Преимущества и недостатки природного газа по сравнению с другими видами топлива

Содержание

Введение ……………………………………………………………………………. 3

1 . Теории образования  нефти …………………………………………………….. 4

2 . Происхождение нефти …………………………………………………………. 5

3. Нефтегазоносные провинции на территории Российской Федерации……….. 6

4 . Последствия  интенсивной добычи нефти …………………………………….. 8

5 . Природный газ: состав и свойства …………………………………………… 10

6 . Происхождение природного газа …………………………………………….. 11

7 . Месторождения природного газа на территории Российской Федерации ... 12

8 . Преимущества  и недостатки природного газа  по сравнению с другими видами  топлива ……………………………………………………………………  18

Заключение ………………………………………………………………………... 19

Библиографический список ……………………………………………………… 20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Человек является частью природы и тесно с ней  связан. Роль природы в его жизни  и деятельности трудно переоценить. Природа служит средой обитания людей  и одновременно источником всех необходимых  им веществ и энергии, на которых  базируется общественное производство, её состояние во многом определяет благосостояние и уровень развития человеческого общества.

Основным источником получения необходимых людям  материальных благ служат естественные (природные) ресурсы. К ним относят элементы природы (различные виды веществ и энергии), которые на данном уровне развития производительных сил используются или могут быть использованы для удовлетворения потребностей человеческого общества. В отношении ресурсов природа рассматривается с учётом как интересов производства (земельные, водные ресурсы и другие), так и условий жизнедеятельности человека (рекреационные, лечебные ресурсы и другие).

На протяжении тысячелетий основными видами используемой человеком энергии были химическая энергия древесины, потенциальная  энергия воды на плотинах, кинетическая энергия ветра и лучистая энергия  солнечного света. Но в 19 в. главными источниками  энергии стали ископаемые топлива: каменный уголь, нефть и природный  газ.

Нефть и газ  известны человечеству уже несколько  тыс. лет. Задолго до н.э. выходы нефти  и газа были обнаружены в бассейнах  Черного и Каспийского морей  и использовались для отопления, приготовления пищи, смазки, как  цементирующий материал и дорожное покрытие, для заделывания щелей  и смоления судов. За несколько столетий до н.э. в Китае производилось  ударное бурение с использованием бамбуковых труб. Однако систематическая  добыча нефти в мире началась лишь спустя 2000 лет.

Потребление энергии  в наш век всегда было прямо  связано с состоянием экономики. Увеличение валового национального  продукта (ВНП) сопровождалось увеличением  потребления энергии. Однако энергоемкость  ВНП (отношение использованной энергии  к ВНП) в промышленно развитых странах постоянно снижается, а  в развивающихся - возрастает. Так  или иначе, минеральные ресурсы  играют на сегодня одну из главенствующих ролей в экономике государства.

 В данной  работе будут рассмотрены традиционные  на сегодняшний день источники  энергии, а именно нефть и  природный газ.

1 . Теории образования нефти.

Один из первых, кто высказал научно обоснованную концепцию  о происхождении нефти, был М.В. Ломоносов. В середине XVIII века в  своём тракте «О слоях земных»  великий русский учёный писал, что  нефть произошла из каменного  угля. Исходное вещество было одно: органический материал, преобразованный сначала  в уголь, а потом в нефть. М.В. Ломоносов первый указал на связь между горючими полезными ископаемыми – углём и нефтью и выдвинул первую в мире гипотезу о происхождении нефти из растительных остатков.

В конце XIX в., когда  в астрономии и физике получило развитие применение спектральных методов исследования и в спектрах различных космических  тел были обнаружены не только углерод  и водород, но и углеводороды, русский  геолог Н.А. Соколов выдвинул космическую  гипотезу образования нефти. Он предполагал, что когда земля была в огненно-жидком состоянии, то углеводороды из газовой  оболочки проникли в массу земного  шара, а впоследствии при остывании  выделились на его поверхности. Эта  гипотеза не объясняет ни географического, ни геологического распределения нефтяных месторождений.

Академик В.И. Вернадский обратил внимание на наличие  в нефти азотистых соединений, встречающихся в органическом мире.

Предшественники академика И.М. Губкина, русские геологи  Андрусов и Михайловский также считали, что на Кавказе нефть образовалась из органического материала. По мнению И.М. Губкина, родина нефти находится  в области древних мелководных  морей, лагун и заливов. Он считал, что уголь и нефть – члены  одного и того же генетического ряда горючих ископаемых.

