Современное состояние сырьевой базы нефтепродуктов

The current state of the raw material base of petroleum products

Рассмотрим основы классификации сырой нефти. Жидкая нефть, перекачиваемая из нефтяных скважин, называется «сырой». Сырая нефть, состоящая преимущественно из углерода, содержит приблизительно от 84 до 87 процентов углерода и от 11 до 13 процентов водорода. Сырая нефть также содержит различные количества кислорода, серы, азота и гелия [3].

Нефтяная промышленность часто называет сырую нефть на основе географического источника нефти - например, Urals, Siberian Light, ESPO, Brent, West Texas Intermediate (WTI), Dubai Crude. Сырая нефть также классифицируется на основе физических характеристик и химического состава, используя такие термины, как «светлая» или «тяжелая». Сырая нефть различается по цене, способу добычи и переработки.

Сырая нефть с низким содержанием серы классифицируется как  «sweet» (сладкая), сырая нефть с более высоким содержанием серы классифицируется как «sour» (кислая). Естественно, это не имеет отношения к ее вкусовым качествам, а скорее относится к ее ценности для переработки. Содержание серы считается нежелательным параметром как в отношении переработки, так и качества конечного продукта. Следовательно, нефть с низким содержанием серы обычно более желательна и ценна, чем нефть с высоким ее содержанием.

Сырая нефть может быть классифицирована как «легкая» или «тяжелая», характеристика, которая относится к относительной плотности по методике Американского нефтяного института (API) [6]:

- Light – легкая нефть с плотностью больше чем 31.1 API

- Medium – плотность в пределах API 22.3 API и 31.1 API

- Heavy – нефть с плотностью ниже чем 22.3 API.

Легкая нефть легче в добыче и переработке. Она имеет более высокий процент легких углеводородов, которые можно извлечь с помощью простой перегонки на нефтеперерабатывающем заводе.

Тяжелая сырая нефть требует больших затрат на добычу, транспортировку и переработку, поскольку в ней присутствуют высокие концентрации серы и нескольких металлов, в частности никеля и ванадия. Тяжелая сырая нефть имеет плотность, приближающуюся или даже превышающую плотность воды. Тяжелая сырая нефть также известна как «битуминозные пески» из-за высокого содержания битума.

При простой перегонке густая и тяжелая сырая нефть дает большую долю продуктов более низкой стоимости. Тяжелая нефть требует дополнительной переработки для производства более ценных и востребованных продуктов.

Таблица 1. Классификация нефти по методике Американского нефтяного института (API) [6]

Grade of oil

Brent

Wti

Dubai Crude

Urals

Siberian Light

Espo

Плотность, API

38

40

30

1

36,5

34,8

Содержание серы,%

0,37

0,24

2,13

1,3

0,57

0,6

Как правило, чем меньше перерабатывается сырая нефть, тем более ценной она считается. Разница в цене между сортами сырой нефти обычно отражает легкость переработки.

Сырая нефть может быть очищена для создания продуктов более высокого передела, начиная от бензина и заканчивая  битумом. При этом требуется ее очистка от различных элементов, таких как сера и азот. Полученные в результате первичной переработки нефтепродукты являются ключевыми компонентами в производстве лекарств, химикатов и пластмасс.

Простая перегонка - первичная очистка - различных видов сырой нефти дает разные результаты. Например, эталонная сырая нефть в США, West Texas Intermediate (WTI), имеет относительно высокий естественный выход желаемых конечных продуктов, включая бензин. Но процесс также дает примерно одну треть «остатка», остаточного побочного продукта, который должен быть переработан в дальнейшем. Напротив, простая перегонка Саудовской Аравии Arabian Light, исторического эталонного сырья, дает почти половину «остатка». Эта разница делает WTI более конкурентной на рынке [4].

Чем легче нефть, тем лучшим источником желаемых и востребованных продуктов она служит. При самых низких температурах перегонки производимые продукты включают жидкие нефтяные газы (СН-СН4), «прямогонный» бензин. В среднем диапазоне температур производится отбор фракций дизельного топлива, топлива для реактивных двигателей, масляных фракций и мазут.

При самых высоких температурах дистилляции - производятся самые тяжелые продукты, включая гудроны.

