Wie funktioniert eine Ölquelle?

Öl gehört zu den vielseitigeren Substantiven in der englischen Sprache. Abhängig von Ihrer jüngsten Erfahrung und der Art Ihres Alltags kann das Hören des Wortes Bilder von Pfannengerichten, aggressivem Bräunen oder dem "dicken" und "erdigen" Geruch einer Autoreparatur Geschäft.

Aber heute hat Öl – einst als Anspielung auf das unvermeidliche riesige Vermögen eines jeden, der in den vergangenen Jahrhunderten ein großes Ölfeld entdeckte – als „schwarzes Gold“ bezeichnet, einen schlechten Ruf.

Fossile Brennstoffe ermöglichten der menschlichen Zivilisation einen beispiellosen technologischen und industriellen weltweiten Sprung ab dem 19. Jahrhundert vorwärts, aber Öl und seine alten kohlenstoffbasierten Cousins ​​​​sind eine Art Paria heute. Dies liegt daran, dass sich unwiderlegbare Beweise dafür angesammelt haben, dass Öl bei all seinem Wert nicht nur in den Transportsektor, aber auch jede andere menschliche Anstrengung, ist ernsthaft schädlich für die Umwelt, wenn verbrannt.

Was auch immer Ihre Ideen sein mögen, wie Sie den Energiebedarf einer Welt mit einer Bevölkerung von mehr als 7 Milliarden Menschen (Stand 2019) am besten decken können, jeder, der jemals eine Ölquelle gesehen hat, sogar von einem Entfernung, kann nicht umhin, den reinen technischen Triumph zu schätzen, der damit verbunden ist, etwas aus dem Boden zu pumpen, das sich nicht nur tief im Gestein befindet, sondern auch im Gestein unter dem Meeresboden selbst. Ölquellen gibt es in einer Vielzahl verschiedener Typen und haben eine buntere Geschichte, als Sie vielleicht erwarten.

"Öl" kann sich auf eine Reihe verschiedener Substanzen beziehen, die bei Raumtemperatur unpolar und flüssig sind. Viele Arten von Öl liefern Nahrungsenergie. Sie lösen sich nicht in Wasser auf (weshalb Öl nur mit Wasser nur schwer zu reinigen ist), da ihre langen chemischen Wasserstoff-Kohlenstoff-Ketten hydrophob sind ("Wasser fürchten"). "Öl" bezieht sich im vorliegenden Kontext auf das Material, das in erheblichen Konzentrationen im Nahen Osten, vor der Küste Venezuelas, Nordamerikas und einigen anderen Regionen vorkommt.

Öl (auch Petroleum genannt, aus dem Lateinischen von „Petra“ oder Gestein, und Oleum oder Öl ist eines von drei primären fossile Brennstoffe, die Bezeichnung für Substanzen, die über viele Millionen Jahre aus lebenden Materialien gebildet wurden, jedoch nicht aus echten Fossilien. Die anderen beiden Arten sind Erdgas und Kohle. Zusammengenommen wird erwartet, dass fossile Brennstoffe den größten Teil der weltweiten Energieversorgung über 2050 hinaus decken, obwohl laute Bedenken von Wissenschaftlern und Umweltgruppen über die planetarische Erwärmung, die teilweise auf ihre Verbrennung.

Elektrizität, Wärme und Verkehr könnten als die Hauptverwendungszwecke von Öl und seinen Kohorten angesehen werden, aber die Reichweite fossiler Brennstoffe reicht weit in die verarbeitende Industrie, Lebensmittelzubereitung, Kosmetik und andere Industrien Gut.

Ab 2018 lag Öl vor Erdgas, das einen größeren Anteil am US-Energieverbrauch hatte, als Öl lag bei 36 bis 31 Prozent für Erdgas (und 13 Prozent für Kohle, wodurch fossile Brennstoffe für 80 Prozent des US-Brennstoffs verantwortlich sind). verbraucht). Die zunehmende Verwendung der Bohrtechnik, bekannt als hydraulisches Fracking, oder "Fracking", um Erdgas aus dem Boden zu gewinnen, löste ab den 1990er Jahren einen Anstieg des Verbrauchs dieses Kraftstoffs aus.

Alles deutet darauf hin, dass auf absehbare Zeit ein hoher Bedarf an funktionstüchtigen Ölquellen bestehen wird. Wie bereits erwähnt, lieferte Erdöl im Jahr 2018 36 Prozent des amerikanischen Energiebedarfs und lieferte fast die Hälfte der gesamten Energie aus fossilen Brennstoffen. Diese "inneren" Figuren waren im ersten Fünftel des 21. Kraftstoffe dürften sowohl im Inland als auch weltweit nahezu den gleichen Anteil am Energieverbrauch ausmachen 2040.

