Cum funcționează o fântână de petrol?

Ulei este printre substantivele mai versatile din limba engleză. În funcție de experiența dvs. recentă și de natura vieții de zi cu zi, auzirea cuvântului ar putea evoca imagini de gătit prăjit, bronzare agresivă sau mirosul „gros” și „pământesc” al unei reparații automate magazin.

Dar astăzi, petrolul - pe vremuri supranumit „aurul negru” ca o încuviințare a inevitabilei uriașe averi a oricui a descoperit un câmp petrolier considerabil în secolele trecute - are o reputație proastă.

Combustibilii fosili au permis civilizației umane să facă un salt tehnologic și industrial fără precedent la nivel mondial înainte începând cu secolul al XIX-lea, totuși petrolul și verii săi antici pe bază de carbon sunt pariați de un fel azi. Acest lucru se datorează faptului că s-au montat dovezi incontestabile pentru a arăta că petrolul, cu toată valoarea sa, nu numai în sectorul transporturilor, dar orice alt efort uman, de asemenea, dăunează grav mediului atunci când ars.

Oricare ar fi ideile dvs. despre cum să abordați cel mai bine nevoile energetice ale unei lumi cu o populație care depășește 7 miliarde începând din 2019, oricine a văzut vreodată o fântână de petrol, chiar și dintr-o la distanță, nu pot să nu aprecieze triumful ingineresc implicat în pomparea a ceva din pământ care nu este doar adânc în roci, ci în roca de sub fundul oceanului în sine. Fântânile de petrol vin într-o varietate de tipuri diferite și au o istorie mai colorată decât v-ați putea aștepta.

„Uleiul” se poate referi la o serie de substanțe diferite care sunt nepolare și lichide la temperatura camerei. Multe tipuri de ulei furnizează energie nutrițională. Nu se dizolvă în apă (motiv pentru care uleiul este greu de curățat folosind doar apa), deoarece lanțurile lor chimice lungi de hidrogen-carbon sunt hidrofobe („temându-se de apă”). „Petrolul” în contextul actual se referă la lucrurile care se găsesc în concentrații semnificative în Orientul Mijlociu, în largul coastei Venezuelei, Americii de Nord și în alte câteva regiuni.

Petrolul (denumit în mod obișnuit petrol, din latinescul „petra” sau stâncă, iar oleum sau petrol este unul dintre cele trei elemente principale combustibili fosili, denumirea dată substanțelor formate de-a lungul multor milioane de ani din materiale vii, deși nu din fosile propriu-zise. Celelalte două tipuri sunt gaz natural și cărbune. Împreună, combustibilii fosili sunt de așteptat să furnizeze marea majoritate a aprovizionării cu energie a lumii după 2050, în ciuda faptului că îngrijorări volubile din partea oamenilor de știință și a grupurilor de mediu referitoare la încălzirea planetară care rezultă în parte din acestea combustie.

Electricitatea, încălzirea și transportul ar putea fi considerate principalele utilizări ale petrolului și ale cohortelor sale, dar acoperirea combustibililor fosili se extinde mult în industria prelucrătoare, prepararea alimentelor, produsele cosmetice și alte industrii precum bine.

Începând cu 2018, petrolul a fost înaintea gazelor naturale, ceea ce a contribuit la o cotă mai mare la consumul de energie din SUA, ca petrol s-a situat la 36 la sută la 31 la sută pentru gazele naturale (și 13 la sută pentru cărbune, făcând combustibilii fosili responsabili pentru 80 la sută din combustibilul SUA consumat). Creșterea utilizării tehnicii de foraj cunoscută sub numele de fracturare hidraulică, sau „fracking”, pentru a extrage gazul natural din pământ, a declanșat o creștere a consumului de combustibil începând din anii '90.

Toate indicațiile indică faptul că va exista o cerere mare pentru funcționarea corespunzătoare a puțurilor de petrol în viitorul apropiat. După cum sa menționat, petrolul a furnizat 36% din necesarul energetic american din 2018 și a produs aproape jumătate din toată energia derivată din combustibili fosili. Aceste cifre „interne” au fost supuse unor schimbări rapide în prima cincime a secolului 21, dar, în general, fosile combustibilii erau de așteptat să reprezinte practic aceeași cotă din consumul de energie atât pe plan intern, cât și la nivel global în 2040.