В Российской Федерации принята своя классификация нефтей по стандарту ГОСТ Р 51858-2002. Согласно данному стандарту нефть оценивается по физико-химическим свойствам, степени подготовки, содержанию сероводородов и лёгких меркаптанов подразделяют на классы, типы, группы и виды.

В зависимости от содержания (массовой доли) серы нефть подразделяют в отличие от зарубежных двух на четыре класса [1]:

- малосернистая (< 0,6 % серы);

- сернистая (0,61 % — 1,8 %);

- высокосернистая (1,81 % — 3,5 %);

-особо высокосернистая (> 3,5 % серы).

По плотности, а при поставке на экспорт — дополнительно по выходу фракций и массовой доле парафина нефть подразделяют на пять типов против трех, применяемых API:

- 0 — особо лёгкая;

- 1 — лёгкая;

- 2 — средняя;

- 3 — тяжёлая;

- 4 — битуминозная

Таблица 2. Типы нефти по ГОСТ Р 51858-2002

Наименование параметра

Норма для нефти типа

0

1

2

3

4

Плотность, кг/м3

830 (при 20 °С)
833,7 (при 15 °С)

830,1—850 (при 20 °С)
833,8—853,6 (при 15 °С)

850,1—870 (при 20 °С)
853,7—873,5 (при 15 °С)

870,1—895 (при 20 °С)
873,6—898,4 (при 15 °С)

> 895 (при 20 °С)
> 898,4 (при 15 °С)

Выход фракции, % об.

> 30 (до 200 °С)
> 52 (до 300 °С)

> 27(до 200 °С)
> 47 (до 300 °С)

> 21(до 200 °С)
> 42 (до 300 °С)

   

Массовая доля парафина, %

< 6

< 6

< 6

   

 

Для дальнейшей переработки нефти производится первичная подготовка извлеченной нефти. По степени подготовки нефть подразделяется на три группы.

Таблица 3. Группы нефти по ГОСТ Р 51858-2002

Наименование показателя

Норма для нефти группы

1

2

3

Массовая доля воды, %

< 0,5

< 0,5

< 1

Массовая концентрация хлористых солей, мг/дм³

< 100

< 300

< 900

Массовая доля механических примесей, %

< 0,05

< 0,05

< 0,05

Давление насыщенных паров, кПа (мм рт. ст.)

< 66,7 (500)

< 66,7 (500)

< 66,7 (500)

Массовая доля органических хлоридов во фракции, выкипающей до температуры 204 °С, млн.−1 (ррm)

< 10

< 10

< 10

Также применяется подразделение нефти по массовой доле лёгких меркаптанов и сероводорода, таблица 4.

Таблица 4. Нормы содержания сероводорода и этилмеркаптанов

Наименование показателя

Норма для нефти вида

1

2

Массовая доля сероводорода, млн.−1 (ррm)

< 20

< 100

Массовая доля метил- и этилмеркаптанов в сумме, млн.−1 (ррm)

< 40

< 100

Рассмотрим распределение запасов сырой нефти в мире.

Запасы нефти - это оценка того, сколько нефти в конечном итоге можно извлечь. Это довольно широкое определение. Оно включает в себя неоткрытые или «еще не найденные» резервы. Эти прогнозы основаны на вероятности обнаружения запасов в определенных геологических областях. Также предполагается, что новые типы технологий сделают экономически целесообразной добычу труднодоступной нефти.

Более точное определение - обнаруженные запасы нефти. Есть три категории:

1.Доказанные запасы - вероятность того, что нефть будет добыта, превышает 90%.

2.Вероятные запасы - вероятность фактического извлечения нефти превышает 50%.

3.Возможные запасы - вероятность извлечения нефти на месте значительна, но менее 50%.

Все они основаны на том, насколько вероятно, что нефть может быть извлечена с использованием современных технологий.

Необходимо отметить, что часть вероятных и возможных запасов месторождения с течением времени преобразуется в доказанные запасы.

