложено несколько классификаций месторождений и залежей нефти как в России, так и за рубежом. Нефтяные месторождения различаются друг от друга по типу структурных форм и условиям их образования. Залежи нефти и газа различаются друг от друга по формам ловушек-коллекторов и по условиям образования в них скоплений нефти.

Введение сортности необходимо в связи с разностью состава нефти (содержания серы, различного содержания групп алканов, наличия примесей) в зависимости от месторождения. Стандартом для цен служит нефть сортов WTI и Light Sweet (для западного полушария и вообще ориентиром для других сортов нефти), а также Brent (для рынков Европы и стран ОПЕК).

Чтобы упростить экспорт были придуманы некие стандартные сорта нефти, связанные либо с основным месторождением, либо с группой месторождений. Для России это тяжёлая Urals и лёгкая нефть Siberian Light. В Великобритании — Brent, в Норвегии — Statfjord, в Ираке — Kirkuk, в США — Light Sweet и WTI. Часто бывает, что страна производит два сорта нефти — лёгкую и тяжёлую. Например в Иране это Iran Light и Iran Heavy.

Разработка и применение нефти

Добыча нефти

По способам современные методы добычи флюидов или скважинной жидкости(в том числе нефти) делятся на:

— фонтан (выход флюида осуществляется за счёт разности давлений)

— газлифт

— установка электро-центробежного насоса (УЭЦН)

— ЭВН установка электро-винтового насоса (УЭВН)

— ШГН (штанговые насосы)

— другие

Первый центробежный насос для добычи нефти был разработан в 1916 Российским изобретателем Армаисом Арутюновым. В 1923 году Арутюнов эммигрировал в США, и в 1928 году основал фирму Bart Manufacturing Company, которая в 1930 была переименована в «REDA Pump» (аббревиатура от Russian Electrical Dynamo of Arutunoff), которая многие годы была лидером рынка погружных насосов для нефтедобычи. В СССР большой вклад в развитие электрических погружных насосов для добычи нефти внесло Особое конструкторское бюро по конструированию, исследованию и внедрению глубинных бесштанговых насосов (ОКБ БН) созданном в 1950 г. Основателем ОКБ БН был Богданов Александр Антонович.

Очистка нефти

Первый завод по очистке нефти был построен в России в 1745 году, в период правления Елизаветы Петровны, на Ухтинском нефтяном промысле. В Санкт-Петербурге и в Москве тогда пользовались свечами, а в малых городах — лучинами. Но уже тогда во многих церквях горели неугасаемые лампады. В них наливалось гарное масло, которое было ничем иным, как смесью очищенной нефти с растительным маслом. Купец Набатов был единственным поставщиком очищенной нефти для соборов и монастырей. В конце XVIII столетия была изобретена лампа. С появлением ламп возрос спрос на керосин. Очистка нефти — удаление из нефтепродуктов нежелательных компонентов, отрицательно влияющих на эксплуатационные свойства топлив и масел. Химическая очистка производится путём воздействия различных реагентов на удаляемые компоненты очищаемых продуктов. Наиболее простым способом является очистка 92-96 % серной кислотой или олеумом, применяемая для удаления непредельных и ароматических углеводородов. Физико-химическая очистка производится с помощью растворителей, избирательно удаляющих нежелательные компоненты из очищаемого продукта. Неполярные растворители (пропан и бутан) используются для удаления из остатков переработки нефти (гудронов) ароматических углеводородов (процесс деасфальтации). Полярные растворители (фенол и др.) применяются для удаления полициклических ароматических углеродов с короткими боковыми цепями, сернистых и азотистых соединений из масляных дистиллятов. При адсорбционной очистке из нефтепродуктов удаляются непредельные углеводороды, смолы, кислоты и др. Адсорбционную очистку осуществляют при контактировании нагретого воздуха с адсорбентами или фильтрацией продукта через зерна адсорбента. Каталитическая очистка — гидрогенизация в мягких условиях, применяемая для удаления сернистых и азотистых соединений.

Применение

220px-gasstationhiroshima

Автозаправочная станция

Сырая нефть непосредственно почти не применяется. Для получения из неё технически ценных продуктов, главным образом моторных топлив, растворителей, сырья для химической промышленности, её подвергают переработке. Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля её в общем потреблении энергоресурсов составляет 48 %. В перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии, а также увеличения стоимости и уменьшения добычи.

