Hoe werkt een oliebron?

Olie is een van de meer veelzijdige zelfstandige naamwoorden in de Engelse taal. Afhankelijk van uw recente ervaring en de aard van uw dagelijks leven, kan het horen van het woord u oproepen: afbeeldingen van roerbakken, agressief bruinen of de "dikke" en "aardse" geur van een autoreparatie winkel.

Maar tegenwoordig heeft olie - ooit "zwart goud" genoemd als een knipoog naar het onvermijdelijke enorme fortuin van iedereen die in de afgelopen eeuwen een aanzienlijk olieveld heeft ontdekt - een slechte reputatie.

Dankzij fossiele brandstoffen kon de menselijke beschaving een ongekende technologische en industriële wereldwijde sprong maken vooruitgaand vanaf de 19e eeuw, maar olie en zijn oude op koolstof gebaseerde neven zijn een soort paria's vandaag. Dit komt omdat er onweerlegbaar bewijs is verzameld om aan te tonen dat olie, ondanks al zijn waarde, niet alleen in de transportsector, maar ook elke andere menselijke inspanning, is ernstig schadelijk voor het milieu wanneer: verbrand.

Wat uw ideeën ook zijn over hoe u het beste kunt voorzien in de energiebehoeften van een wereld met een bevolking van meer dan 7 miljard in 2019, iedereen die ooit een oliebron heeft gezien, zelfs uit een afstand, kan het niet helpen, maar waardeer de pure technische triomf die betrokken is bij het uit de grond pompen van iets dat niet alleen diep in de rots is, maar in rots onder de oceaanbodem zelf. Oliebronnen zijn er in verschillende soorten en hebben een kleurrijkere geschiedenis dan je zou verwachten.

"Olie" kan verwijzen naar een aantal verschillende stoffen die bij kamertemperatuur niet-polair en vloeibaar zijn. Veel soorten olie leveren voedingsenergie. Ze lossen niet op in water (daarom is olie moeilijk schoon te maken met alleen water), omdat hun lange chemische waterstof-koolstofketens hydrofoob zijn ("watervrezend"). "Olie" in de huidige context verwijst naar het spul dat in significante concentraties wordt gevonden in het Midden-Oosten, voor de kust van Venezuela, Noord-Amerika en enkele andere regio's.

Olie (ook gewoonlijk petroleum genoemd, van het Latijn van 'petra' of steen, en oleum of olie is een van de drie primaire fossiele brandstoffen, de naam die wordt gegeven aan stoffen die gedurende vele miljoenen jaren zijn gevormd uit levende materialen, maar niet uit echte fossielen. De andere twee soorten zijn: natuurlijk gas en steenkool. Gezamenlijk wordt verwacht dat fossiele brandstoffen na 2050 in het overgrote deel van de wereldenergievoorziening zullen voorzien, ondanks welbespraakte bezorgdheid van wetenschappers en milieugroeperingen over de opwarming van de aarde die deels het gevolg is van hun verbranding.

Elektriciteit, verwarming en transport kunnen worden beschouwd als de belangrijkste toepassingen van olie en zijn cohorten, maar de bereik van fossiele brandstoffen reikt tot ver in de productie, voedselbereiding, cosmetica en andere industrieën, zoals goed.

Vanaf 2018 liep olie voor op aardgas, wat een groter aandeel bijdroeg aan het Amerikaanse energieverbruik, aangezien olie stond op 36 procent tot 31 procent voor aardgas (en 13 procent voor steenkool, waardoor fossiele brandstoffen verantwoordelijk zijn voor 80 procent van de Amerikaanse brandstof verbruikt). De toename van het gebruik van de boortechniek die bekend staat als hydraulisch breken, of 'fracking', om aardgas uit de grond te winnen, leidde in de jaren negentig tot een stijging van het verbruik van die brandstof.

Alles wijst erop dat er in de nabije toekomst veel vraag zal zijn naar goed functionerende oliebronnen. Zoals opgemerkt, leverde aardolie vanaf 2018 36 procent van de Amerikaanse energiebehoefte en leverde het bijna de helft van alle energie op die afkomstig was van fossiele brandstoffen. Deze "interne" cijfers waren onderhevig aan snelle verschuivingen in het eerste vijfde van de 21e eeuw, maar over het algemeen waren fossiele brandstoffen zouden naar verwachting nagenoeg hetzelfde aandeel in het energieverbruik vertegenwoordigen, zowel in eigen land als wereldwijd in 2040.