• În 2017, SUA au alimentat aproape 20 de milioane de barili de 44 galoane de țiței pe zi. Adică 880 de milioane de galoane, sau peste două galoane și jumătate de persoană.

Uleiul este utilizat - și, pentru moment, în majoritatea cazurilor este necesar - pentru deplasarea vehiculelor. (Nu vă lăsați confundați de terminologie: lucrurile numite „benzină” provin din petrol, în timp ce gazul natural este cu totul altceva.) Este, de asemenea, utilizat direct pentru încălzirea clădirilor și producerea acestora electricitate. În industria prelucrătoare, industria petrochimică folosește petrolul ca materie primă pentru a produce produse precum plastic, solvenți și alte bunuri.

Spre deosebire de apariția telefonului, a transplantului de inimă umană sau a radioului fără fir, nu există o persoană care să poată fi creditată ca fiind „inventatorul” puțurilor de petrol.

Fântânile de petrol erau forate cu bambus în China încă din trecut 347 î.e.n., și acestea au fost proiecte ambițioase: adâncimi de până la 800 de picioare au fost atinse folosind această tehnologie. Abia în anii 1500 sau așa ceva, uleiul luat de la sol a fost folosit în lămpile zilei.

Primele fântâni de petrol au ajuns în Europa, Canada și SUA în anii 1850, conduse de promisiunea celor nașteri Revoluția industrială care s-a bazat pe cantități de neimaginat anterior de producție de energie pentru a-și susține propria creșterea în plină dezvoltare.

De - a lungul secolului al XX - lea, introducerea practici de recuperare a aburului, foraj orizontal și, în sfârșit computerizare a continuat să crească și să modeleze aspectul extracției industriei petroliere în plină expansiune. Mai multă producție înseamnă puțuri din ce în ce mai capabile, iar acesta a fost rezultatul, alături de niște „ochi negri” probabil previzibili asupra industriei.

• Începând din 2016, peste 1.500 de companii petroliere fuseseră constituite doar în Statele Unite.

Cum este localizat de fapt petrolul înainte de a fi îndepărtat de la sol și cum determină inginerii petrochimici dacă un depozit localizat de petrol merită cheltuiala cu retragerea acestuia de la sol prin orice mijloace este cel mai ușor? În timp ce cea mai mare atenție acordată puțurilor de petrol rezidă în mod natural în funcția lor vizibilă, puțini oameni înțeleg cum știe cineva unde să pună aceste structuri impunătoare în primul rând.

O caracteristică deosebit de puțin cunoscută despre extracția petrolului: Deși este adevărat că a fost găsită subteran, nu este cazul să existe în bazine sau rezervoare convenabile sau chiar în debituri, cum ar fi sapă într-un copac. În cea mai mare parte, trebuie să fie îndepărtat din interiorul rocilor reale, deși mari. (Imaginați-vă că trebuie să aveți o intervenție chirurgicală majoră a maxilarului pentru a extrage un singur dinte supărător.)

Din fericire pentru industria petrolieră, natura face o mare parte din munca de a pune la dispoziție petrolul împingând o parte din acesta din pietre, care adesea intră sub presiune internă incredibilă. Acest lucru permite persoanelor care caută petrol să găsească o pistă către sursa principală situată mai adânc pe Pământ.

O diagramă a puțului de petrol este necesară pentru a urmări în mod corespunzător materialul de aici, deoarece majoritatea terminologiei este necunoscută pentru majoritatea oamenilor.

Fiecare puț de petrol trebuie să fie forat înainte ca echipamentele să poată fi aranjate în jurul găurii, iar acest lucru se înțelege prin termenul „instalație de foraj"După ce acest foraj greu este folosit pentru a crea o gaură de la aproximativ șase centimetri la trei picioare lățime, părțile laterale ale puțului sunt întărite cu carcasă realizată din diverse materiale în straturi.