220px-tanker_offshore_terminal

Загрузка нефти в танкер
220px-portugal_pipeline
Нефтепровод в Португалии

В связи с быстрым развитием в мире химической и нефтехимической промышленности, потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и др. (более 8 % от объёма мировой добычи). Среди получаемых из нефти исходных веществ для этих производств наибольшее применение нашли: парафиновые углеводороды — метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны, а также высокомолекулярные (10—20 атомов углерода в молекуле); нафтеновые; ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы, этилбензол; олефиновые и диолефиновые — этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен. Нефть уникальна именно комбинацией качеств: высокая плотность энергии (на тридцать процентов выше, чем у самых качественных углей), нефть легко транспортировать (по сравнению с газом или углём, например), наконец, из нефти легко получить массу вышеупомянутых продуктов. Истощение ресурсов нефти, рост цен на неё и др. причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив.

Развитие учения о нефти и нефтепереработке

Основы учения о нефти были заложены русскими и продолжены далее советскими учёными. Так Д. И. Менделеев впервые обратил внимание на то, что нефть является важнейшим источником химического сырья, а не только топливом; он посвятил ряд работ происхождению и рациональной переработке нефти. Ему принадлежит известное высказывание: «Нефть — не топливо, топить можно и ассигнациями» (полагая, что целлюлоза ассигнаций — возобновляемый и менее ценный источник сырья, чем нефть).

Большое значение имели работы В. В. Марковникова (80-е гг. 19 в.), посвящённые изучению состава нефти; им был открыт в нефти новый класс углеводородов, названный им нафтенами, и изучено строение многих углеводородов. Л. Г. Гурвич на основании своих исследований разработал физико-химическую основу очистки нефти и нефтепродуктов и значительно усовершенствовал методы её переработки. Продолжая работы Марковникова, Н. Д. Зелинский разработал в 1918 каталитический способ получения бензина из тяжёлых остатков нефти. Многие годы в области химии нефти работал С. С. Намёткин; им разработаны методы определения содержания в нефти углеводородов разных классов (определение группового состава) и указаны способы повышения выхода нефтепродуктов. В. Г. Шухов изобрел первую в мире промышленную установку термического крекинга нефти (1891), был автором проекта и главным инженером строительства первого российского нефтепровода (1878), заложил основы конструирования нефтепроводов, нефтехранилищ и оборудования нефтепереработки.

Экономика и промышленность

Запасы нефти

220px-oil_platform_in_the_north_seapros

Нефтяная платформа в Северном море

Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Разведанные запасы нефти составляют (на 2004) 210 млрд т (1200 млрд баррелей), неразведанные — оцениваются в 52—260 млрд т (300—1500 млрд баррелей). Мировые разведанные запасы нефти оценивались к началу 1973 года в 100 млрд т (570 млрд баррелей) (данные по запасам нефти, публикуемые за рубежом, возможно занижены). Таким образом, в прошлом разведанные запасы росли. В настоящее время, однако, они сокращаются.

До середины 1970-х мировая добыча нефти удваивалась примерно каждое десятилетие, потом темпы её роста замедлились. В 1938 она составляла около 280 млн т, в 1950 около 550 млн т, в 1960 свыше 1 млрд т, а в 1970 свыше 2 млрд т. В 1973 году мировая добыча нефти превысила 2,8 млрд т. Мировая добыча нефти в 2005 году составила около 3,6 млрд т.

Всего с начала промышленной добычи (с конца 1850-х гг.) до конца 1973 года в мире было извлечено из недр 41 млрд т, из которых половина приходится на 1965—1973 год.

Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Её доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растёт: 3 % в 1900, 5 % перед 1-й мировой войной 1914—1918, 17,5 % накануне 2-й мировой войны 1939—45, 24 % в 1950, 41,5 % в 1972, 48 % в 2004.

Мировая добыча нефти в настоящее время (2006) составляет около 3,8 млрд т в год , или 30 млрд баррелей в год. Таким образом, при нынешних темпах потребления, разведанной нефти хватит примерно на 40 лет, неразведанной — ещё на 10—50 лет. Также растёт и потребление нефти — за последние 35 лет оно выросло с 20 до 30 млрд баррелей в год.

Имеются также большие запасы нефти (3400 млрд баррелей) в нефтяных песках Канады и Венесуэлы. Этой нефти при нынешних темпах потребления хватит на 110 лет. В настоящее время компании ещё не могут производить много нефти из нефтяных песков, но ими ведутся разработки в этом направлении.

