dr hab. Anna Świerczewska, prof. AGH A-0, p. 203A konsultacje: wtorek, 12.00-13.00, p. 203 A

ROPA NAFTOWA= gazowe+ płynne + stałe węglowodory

Zapotrzebowanie na ropę naftową wyraźnie wzrosło gdy stosowany wcześniej w lampach olej wielorybi został zastąpiony naftą. Nastąpiło to około roku 1860.

Do roku 1871 91% ropy pochodziło z rejonu appalachijskiego Oil Springs, ON, 1857 Titusville, PA, 1859 Do roku 1871 91% ropy pochodziło z rejonu appalachijskiego

Ignacy Łukasiewicz, Tytus Trzecieski i Karol Klobassa-Zrencki są uznawanymi założycielami pierwszej w świecie kopalni ropy w Bóbrce i pionierami światowego przemysłu naftowego. Ignacy Łukasiewicz 1853 roku patent na destylację ropy wycieki czarnej mazi, którą mieszkańcy nazywali dziegciem lub olejem skalnym.

Baku, Azerbejdżan 1890 Baku Pumping oil into a “reservoir lake”!

1903 Beaumont, TX, 1901

Jednak do lat czterdziestych XX w Jednak do lat czterdziestych XX w. węgiel był ciągle głównym surowcem energetycznym. Dopiero później ropa naftowa stała się najwartościowszym artykułem na rynku światowym .

dwutlenek węgla + woda+ energia paliwo + tlen dwutlenek węgla + woda+ energia

RAFINERIA

PETROCHEMIA

Współczesny rozwój społeczeństwa zależy od ropy naftowej na niezliczoną ilość sposobów. JESTEŚMY SPOŁECZEŃSTWEM UZALEŻNIONYM OD ROPY NAFTOWEJ

USA „ZSRR” Arabia Saudyjska Iran Wenezuela Arabia Saudyjska „ZSRR” USA PRODUKCJA ROPY NAFTOWEJ OD OKOŁO 1860 PO DZIEŃ DZISIEJSZY USA „ZSRR” Arabia Saudyjska Iran Wenezuela TEMPO PRODUKCJI ROPY NAFTOWEJ (2007) Arabia Saudyjska „ZSRR” USA Iran Chiny REZERWY Arabia Saudyjska IraK Iran Kuweit Zjednoczone Emiraty Arabskie /Wenezuela

Nierównomierne rozmieszczenie złóż ropy wpływa na decyzje polityczne o charakterze strategicznym BLISKI WSCHÓD POSIADA 45-60% SWIATOWYCH ZASOBÓW ROPY NAFTOWEJ

Elementy geologii naftowej GEOCHEMIA/MINERALOGIA/PETROLOGIA właściwości zbiornikowe pory-fluidy– degradacja lub wzrost właściwości zbiornikowych geochemia organiczna: biomarkery FIZYKA Badania geofizyczne zrozumienie budowy litosfery kartowanie wgłębne identyfikacja pułapek geofizyka otworowa . BIOLOGIA/ PALEONTOLOGIA datowanie/stratygrafia charakterystyka środowisk biochemia: transformja szczątków organicznych w kerogen, ropę i gaz.

Zarys rozwoju koncepcji….. Doświadczenie uzyskane na przestrzeni lat wskazuje , że sukces poszukiwań zależy od: rozpoznania podstawowych prawidłowości prowadzonych do uformowania się złóż węglowodorów w badanym obszarze zastosowaniach odpowiednich metod i technik badawczych opracowaniach optymalnej koncepcji poszukiwań tj. takiej która przy minimalnych kosztach poszukiwań doprowadzi do uzyskania najlepszych rezultatów złożowych

W perspektywie historycznej rozpoznanie prawidłowości występowania złóż węglowodorów następowało w kolejności odwrotnej do procesów ich formowania nazywanych cyklem naftowym.   W cyklu naftowym wyróżnić można 4 podstawowe stadia obejmujące procesy generowania, migracji, akumulacji i rozpraszania węglowodorów Pierwsze trzy etapy cyklu zachodzą w skałach macierzystych i zbiornikowych. Ostatni ujawnia się na powierzchni w postaci wycieków