Aparatul de pompare a puțului de ulei se află deasupra vârfului puțului, unde uleiul îndepărtat de jos este direcționat într-o parte. Acest "arborele de producție„arată un pic ca un cal din lateral și are componente cu nume pe măsură. Frida conectează tija împingând vertical în puț în „capul” calului, care redirecționează forța orizontal de-a lungul unei grinzi de mers. O serie de niveluri elaborate, scripeți și angrenaje duc la motorul principal, sursa puterii mecanice la capătul opus al arborelui de producție.

Două tehnici principale sunt folosite astăzi pentru forarea puțurilor de petrol. În foraj orizontal, ideea este de a extrage ulei care se întâmplă să fie orientat în cea mai mare parte lateral în raport cu solul. Aceasta este situația observată cel mai frecvent în șistul rocilor din cauza modului în care se formează roca în sine (tinde să se fractureze lateral sub presiune ridicată).

O unitate de găurire orizontală are un model în formă de J, ceea ce înseamnă că operatorii săi trebuie să-și dea seama mai întâi până unde să foreze drept înainte de a merge mai mult pe orizontală (nu o virare de 90 de grade). Odată ce această adâncime este stabilită, următorul pas este găsirea unghiului potrivit pentru a optimiza accesul la uleiul de mai jos și pe o parte.

În fracturarea hidraulică ("fracking"), o tehnică mai nouă care a decolat la sfârșitul secolului al XX-lea, fluid foarte presurizat care conține nisip și alt material brut este pompat prin găuri de sondă forate anterior, cum ar fi forajul orizontal menționat anterior fântâni. În ciuda succesului fracking-ului din punct de vedere al eficienței, consecințele sale ecologice l-au făcut o țintă a grupurilor de mediu.

De exemplu, peste 90 la sută din fluidul necesar pentru fracking rămâne în pământ după ce este pus acolo, iar cerința de apă este extrem de mare. Alte preocupări includ expunerea la toxine, apele subterane și contaminarea și scăderea calității aerului local.

Majoritatea modelelor anterioare considerate a face parte din epoca actuală a puțurilor de petrol erau platforme cu cadru A, care sunt folosite și astăzi, mai ales în misiuni exploratorii. Există burghie cu diametru mare (cu foraj mare) utilizate în situații în care precizia chirurgicală poate să nu fie o problemă.

Tipul melcului (partea reală a burghiului unui instrument de foraj) utilizat depinde de condițiile locale subterane, în măsura în care acestea sunt cunoscute sau pot fi prezise. Dacă un eșantion dintr-o anumită zonă este bogat în apă subterană, de exemplu, este probabil să fie ales un melc gol. Procesele de evaluare și forare sunt într-adevăr diferite în ceea ce privește scara de a decide ce fel de lopată să folosiți pentru a săpa o gaură de stâlp în curtea din spate.

După cum probabil ați ghicit, instalațiile portabile de foraj petrolier au intrat în imagine pe parcurs, iar un model comun cântărește aproximativ 265 de lire sterline, cam aproximativ. Acestea pot fi montate pe camioane după cum este necesar.

Pe 20 aprilie 2010, o platformă petrolieră numită Deepwater Horizon, situat în largul Golfului Mexic, leagăn de coasta de sud-est a Statelor Unite, a explodat, ucigând 11 muncitori. În cele trei luni care au urmat, înainte ca inginerii de la proprietarul platformei, British Petroleum (BP), să poată acoperi Macondo avariat cu mult mai jos platforma, aproximativ 4 milioane de galoane de țiței s-a îndreptat spre ocean, făcând din aceasta cea mai gravă nenorocire de acest tip din punct de vedere al purității scară.

Au urmat nenumărate procese în urma exploziei, ale căror efecte ecologice au fost severe și care au fost încă evaluate un deceniu mai târziu. Când apar astfel de nenorociri, acoperirea fântânii deteriorate devine un coșmar logistic atât din cauza faptului că se află sub apă, cât și a presiunilor fantastice în joc.

Dacă doriți să urmăriți un scurtmetraj în stil desen animat al unei puțuri de petrol aflat în funcțiune, consultați Resursele pentru un videoclip YouTube care descrie exact acest lucru. Ele pot fi mari și cu aspect dificil, dar fântânile de petrol sunt mașini elegante și elaborate, indiferent de consecințele desfășurării lor zeloase.