Страны с крупнейшими запасами нефти (Млрд. Баррелей) (По данным BP Statistical review of world energy 2010)
Страна Запасы1 % от мировых запасов Добыча² На сколько лет хватит³
Саудовская Аравия 264,6 19,8 9713 75
Венесуэла 172,3 12,9 2437 194
Иран 137,6 10,3 4216 89
Ирак 115,0 8,6 2482 127
Кувейт 101,5 7,6 2481 112
ОАЭ 97,8 7,3 2599 103
Россия 74,2 5,6 10032 20,1
Ливия 44,3 3,3 1652 73
Казахстан 39,8 3,0 1682 65
Нигерия 37,2 2,8 2061 49
Канада 33,2 2,5 3212 28
США 28,4 2,1 7196 11
Катар 26,8 2,0 1345 55
Китай 14,8 1,1 3790 11
Ангола 13,5 1,0 1784 21
Члены ОПЕК 1024,9 77,2 33076 85
Весь мир 1333,1 100,0 79948 46

Примечания:

1. Оценочные запасы в миллиардах (109) баррелей
2. Добыча в тысячах (10³) баррелей в день
3. На сколько лет хватит нефти, рассчитывается как запасы / добыча

Несмотря на существование таких прогнозов, правительство России планирует увеличение добычи нефти к 2030 году до 530 млн т в год.

Цены на нефть и их экономическое значение

Цены на нефть, как и на любой другой товар, определяются соотношением спроса и предложения. Если предложение падает, цены растут до тех пор, пока спрос не сравняется с предложением. Особенность нефти, однако, в том, что в краткосрочной перспективе спрос малоэластичен: рост цен мало влияет на спрос. Редкий владелец автомобиля начнёт ездить в автобусе из-за роста цен на бензин. Поэтому даже небольшое падение предложения нефти приводит к резкому росту цен.

В среднесрочной перспективе (5—10 лет), однако, ситуация иная. Рост цен на нефть заставляет потребителей покупать более экономичные автомобили, а компании — вкладывать деньги в создание более экономичных двигателей. Новые дома строятся с улучшенной теплоизоляцией, так что на их обогрев тратится меньше топлива. Благодаря этому сокращение добычи нефти приводит к росту цен лишь в первые годы, а затем цены на нефть опять падают.

В долгосрочной перспективе (десятилетия) спрос непрерывно увеличивается за счёт увеличения количества автомобилей и им подобной техники. Относительно недавно в число крупнейших мировых потребителей нефти вошли Китай и Индия. В XX веке рост спроса на нефти уравновешивался разведкой новых месторождений, позволявшим увеличить и добычу нефти. Однако многие считают, что в XXI веке нефтяные месторождения исчерпают себя, и диспропорция между спросом на нефть и её предложением приведёт к резкому росту цен — наступит нефтяной кризис. Некоторые считают, что нефтяной кризис уже начался, и рост цен в 2003—2008 годах являлся его признаком.

oil_prices_since_1861-svg

Цены на нефть с 1861 по 2007 годы, в долларах 2007 года

Так, потерпев поражение в Войне Судного дня 1973 года, арабские страны решили в 1973—1974 годах сократить добычу нефти на 5 млн баррелей в день, чтобы «наказать» Запад. Хотя другие страны и сумели увеличить добычу на 1 млн баррелей в день, общая добыча сократилась на 7 %, а цены выросли в 4 раза (см. Нефтяной кризис 1973 года). Цены на нефть сохранялись на высоком уровне и в середине 70-х годов (хотя и не таком высоком, как во время бойкота), дальнейший толчок им дала иранская революция и ирано-иракская война.

400px-imported_crude_oil_as_a_percent_of_us_consumption_1950-2003

Своего пика цены достигли в начале 1980-х годов. После этого по причинам, описанным выше, цены начали падать. За несколько лет они упали более, чем втрое. После вторжения Ирака в Кувейт в 1990 году цены выросли, но быстро упали опять, после того как стало ясно, что другие страны легко могут увеличить добычу нефти. После разгрома Ирака в 1991 году цены продолжали падать и достигли своего минимума 11 долларов за баррель в 1998 году, что с учётом инфляции соответствует уровню начала 1970-х. Связано это было с Азиатским экономическим кризисом 1997 года. В России это привело, в частности, к упадку нефтяной промышленности и стало одной из причин дефолта 1998 года.