Уголь образуется в болотах и пресноводных водоёмах, как правило, из высших растений. Нефть  получается главным образом из низших растений и животных, но в других условиях. Нефть постепенно образовывалась в толще различных по возрасту осадочных пород, начиная от наиболее древних осадочных пород –  кембрийских, возникших 600 млн. лет назад, до сравнительно молодых – третичных  слоёв, сложившихся 50 млн. лет назад. Накопление органического материала  для будущего образования нефти  происходило в прибрежной полосе, в зоне борьбы между сушей и  морем.

По вопросу об исходном материале существовали разные мнения. Некоторые учёные полагали, что нефть возникла из жиров погибших животных (рыбы, планктона), другие считали, что главную роль играли белки, третьи придавали большое значение углеводам. Теперь доказано, что нефть может образоваться из жиров, белков и углеводов, т.е. из всей суммы органических веществ.

И.М. Губкин дал  критический анализ проблемы происхождения  нефти и разделил органические теории на три группы: теория, где преобладающая  роль в образовании нефти отводится  погибшим животным; теория, где преобладающая  роль отводится погибшим растениям, и, наконец, теория смешанного животно-растительного  происхождения нефти.

Различие в  исходном органическом веществе является одной из причин существующего разнообразия нефти. Другими причинами являются различие температурных условий вмещающих пород, присутствие катализаторов, а также последующие преобразования пород, в которых заключена нефть.

В СССР были проведены  исследования, в результате которых  удалось установить роль микроорганизмов  в образовании нефти. Т.Л. Гинзбург-Карагичева, открывшая присутствие в нефти  разнообразнейших микроорганизмов, привела  в своих исследованиях много  новых, интересных сведений. Она установила, что в нефти, ранее считавшейся ядом для бактерий, на больших глубинах идёт кипучая жизнь, не прекращавшаяся миллионы лет подряд.

Целый ряд бактерий живёт в нефти и питается ею, меняя, таким образом, химический состав нефти. Академик И.М. Губкин в своей  теории нефтеобразования придавал этому  открытию большое значение. Гинзбург-Карагичева установила, что бактерии нефтяных пластов превращают различные органические продукты в битуминозные.

Под действием  ряда бактерий происходит разложение органических веществ и выделяется водород, необходимый для превращения  органического материала в нефть. 

2 .  Происхождение  нефти.

Нефтью называют горючую маслянистую жидкость красно-коричневого  или чёрного цвета со специфическим  запахом. Нефть является одним из важнейших полезных ископаемых на Земле, так как из неё получают наиболее используемые в настоящее время виды топлива. Обычно нефть образуется вместе с другим, не менее важным полезным ископаемым – природным газом. Поэтому очень часто эти два вида полезных ископаемых добываются в одном и том же месте. Нефть может залегать на глубине от нескольких десятков метров до 6 километров, но чаще всего она располагается на глубине 1-3 км.

В зависимости  от месторождения нефть имеет  различный качественный и количественный состав. Нефти состоят главным  образом из углерода – 79,5-87,5% и водорода – 11,0-14,5% от массы нефти. Кроме них  в нефти присутствуют еще три элемента – сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5-8%. В незначительных концентрациях в нефти встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий. Их общее содержание не превышает 0,02-0,03% от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоят нефти. Кислород и азот находятся в нефти только в связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода.

Сырая нефть  – природная легко воспламеняющаяся жидкость, которая находится в  глубоких осадочных отложениях и  хорошо известна благодаря ее использованию  в качестве топлива и сырья  для химического производства. Химически  нефть – это сложная смесь  углеводородов с различным числом атомов углерода в молекулах; в их составе могут присутствовать сера, азот, кислород и незначительные количества некоторых металлов. 

3. Нефтегазоносные  провинции на территории Российской  Федерации.

На территории Российской Федерации находятся  три крупные нефтегазоносные  провинции: Западно-Сибирская, Волго-Уральская и Тимано-Печерская.