Zarys rozwoju koncepcji….. Stadium I (najstarsze), które odnieść można do drugiej połowy XIX w. charakteryzowało się poszukiwaniem złóż w strefach występowania naturalnych wycieków ropnych powszechnych m.in. w Karpatach a także innych obszarach cechujących się nieszczelnym systemem naftowym. W miejscach wycieków tworzono tzw. kopanki czyli obudowane studnie, drążone w miejscach, w których zbierała się ropa naftowa. Następnie w miejscach tych w okresie późniejszym zaczęto wykorzystywać wiercenia typu udarowego. Były to metody prymitywne pod względem technologicznym. Do połowy XIX w. ropę naftową wydobywano z płytkich studni kopanych metodami górniczymi w miejscach, gdzie na powierzchni ziemi pojawiały tzw. wycieki ropy – w Karpatach, w rejonie Baku czy w Persji

stadium II cechowało ujawnienie związków pomiędzy intensywnością przepływów ropy a obecnością skał porowatych i przepuszczalnych. Powstały wtedy pojęcie skał zbiornikowych dla potencjalnych pokładów ropy (XIX/XX w)

Zarys rozwoju koncepcji…. Wg. GEOL 463.3—RWR-5 stadium III powiązane było z udowodnieniem dominującego wpływu tektoniki formacji ropogazonośnych na kierunki migracji węglowodorów i formowanie się pułapek złożowych. Uświadomiono sobie, że HC jako lżejsze od wód wgłębnych przemieszczają się w kierunku wypiętrzeń strukturalnych, które mogą być nasycone ropą jeżeli skały zbiornikowe tworzą zamkniętą przestrzeń uszczelnianą warstwami nieprzepuszczalnymi. W ten sposób sformułowano pojęcie pułapka złożowa. Wykrycie powyższych prawidłowości umożliwiło sformułowanie strukturalnej teorii formowania się złóż doprowadziło do odkrycia szeregu bogatych pól ropnych na przełomie XIX-XX wieku oraz pierwszych dekadach XX w.

Zarys rozwoju koncepcji…. stadium III  (cd.) Początkowo identyfikacja pułapek wgłębnych (głównie antyklin) odbywała się w wyniku analizy strukturalnej map powierzchniowych. W latach 20 - XX wieku w poszukiwaniach zaczęto stosować geofizykę otworową. W latach 20 - 30 XX wieku zaczęto testować metody sejsmiczne, do rozpoznanie budowy wgłębnej. Jednak zastosowanie przemysłowe w poszukiwaniach naftowych znalazły one dopiero w latach 50 (Trześniowski 2005) W Polsce metody sejsmiczne testowano w 1938 roku w rejonie Przemyśla.

Zarys rozwoju koncepcji…. Stadium IV można odnieść do połowy XX w, kiedy to zaczęto poszukiwać i odkrywać złoża w bardziej „subtelnych” pułapkach np. typu litologicznego stratygraficznego bądź hydrodynamicznego. Poszukiwania tych pułapek wymagało poszerzenia metod prospekcyjnych o analizy facjalne, konstrukcje paleogeologiczne analizy facjalne, konstrukcje paleogeologiczne analizy gradientu ciśnień itp.

- stadium IV Basen czerwonego spągowca – Opracowanie modelu baseu sedymentacyjnego pozwala odkryć strefy facjalne predystynowane do występowania złóż Złożenie informacji facjalnej i strukturalnej umożliwia zogniskowanie poszukiwań w miejscach o wyższym prawdpododobieństwie występowania złóż

Stadium V   (współczesne) zapoczątkowane w latach 70-tych XX w. cechuje niebywały rozwój metod prospekcyjnych opartych m.in. na nowych technikach analitycznych i interpretacyjnych w zakresie geofizyki prospekcyjnej geochemii naftowej, petrofizyki skał osadowych a także na wynikach prac badawczych uzasadniających ścisłe związki pomiędzy geodynamiką basenów sedymentacyjnych a formowaniem się ich systemów naftowych . Powstały pojęcia: kuchnia generowania, okno generowania, cykl naftowy, system naftowy. W rezultacie stworzone zostały podstawy naukowe do modelowania systemów naftowych polegające na symulowaniu procesów generowania i migracji HC. Co umożliwia ilościową ocenę potencjału naftowego i wiarygodne prognozowanie lokalizacji potencjalnych złóż.

System naftowy integruje w ujęciu przestrznno-czasowym wszystkie strukturalno-litofacjalne elementy basenu osadowego z procesami zachodzącymi w tym basenie a niezbędnymi do formowania się złóż ropy naftowej i gazu ziemnego Skała macierzysta –skała, która zawierała znaczną zawartość substancji organicznej, z której powstały węglowodory Skała zbiornikowa - porowata lub szczelinowaty ośrodek, który w sprzyjających warunkach może być miejscem akumulacji węglowodorów. Zasadniczymi elementami systemu naftowego pod względem funkcjonowania są: kuchnia generowania– ta część basenu, w której skały macierzyste osiągnęły głębokość intensywnego generowania ciekłej i/lub gazowej fazy węglowodorów pokrywa skał uszczelniających migrację wewnątrzbasenową i potencjalne pułapki złożowe