Страны ОПЕК сумели договориться о сокращении добычи нефти, и к середине 2000 года цены достигли 30 долларов за баррель. С конца 2003 до 2005 включительно произошёл новый резкий скачок цен. Цена нефти в феврале 2008 уже превышала «психологическую» отметку в 100 долларов за баррель, в марте высокие темпы роста цен продолжились (110 долл.). В мае 2008 года была достигнута цена 135 долларов и далее удерживалась на уровне выше 100 долларов. Максимальная цена нефти сорта WTI (Light Sweet) была достигнута 11 июля 2008 года, превысив 147 долларов за баррель.
Некоторые считают причиной этого скачка цен предполагаемое вторжение США в Иран, по мнению других, он знаменует начало давно ожидаемого нефтяного кризиса, когда истощающимся месторождениям всё труднее удовлетворить растущий спрос на нефть. Большинство аналитиков считают, что эта цена будет снижена (одни называют цифру 40, другие 75 долларов за баррель). В октябре 2008 цена на нефть опустилась ниже 67 долларов за баррель в результате глобального экономического кризиса и достигла своего 12-месячного минимума.

Следует отметить, что рост мировых цен на нефть всегда разгоняет долларовую инфляцию, так как США крупнейший потребитель нефти.

Крупнейшие мировые нефтедобытчики (По данным Международного энергетического агентства)
Страна 2008 2006 2003
Добыча, млн т. Доля мирового рынка (%) Добыча, млн т. Доля мирового рынка (%) Добыча, млн т. Доля мирового рынка (%)
Саудовская Аравия 480 9,1 507 12,9 470 12,7
Россия 488,1 9,2 477 12,1 419 11,3
Соединённые Штаты Америки 294 5,6 310 7,9 348 9,4
Иран 252 4,8 216 5,5 194 5,2
Китай 189 3,5 184 4,7 165 4,4
Мексика 167,94 3,2 183 4,6 189 5,1
Канада 173,4 3,3 151 3,8 138 3,7
Венесуэла 180 3,4 151 3,8 149 4
Казахстан 70 1,3 64,9 1,7 51,3 1,2
Остальные страны 2985,56 56 1692,1 43 1589,7 43
Мировая добыча нефти 100 3936 100 3710 100
Добыча нефти на крупнейших месторождениях мира (ТОР-20)
номер государства месторождение добыча в 2006 г.
(млн т)
добыча в 2008 г.
(млн т)
нефтегазоносный бассейн
1 Флаг Саудовской Аравии Аль-Гавар 250 Персидский залив
2 Флаг Венесуэлы Шельф Боливар 100 120 Маракайбо
3 Флаг Мексики Кантарел 86,7 Мексиканский залив
4 Флаг Кувейта Большой Бурган 80 Персидский залив
5 Флаг Саудовской Аравии Сафания-Хафджи 75 70 Персидский залив
6 Флаг Ирака Румайла 65 Персидский залив
7 Флаг Китая Дацин 43,41 Сунляо
8 Флаг Анголы Комплекс Кизомба 38,5 Атлантическая побережье
9 Флаг Ирана Ахваз 35 Персидский залив
10 Флаг Азербайджана Азери-Чираг-Гюнешли 23,6 34 Южный Каспий
11 Флаг России Самотлор 30,75 Западная Сибирь
12 Флаг России Приобское 27,6 Западная Сибирь
13 Флаг ОАЭ Аль-Закум 27,5 Персидский залив
14 Флаг Саудовской Аравии Шайба 27,5 Персидский залив
15 Флаг Китая Шенгли 27,49 Бохайвань
16 Флаг Ирана Марун 26 Персидский залив
17 Флаг Казахстана Тенгиз 13,32 25 Прикаспийская НГП
18 Флаг Саудовской Аравии Зулуф 25 Персидский залив
19 Флаг Ирана Гечсаран 24 Персидский залив
20 Флаг Алжира Хасси-Мессауд 22 Алжирская Сахара

Нефтяная промышленность в России

История отрасли

О первой находке нефти в России было сообщено 2 января 1703 года в русской газете «Ведомости». Однако в течение XVIII века разработка нефтяных месторождений являлась убыточной из-за крайне узкого практического применения продукта.