• Im Jahr 2017 förderten die USA fast 20 Millionen 44-Gallonen-Barrel Rohöl pro Tag. Das sind 880 Millionen Gallonen oder über zweieinhalb Gallonen pro Person.

Öl wird verwendet – und derzeit in den meisten Fällen benötigt – um Fahrzeuge zu bewegen. (Lassen Sie sich nicht von der Terminologie verwirren: Das Zeug namens "Benzin" stammt aus Erdöl, während Erdgas ist etwas ganz anderes.) Es wird auch direkt verwendet, um Gebäude zu heizen und zu produzieren Elektrizität. In der verarbeitenden Industrie verwendet die petrochemische Industrie Erdöl als Rohstoff zur Herstellung von Produkten wie Kunststoffen, Lösungsmitteln und anderen Gütern.

Im Gegensatz zum Aufkommen des Telefons, der menschlichen Herztransplantation oder des drahtlosen Funks gibt es niemanden, der als "der" Erfinder der Ölquelle angesehen werden kann.

In China wurden schon vor langer Zeit Ölquellen mit Bambus gebohrt 347 v. Chr., und das waren ambitionierte Projekte: Mit dieser Technologie wurden Tiefen von bis zu 800 Fuß erreicht. Erst im 16. Jahrhundert oder so wurde Öl aus dem Boden in den Lampen der Zeit verwendet.

Die ersten Ölquellen erreichten in den 1850er Jahren Europa, Kanada und die USA, angetrieben durch das Versprechen des aufkommenden Industrielle Revolution, die auf bisher unvorstellbare Mengen an Stromproduktion angewiesen war, um ihre eigene zu erhalten aufkeimendes Wachstum.

Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurde die Einführung von Dampfrückgewinnungspraktiken, Horizontalbohrungen und schlussendlich Computerisierung wuchs weiter und prägte den Förderaspekt der boomenden Ölindustrie. Mehr Produktion bedeutet immer leistungsfähigere Bohrlöcher, und dies war das Ergebnis, zusammen mit einigen vielleicht vorhersehbaren "blauen Augen" auf die Industrie.

• Bis 2016 waren allein in den Vereinigten Staaten über 1.500 Ölgesellschaften gegründet worden.

Wie wird Öl tatsächlich lokalisiert, bevor es aus dem Boden entfernt wird, und wie bestimmen Petrochemie-Ingenieure? ob ein lokalisierter Ölvorrat den Aufwand wert ist, ihn mit welchen Mitteln auch immer aus dem Boden zu ziehen am einfachsten? Während die meiste Aufmerksamkeit für Ölquellen natürlich ihrer sichtbaren Funktion gilt, verstehen nur wenige Menschen, woher diese imposanten Strukturen überhaupt kommen.

Ein besonders wenig bekanntes Merkmal über die Ölförderung: Es stimmt zwar, dass es gefunden wurde unterirdisch, es ist nicht so, dass es in praktischen Becken oder Stauseen existiert oder sogar fließt, wie Saft in einem Baum. Zum größten Teil muss es aus dem Inneren von echten Gesteinen, wenn auch großen, entfernt werden. (Stellen Sie sich vor, Sie müssten sich einer größeren Kieferoperation unterziehen, um einen einzelnen problematischen Zahn ziehen zu lassen.)

Zum Glück für die Ölindustrie leistet die Natur einen Großteil der Arbeit, um Öl verfügbar zu machen, indem sie einen Teil davon aus den Felsen drückt, die oft untergehen unglaublicher innerer druck. Dies ermöglicht es menschlichen Ölsuchern, eine Spur zu der Hauptquelle zu finden, die sich tiefer in der Erde befindet.

Ein Ölbohrlochdiagramm ist erforderlich, um dem Material hier richtig zu folgen, da die meisten Begriffe den meisten Menschen unbekannt sind.

Jede Ölquelle muss gebohrt werden, bevor Ausrüstung um das Bohrloch herum angeordnet werden kann, und das ist mit dem Begriff "Bohrgerät." Nachdem diese schwere Bohrung verwendet wurde, um ein Loch mit einer Breite von etwa sechs Zoll bis drei Fuß zu schaffen, werden die Seiten des Bohrlochs mit einem Futterrohr aus verschiedenen Materialien in Schichten verstärkt.

Die Ölbohrlochpumpenvorrichtung sitzt über der Oberseite des Bohrlochs, wobei das von unten entnommene Öl zu einer Seite geleitet wird. Diese "Produktionsbaum" sieht von der Seite ein wenig wie ein Pferd aus und hat Komponenten mit passenden Namen. Das Zaumzeug verbindet die senkrecht nach unten in die Mulde drückende Stange mit dem "Kopf" des Pferdes, der die Kraft horizontal entlang eines Hubbalkens umleitet. Eine Reihe ausgeklügelter Ebenen, Riemenscheiben und Zahnräder führt zur Antriebsmaschine, der mechanischen Kraftquelle am gegenüberliegenden Ende des Produktionsbaums.