• In 2017 stroomden de VS door bijna 20 miljoen 44-gallon vaten ruwe olie per dag. Dat is 880 miljoen gallons, of meer dan twee en een halve gallon per persoon.

Olie wordt gebruikt – en voorlopig in de meeste gevallen nodig – om voertuigen te verplaatsen. (Laat u niet in de war brengen door de terminologie: het spul dat 'benzine' wordt genoemd, komt van aardolie, terwijl aardgas is iets heel anders.) Het wordt ook rechtstreeks gebruikt om gebouwen te verwarmen en te produceren elektriciteit. In de productie gebruikt de petrochemische industrie aardolie als grondstof om producten te maken zoals kunststoffen, oplosmiddelen en andere goederen.

In tegenstelling tot de komst van de telefoon, menselijke harttransplantatie of de draadloze radio, is er niemand aan wie kan worden toegeschreven dat hij "de" uitvinder van de oliebron is.

In China werden ver terug in de tijd oliebronnen geboord met bamboe 347 vGT, en dit waren ambitieuze projecten: met deze technologie werden diepten tot 800 voet bereikt. Het was pas in de jaren 1500 of zo dat olie uit de grond werd gebruikt in de lampen van de dag.

De eerste oliebronnen bereikten Europa, Canada en de VS in de jaren 1850, gedreven door de belofte van de ontluikende Industriële revolutie die vertrouwde op voorheen onvoorstelbare hoeveelheden energieproductie om haar eigen te ondersteunen ontluikende groei.

In de loop van de 20e eeuw heeft de introductie van stoomterugwinningspraktijken, horizontaal boren en tenslotte automatisering bleef groeien en vormde het extractie-aspect van de bloeiende olie-industrie. Meer productie betekent meer en meer capabele putten, en dit is het resultaat geweest, samen met enkele misschien voorspelbare "zwarte ogen" op de industrie.

• Met ingang van 2016 waren alleen al in de Verenigde Staten meer dan 1.500 oliemaatschappijen opgericht.

Hoe bevindt olie zich eigenlijk voordat het uit de grond wordt gehaald en hoe bepalen petrochemische ingenieurs? of een gelokaliseerde olievoorraad de kosten waard is om het op welke manier dan ook uit de grond te halen? makkelijkste? Hoewel de meeste aandacht voor oliebronnen natuurlijk op hun zichtbare functie ligt, begrijpen maar weinig mensen hoe iemand weet waar deze imposante bouwwerken in de eerste plaats moeten worden neergezet.

Een bijzonder weinig bekende functie over oliewinning: hoewel het waar is dat het is gevonden ondergronds, het is niet zo dat het bestaat in handige poelen of reservoirs of zelfs stromen, zoals sap in een boom. Voor het grootste deel moet het worden verwijderd uit het binnenste van echte rotsen, zij het grote. (Stel je voor dat je een grote kaakoperatie moet ondergaan om een ​​enkele lastige tand te laten trekken.)

Gelukkig voor de olie-industrie doet de natuur veel van het werk om olie beschikbaar te maken door een deel ervan uit de rotsen te duwen, die vaak onder ongelooflijke interne druk. Hierdoor kunnen menselijke oliezoekers een spoor vinden naar de belangrijkste bron die zich dieper in de aarde bevindt.

Een oliebrondiagram is vereist om het materiaal hier goed te volgen, aangezien de meeste mensen de meeste terminologie niet kennen.

Elke oliebron moet worden geboord voordat apparatuur rond het gat kan worden geplaatst, en dit is wat wordt bedoeld met de term "booreilandNadat deze zware boring is gebruikt om een ​​gat te maken van ongeveer 15 cm tot 90 cm breed, worden de zijkanten van de put versterkt met een omhulsel dat in lagen is gemaakt van verschillende materialen.

Het pompapparaat voor de oliebron bevindt zich boven de bovenkant van de put, waar de van onderaf verwijderde olie naar één kant wordt geleid. Dit "productie boom" lijkt een beetje op een paard vanaf de zijkant en heeft componenten met bijpassende namen. Het hoofdstel verbindt de stang die verticaal naar beneden in de put duwt met het "hoofd" van het paard, dat de kracht horizontaal langs een loopbalk omleidt. Een reeks ingewikkelde niveaus, katrollen en tandwielen leidt naar de krachtbron, de bron van mechanische kracht aan het andere uiteinde van de productieboom.