После территориальных приобретений в районе Баку в начале XIX века основным нефтяным районом России стал Кавказ. После изобретения керосиновой лампы в 1853 году спрос на нефть возрос многократно.

Первая скважина на нефть (разведочная) промышленным способом была пробурена на Апшеронском полуострове в 1847 году, первая эксплуатационная скважина пробурена на р. Кудако на Кубани в 1864 году.

Основанное в 1879 году «Товарищество нефтяного производства братьев Нобель» вело нефтедобычу и нефтепереработку в Баку, создало собственную транспортную и сбытовую сеть, включавшую нефтепроводы, танкеры, вагоны-цистерны и нефтебазы с причалами и железнодорожными ветками.

В конце XIX века в нефтедобывающую отрасль были допущены иностранцы и, в частности, Ротшильд и Рокфеллер.

В 1913 году в России было добыто 9,093 млн. тонн нефти, что равняется 555,1 млн. пудов

Войны и революционные события в России ввергли нефтедобычу в кризис. Только в 1920-е годы стало возможным говорить о восстановлении отрасли.С освоением с 1932-ого нефтяных месторождений между Волгой и Уралом создавалась вторая (после Баку) крупная база нефтяной промышленности СССР.

С 1960 года в СССР были освоены огромные месторождения Поволжья, Тимано-Печоры и Западной Сибири.

После распада Советского Союза государственные предприятия были акционированы, и значительная их часть перешла в частные руки.

Современная ситуация

Согласно данным Госкомстата РФ в 2007 году добыто 491 млн тонн нефти, что на 2,1 % больше, чем в 2006 году (480 млн тонн), в результате темпы роста добычи нефти в России превысили темпы роста мирового спроса на нефть более чем в полтора раза.

По данным статистического агентства США в 2007 году потребление переработанной нефти в России составило 28,9 % от добычи нефти — 2,8 млн баррелей в день. Чистый экспорт нефти и нефтепродуктов составил 71,1 % от добычи нефти — 6,9 млн баррелей в день.

Нефть является главной статьёй российского экспорта, составляя, по данным за 2009 год, 33 % экспорта в денежном выражении (вместе с нефтепродуктами — 49 %). Кроме того, от уровня цен на нефть и нефтепродукты существенно зависят цены на третий основной компонент экспорта — природный газ:

Цены на поставку природного газа в Европу и другие страны привязаны, в основном, к мировым ценам на нефтепродукты и за счёт наличия опорного расчётного периода 6—9 месяцев подвержены менее резким изменениям по сравнению с колебаниями мировых цен на нефть.

Средние цены на газ, экспортируемый в страны БСС, ниже уровня цен для стран дальнего зарубежья. Газпром продолжает последовательную корректировку действующих соглашений со странами БСС с целью перехода на контрактные условия и ценовые механизмы, аналогичные применяемым в европейских странах.

— Отчет руководства ОАО «Газпром» за 2008 год

<…>известны два подхода, применяемых в Европе при определении цен на газ.

Один из них заключается в увязке газовых цен с ценой корзины альтернативных энергоносителей в каждой конкретной стране — угля, мазута, нефти.<…>

Другая формула определения цены на газ, который используется в долгосрочных контрактах на поставки газа, заключается в привязке ее к цене «корзины нефтепродуктов» на бирже в Роттердаме с временным лагом в девять месяцев.<…>

— Борис Кушнирук, «От чего зависит цена российского газа?»

Журнал «Финансовый эксперт» со ссылкой на Oil & Gas Journal указывал, что представление о необходимости поставки нефти на экспорт для обеспечения импорта продукции массового потребления является заблуждением. По этой оценке, даже если бы Россия вообще не поставляла нефть на экспорт в 2005 году, торговый баланс России был бы в профиците на $46 млрд.