Zwei Haupttechniken werden heute verwendet, um Ölquellen zu bohren. Im horizontales Bohren, ist die Idee, Öl zu fördern, das in Bezug auf den Boden zufällig hauptsächlich seitwärts ausgerichtet ist. Dies ist die am häufigsten beobachtete Situation bei Gesteinsschiefer aufgrund der Art und Weise, wie sich das Gestein selbst bildet (es neigt dazu, unter hohem Druck seitlich zu brechen).

Eine horizontale Bohreinheit hat ein J-förmiges Muster, was bedeutet, dass die Bediener zuerst herausfinden müssen, wie weit sie gerade nach unten bohren, bevor sie horizontaler fahren (keine 90-Grad-Kurve). Sobald diese Tiefe ermittelt ist, besteht der nächste Schritt darin, den richtigen Winkel zu finden, um den Zugang zum Öl unten und zu einer Seite zu optimieren.

Beim Hydrofracking ("Fracking"), eine neuere Technik, die Ende des 20. Jahrhunderts auf den Markt kam, unter hohem Druck stehende Flüssigkeit, die Sand und. enthält anderes Rohmaterial wird durch zuvor gebohrte Bohrlöcher gepumpt, wie z Brunnen. Trotz des Erfolges von Fracking unter Effizienzgesichtspunkten ist es aufgrund seiner ökologischen Folgen zum Ziel von Umweltgruppen geworden.

Zum Beispiel über 90 Prozent der für das Fracking benötigten Flüssigkeit verbleibt nach dem Einbringen im Boden, und der Wasserbedarf ist außerordentlich hoch. Weitere Bedenken betreffen die Belastung durch Toxine, Grundwasser und Kontamination sowie die Verringerung der lokalen Luftqualität.

Die meisten der früheren Modelle, die als Teil der aktuellen Ölquellen-Ära angesehen wurden, waren A-Frame-Rigs, die noch heute hauptsächlich in Erkundungsmissionen verwendet werden. Es gibt Bohrer mit großem Durchmesser (großer Bohrung), die in Situationen verwendet werden, in denen chirurgische Präzision kein Problem darstellt.

Der verwendete Bohrertyp (das eigentliche Bohrteil eines Bohrwerkzeugs) hängt von den örtlichen Gegebenheiten unter Tage ab, sofern diese bekannt oder vorhersehbar sind. Wenn eine Probe aus einem bestimmten Gebiet beispielsweise einen hohen Grundwassergehalt aufweist, wird wahrscheinlich eine Hohlschnecke gewählt. Die Auswertungs- und Bohrprozesse unterscheiden sich wirklich nur im Maßstab von Ihrer Entscheidung, mit welcher Art von Schaufel Sie ein Pfostenloch in Ihrem Garten graben.

Wie Sie vielleicht erraten haben, kamen tragbare Ölbohrinseln auf dem Weg ins Bild, und ein gewöhnliches Modell wiegt beträchtliche, aber überschaubare 265 Pfund oder so. Diese können bei Bedarf auf LKWs montiert werden.

Am 20. April 2010 wurde eine Bohrinsel namens Tiefwasserhorizont, vor dem Golf von Mexiko, an der Südostküste der Vereinigten Staaten gelegen, explodierte und tötete 11 Arbeiter. In den folgenden drei Monaten konnten die Ingenieure des Eigentümers der Bohrinsel, British Petroleum (BP), den beschädigten Macondo deutlich darunter deckeln der Bohrinsel gelangten schätzungsweise 4 Millionen Gallonen Rohöl in den Ozean, was dies zum schlimmsten Missgeschick seiner Art in Bezug auf die Reinheit machte Rahmen.

Unzählige Klagen folgten auf die Explosion, deren ökologische Auswirkungen gravierend waren und noch ein Jahrzehnt später bewertet werden. Wenn solche Pannen passieren, wird das Verschließen des beschädigten Bohrlochs zu einem logistischen Albtraum, da es sich sowohl unter Wasser befindet als auch aufgrund des fantastischen Drucks.

Wenn Sie einen Kurzfilm im Cartoon-Stil über eine Ölquelle in Betrieb sehen möchten, finden Sie in den Ressourcen ein YouTube-Video, das genau dies zeigt. Sie mögen groß und unhandlich aussehen, aber Ölquellen sind elegante und ausgeklügelte Maschinen, ungeachtet der Konsequenzen ihres eifrigen Einsatzes.