Er worden tegenwoordig twee hoofdtechnieken gebruikt om oliebronnen te boren. In horizontaal boren, het idee is om olie te winnen die toevallig in een meestal zijwaartse richting ten opzichte van de grond is georiënteerd. Dit is de situatie die het vaakst wordt waargenomen in gesteenteschalie vanwege de manier waarop het gesteente zelf wordt gevormd (het heeft de neiging om zijwaarts te breken onder hoge druk).

Een horizontale booreenheid heeft een J-vormig patroon, wat betekent dat de operators eerst moeten uitzoeken hoe ver ze recht naar beneden moeten boren voordat ze meer horizontaal gaan (geen bocht van 90 graden). Zodra deze diepte is vastgesteld, is de volgende stap het vinden van de juiste hoek om de toegang tot de olie onder en aan één kant te optimaliseren.

Bij hydraulisch breken ("fracken"), een nieuwere techniek die aan het einde van de 20e eeuw van de grond kwam, een vloeistof onder hoge druk die zand en ander ruw materiaal wordt door eerder geboorde boorputten gepompt, zoals de eerder genoemde horizontale boring putten. Ondanks het succes van fracking vanuit het oogpunt van efficiëntie, hebben de ecologische gevolgen het tot een doelwit van milieugroeperingen gemaakt.

Bijvoorbeeld meer dan 90 procent van de vloeistof die nodig is voor fracken blijft in de grond nadat het daar is geplaatst, en de behoefte aan water is buitengewoon hoog. Andere zorgen zijn onder meer blootstelling aan toxines, grondwater en verontreiniging en de verlaging van de lokale luchtkwaliteit.

De meeste eerdere modellen die als onderdeel van het huidige oliebrontijdperk werden beschouwd, waren A-frame-installaties, die vandaag de dag nog steeds worden gebruikt, meestal in verkenningsmissies. Er zijn boren met grote diameter (grote boring) die worden gebruikt in situaties waarin chirurgische precisie geen probleem is.

Het type boor (het eigenlijke boorgedeelte van een boorgereedschap) dat wordt gebruikt, is afhankelijk van de plaatselijke omstandigheden onder de grond, voor zover deze bekend zijn of voorspeld kunnen worden. Als een monster uit een bepaald gebied bijvoorbeeld veel grondwater bevat, wordt waarschijnlijk een holle boor gekozen. De evaluatie- en boorprocessen verschillen eigenlijk alleen qua schaal van het besluit wat voor soort schop je moet gebruiken om een ​​paalgat in je achtertuin te graven.

Zoals je misschien al geraden hebt, kwamen er onderweg draagbare olieboorplatforms in beeld, en een gewoon model weegt een flinke maar beheersbare 265 pond of zo. Deze kunnen indien nodig op vrachtwagens worden gemonteerd.

Op 20 april 2010, een booreiland genaamd Diep water horizon, gelegen voor de Golf van Mexico, in de buurt van de zuidoostkust van de Verenigde Staten, explodeerde, waarbij 11 arbeiders omkwamen. In de drie maanden die volgden voordat de ingenieurs van de eigenaar van het booreiland, British Petroleum (BP), de beschadigde Macondo ruim onder de grond konden afdekken het tuig, vond naar schatting 4 miljoen gallons ruwe olie zijn weg naar de oceaan, waardoor dit het ergste ongeluk in zijn soort in termen van pure schaal.

Talloze rechtszaken volgden in de nasleep van de explosie, waarvan de ecologische effecten ernstig waren en een decennium later nog steeds werden geëvalueerd. Wanneer dergelijke ongelukken zich voordoen, wordt het afdekken van de beschadigde put een logistieke nachtmerrie vanwege zowel het feit dat ze onder water zijn als de fantastische druk in het spel.

Als je een korte film in cartoonstijl wilt zien van een oliebron in werking, bekijk dan de bronnen voor een YouTube-video waarin dit precies wordt weergegeven. Ze zijn misschien groot en onhandig, maar oliebronnen zijn elegante en ingewikkelde machines, ondanks de gevolgen van hun ijverige inzet.