Показатели экспорта нефти и нефтепродуктов и их место в платёжном балансе России по данным Банка России:

Год Экспорт сырой нефти Экспорт нефтепродуктов Экспорт всего Сальдо торгового баланса Сальдо счёта текущих операций
млрд. долл. США % млрд. долл. США % млрд. долл. США млрд. долл. США млрд. долл. США
1992 10,2 19,8 5,0 9,7 51,7 3,7 -0,1
1993 10,3 17,5 4,1 7,0 58,6 12,6 9,0
1994 10,5 15,5 4,1 6,1 67,4 16,9 7,8
1995 13,3 16,2 5,0 6,1 82,4 19,8 7,0
1996 15,9 17,7 7,5 8,4 89,7 21,6 10,8
1997 14,8 17,0 7,3 8,3 86,9 14,9 -0,1
1998 10,3 13,8 4,3 5,7 74,4 16,4 0,2
1999 14,2 18,7 5,4 7,2 75,6 36,0 24,6
2000 25,3 24,1 10,9 10,4 105,0 60,2 46,8
2001 25,0 24,5 9,4 9,2 101,9 48,1 33,9
2002 29,1 27,1 11,3 10,5 107,3 46,3 29,1
2003 39,7 29,2 14,1 10,3 135,9 59,9 35,4
2004 59,0 32,2 19,3 10,5 183,2 85,8 59,5
2005 83,4 34,2 33,8 13,9 243,8 118,4 84,6
2006 102,3 33,7 44,7 14,7 303,6 139,3 94,7
2007 121,5 34,3 52,2 14,7 354,4 130,9 77,8
2008 161,1 34,2 79,9 16,9 471,6 179,7 103,7
2009 100,6 33,2 48,1 15,9 303,4 111,6 49,0
pneftrf
Динамика первичной переработки нефти в России в 1992—2008 годах, в млн тонн

Показатели экспорта нефти и нефтепродуктов и их место в торговом балансе России по данным Федеральной таможенной службы:

Год Экспорт сырой нефти Экспорт нефтепродуктов Экспорт всего Сальдо торгового баланса
млрд. долл. США % млрд. долл. США % млрд. долл. США млрд. долл. США
2005 79,2 34,3 33,7 14,6 231,3 138,5
2006 96,7 33,5 44,2 15,3 288,9 158,2
2007 114,1 34,0 51,5 15,4 335,3 144,5
2008 151,7 34,1 78,3 17,6 444,5 188,1
2009 93,5 32,8 46,8 16,4 284,9 124,3

Добычей нефти занимаются несколько нефтяных компаний, крупнейшими из которых по результатам 2007 года являются ОАО «Роснефть», ОАО «Лукойл» и ОАО «ТНК-BP».

Нефтяная компания Чистая прибыль, млрд. долл.
2006 2007 4 кв. 2007 −
3 кв. 2008
Роснефть 3,5 12,9 13,3
Лукойл 7,5 9,5 13,0
ТНК-BP 6,4 5,7 8,3
Сургутнефтегаз 2,8 3,5 6,3
Газпром нефть 3,7 4,1 5,9
Татнефть 1,1 1,7 1,9
Славнефть 1,2 0,7 0,5
Башнефть 0,3 0,4 0,5
Итого для TOP-8 26,5 38,5 49,7

Экономия и альтернативы конвенциональной нефти

Резкий рост цен в 2003—2008 годах, а также ограниченность запасов конвенциональной нефти делают актуальными развитие технологий с уменьшенным потреблением нефтепродуктов, а также развитие альтернативных генерирующих мощностей не использующих продукты нефтепереработки.

Битуминозные (нефтяные) пески

Запасы нефти в битуминозных песках Альберты, Канада и в Ориноко, Венесуэла составляют соответственно 1,7 и 2,0 трлн баррелей, в то время как мировые запасы конвенциональной нефти на начало 2006 года оценивались в 1.1 трлн баррелей. Добыча нефти из битуминозных песков Альберты составила 1,126 Мб/д (млн. баррелей в день) в 2006. Планируется увеличить её до 3 Мб/д в 2020 и 5 Мб/д в 2030. Добыча нефти из битуминозных песков Ориноко составляет 0,5 Мб/д, а в 2010 году планируется нарастить её до 1 Мб/д. Вся мировая добыча нефти составляет около 84 Мб/д. Таким образом, хотя запасы битуминозных песков огромны, добыча нефти из них в обозримом будущем (согласно нынешним прогнозам) будет удовлетворять всего несколько процентов от мировых потребностей нефти. Проблема в том, что известные ныне технологии добычи нефти из битуминозных песков требуют большого количества пресной воды и суммарных энергозатрат, составляющих (по некоторым оценкам) около 2/3 энергетического потенциала добытой таким образом нефти  (см. EROEI — Energy Return on Energy Investment — «энергетическая отдача от затраченной энергии»). Другие исследователи оценивают энергозатраты как всего 1/5 энергетического потенциала добытой нефти .