1) Западно-Сибирская  провинция – это основная провинция РФ. Крупнейший нефтегазоносный бассейн в мире. Расположен он в пределах Западно-Сибирской равнины на территории Тюменской, Омской, Курганской, Томской и частично Свердловской, Челябинской, Новосибирской областей, Красноярского и Алтайского краев, площадью около 3,5 млн. км ². Нефтегазоносность бассейна связана с отложениями юрского и мелового возраста. Большая часть нефтяных залежей находиться на глубине 2000-3000 метров. Нефть Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна характеризуется низким содержанием серы (до 1,1%), и парафина (менее 0,5%), содержание бензиновых фракций высокое (40-60%), повышенное количество летучих веществ.

Сейчас на территории Западной Сибири добывается 70% российской нефти. Основной её объем извлекается насосным способом, на долю фонтанной добычи приходится не более 10%. Из этого следует, что основные месторождения находятся на поздней стадии разработки, что заставляет задуматься над важной проблемой топливной промышленности - старением месторождений. Этот вывод подтверждается и данными по стране в целом.

Основные нефтяные компании работающие на территории Западной Сибири, это – ЛУКОЙЛ, ЮКОС, Сургутнефтегаз, Сибнефть, СИДАНКО, ТНК.

2) Волго-Уральская  провинция - вторая по значению нефтяная провинция. Она расположена в восточной части Европейской территории Российской Федерации, в пределах республик Татарстан, Башкортостан, Удмуртия, а также Пермской, Оренбургской, Куйбышевской, Саратовской, Волгоградской Кировской и Ульяновской областей. Нефтяные залежи находятся на глубине от 1600 до 3000 м, т.е. ближе к поверхности по сравнению с Западной Сибирью, что несколько снижает затраты на бурение. Волго-Уральский район дает 24% нефтедобычи страны.

Подавляющую часть  нефти и попутного газа (более 4/5) области дают Татария, Башкирия, Куйбышевская область. Добыча нефти  ведется на месторождениях Ромашкинское, Ново-Елховское, Чекмагушское, Арланское, Краснохолмское, Оренбургское и другие. Значительная часть нефти, добываемая на промыслах Волго-Уральской нефтегазоносной  области, поступает по нефтепроводам  на местные нефтеперерабатывающие  заводы, расположенные главным образом  в Башкирии и Куйбышевской области, а также в других областях (Пермской, Саратовской, Волгоградской, Оренбургской).

Основные нефтяные компании работающие на территории Волго-Уральской  провинции: ЛУКОЙЛ, Татнефть, Башнефть, ЮКОС, ТНК.

3) Тимано-Печерская  провинция - третья по значимости нефтяная провинция. Она расположена в пределах Коми, Ненецкого автономного округа Архангельской области и частично на прилегающих территориях, граничит с северной частью Волго-Уральского нефтегазоносного района. Вместе с остальными Тимано-Печерская нефтяная область дает лишь 6% нефти в Российской Федерации (Западная Сибирь и Урало-Поволжье – 94%). Добыча нефти ведется на месторождениях Усинское, Харьягинское, Войвожское, Верхне-грубешорское, Ярегское, Нижне-Омринское, Возейское и другие. Тимано-Печорский район, как Волгоградская и Саратовская области, считается достаточно перспективным. Добыча нефти в Западной Сибири сокращается, а в Ненецком автономном округе уже разведаны запасы углеводородного сырья, соизмеримые с западносибирскими. По оценке американских специалистов, недра арктической тундры хранят 2,5 млрд. тонн нефти.

Почти каждое месторождение, а тем более каждый из нефтегазоносных  районов отличаются своими особенностями  по составу нефти и поэтому  вести переработку, используя какую-либо “стандартную” технологию нецелесообразно. Нужно учитывать уникальный состав нефти для достижения максимальной эффективности переработки, по этой причине приходиться сооружать  заводы под конкретные нефтегазоносные  области. Существует тесная взаимосвязь  между нефтяной и нефтеперерабатывающей  промышленностью. Однако развал Советского Союза обусловил появление новой  проблемы – разрыв внешних хозяйственных  связей нефтяной промышленности. Россия оказалась в крайне невыгодном положении, т.к. вынуждена экспортировать сырую  нефть ввиду дисбаланса нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности (объем переработки в 2002 году составил – 184 млн. тонн), в то время как  цены на сырую нефть гораздо ниже, чем на нефтепродукты. Кроме того, низкая приспособляемость российских заводов, при переходе на нефть, которая  ранее транспортировалась на заводы соседних республик, вызывает некачественную переработку и большие потери продукта.