Нефть из горючих сланцев

Горючие сланцы содержат 2,8-3,3 трлн баррелей извлекаемой нефти. Согласно исследованию компании RAND, производство нефти из сланцев в США станет прибыльным при цене 70-95 долларов за баррель. Этот порог пройден в 2007 году. Серьёзной проблемой является неэкологичность производства нефти из сланцев. Так, австралийский проект по производству нефти из сланцев был закрыт в 2004 году благодаря усилиям Гринписа.

Топливо из угля

Синтетический бензин и дизельное топливо из угля (см. Синтез Фишера — Тропша) производила нацистская Германия во время второй мировой войны. В ЮАР компания Sasol Limited производит синтетическое топливо из угля с 1955 года. В начале 2006 года в США рассматривались проекты строительства 9 заводов по непрямому сжижению угля суммарной мощностью 90—250 тыс. баррелей в день. Китай планирует инвестировать 15 млрд долларов до 2010—2015 гг. в строительство заводов по производству синтетического топлива из угля. Национальная Комиссия Развития и Реформ (NDRC) заявила, что суммарная мощность заводов по сжижению угля достигнет 16 млн тонн синтетического топлива в год, что составляет около 0,4 млн баррелей в день. Как и в случае нефти из сланцев, серьёзной проблемой получения топлива из угля является загрязнение окружающей среды, хотя и в меньших масштабах.

Газовые автомобили

Газовые автомобили работают на метане, пропане или бутане. По данным компании Дельта Авто, занимающейся переоборудованием автомобилей на газовое топливо, в России продажи газа автотранспорту растут на 20 % в год, а в Евросоюзе планируется к 2020 году перевести на газовое топливо 10 % автомобилей. Лидером в этой области является Аргентина, которая перевела 1,4 млн автомобилей на газовое топливо. Газовое топливо дешевле бензина, экологически чище и увеличивает срок службы автомобиля. Однако запасы природного газа тоже ограничены, и, по прогнозам, с 2020 года добыча природного газа начнёт падать.

Биотопливо

Лидером в использовании биотоплива является Бразилия, обеспечивающая 40 % своих потребностей в топливе за счёт спирта, благодаря высоким урожаям сахарного тростника и низкой стоимости рабочей силы. Биотопливо формально не приводит к выбросам парникового газа: в атмосферу возвращается углекислый газ (CO2), изъятый из неё в ходе фотосинтеза.

Однако резкий рост производства биотоплива требует больших территорий для посева растений. Эти территории или расчищаются путём сжигания лесов (что приводит к огромным выбросам углекислого газа в атмосферу), или появляются за счёт фуражных и пищевых культур (что приводит к росту цен на продовольствие).

Кроме того, выращивание сельскохозяйственных культур требует больших затрат энергии. Для многих культур EROEI (отношение полученной к потраченной энергии) лишь немного превышает единицу или даже ниже её. Так, у кукурузы EROEI составляет всего 1,5. Вопреки распространённому мнению, это верно не для всех культур: так, у сахарного тростника коэффициент EROEI составляет 8, у пальмового масла 9.

Общее производство биотоплива (биоэтанола и биодизеля) в 2005 году составило около 40 млрд л.

В марте 2007 года японские учёные предложили производить биотопливо из морских водорослей.

По мнению некоторых учёных, массовое использование двигателей на этаноле (не путать с биодизелем) увеличит концентрацию озона в атмосфере, что может привести к росту числа респираторных заболеваний и астмы.

Гибридные автомобили

Электромобили

Израиль, Дания и Португалия уже подписали с компаниями Renault и Nissan соглашения о создании сети заправок для электромобилей. Продажа электромобилей начнётся в 2011 году. Недостатками электромобилей являются: высокая цена, необходимость часто заряжать аккумуляторы и проблема утилизации аккумуляторов, а достоинством — то, что они не загрязняют воздух в городах (хотя для выработки электроэнергии, возможно, приходится загрязнять атмосферу).

Близки к электромобилям и автомобили с водородным двигателем. Водород получают из воды электролизом, таким образом, водородные баллоны — фактически способ сохранять электроэнергию. Кроме того, водородные двигатели, как и электромобили, не загрязняют атмосферу, выделяя туда лишь воду. Недостатком водородных двигателей является необходимость огромного топливного бака, потому что водород — очень лёгкий газ.

Как электромобили, так и автомобили с водородными двигателями требуют большого количества электроэнергии.