Из трех категорий чаще всего в экономическом планировании используются доказанные запасы нефти. В этом случае анализ геологических и инженерных данных показывает с достаточной уверенностью, что их можно извлечь из известных мест залегания. Только нефть, которая является коммерчески жизнеспособной в текущих экономических условиях, учитывается в этой категории. Если цены на нефть растут или новые технологии снижают затраты, тогда становится возможным добыча новых, менее доступных месторождений.

Нефть не считается доказанной, если нет уверенности, может ли она быть извлечена в текущих экономических условиях.

В 2018 году доказанные запасы в мире составили 1,73 триллиона баррелей нефти. Этого достаточно, чтобы просуществовать еще 50 лет, поскольку мир использует 95 миллионов баррелей в день [5].

Большая часть крупных месторождений доказанных запасов нефти находится на Ближнем Востоке, в Венесуэле, Канаде и России. В таблице 5 приведены данные доказанных запасов нефти в 2018 году для 15 ведущих стран.

Таблица 5. Объемы доказанных запасов нефти

Топ-15 запасов нефти 2018 года по странам

Место

Страна

Миллиарды баррелей

% от всего мира

1

Венесуэла

303,3

17,5%

2

Саудовская Аравия

297,7

17,2%

3

Канада

167,8

  9,7%

4

Иран

155,6

  9,0%

5

Ирак

147,2

  8,5%

6

Российская Федерация

106,2

  6,1%

7

Кувейт

101,5

  5,9%

8

Объединенные Арабские Эмираты

  97,8

  5,7%

9

Соединенные Штаты

  61,2

  3,5%

10

Ливия

  48,4

  2,8%

11

Нигерия

  37,5

  2,2%

12

Казахстан

  30,0

  1,7%

13

Китай

  25,9

  1,5%

14

Катар

  25,2

  1,5%

15

Бразилия

  13,4

   0,8%

Хотя наличие на территории страны миллиардов баррелей нефти может быть стратегическим подарком природы, стоит отметить, что эти запасы являются лишь одним из факторов при оценке потенциальной ценности этого важного ресурса.

Например, в Саудовской Аравии себестоимость добычи нефти составляет примерно 3 доллара США за баррель, что делает стратегическое производство черного золота практически любой возможной ценой [2].

Другим странам не так везет. Данные приведены в  таблице 6, в которой указываются данные стоимости производства нефти.

Таблица 6. Данные стоимости производства нефти

Страна

Стоимость производства (баррель)

Общая стоимость (баррель)

Великобритания

$ 17,36

$ 44,33

Бразилия

$ 9,45

$ 34,99

Нигерия

$ 8,81

$ 28,99

Венесуэла

$ 7,94

$ 27,62

Канада

$ 11,56

$ 26,64

Сланцевая нефть США

$ 5,85

$ 23,35

Норвегия

$ 4,24

$ 21,31

США не сланцевая нефть

$ 5,15

$ 20,99

Индонезия

$ 6,87

$ 19,71

Россия

$ 2,98

$ 19,21

Ирак

$ 2,16

$ 10,57

Иран

$ 1,94

$ 9,09

Саудовская Аравия

$ 3,00

$ 8,98

Даже если страна наделена одними из самых больших запасов нефти в мире, она, возможно, не сможет добывать и продавать эту нефть. Примером этого могут служить такие страны, как Канада и Венесуэла, - в этих местах большая часть нефти представляет собой сверхтяжелую нефть или битум (нефтеносные пески), и эти виды нефти просто сложнее и дороже добывать.

В некоторых странах, таких как Бразилия и США, существуют более высокие налоги на добычу нефти, что повышает общую стоимость барреля.

Таким образом, мы можем утверждать, что оценка современного состояния сырьевой базы нефтепродуктов зависит от того, с какими критериями оценки мы подходим к этому процессу. И для удовлетворения потребностей человечества необходимо всемерно совершенствовать технологии разведки, добычи и переработки «черного золота».

Список литературы

  1. ГОСТ Р 51858-2002 Нефть. Общие технические условия (с Изменениями N 1, 2).
  2. Российская экономика в 2018 году. Тенденции и перспективы. (Выпуск 34) – М.: Институт Гайдара, 2018. – 456 с.
  3. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. Часть 3. Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов. Под ред. А. А. Гуреева и Б. И. Бондаренко. - 6-е изд., пер. и доп. - М.: Химия, 1978г. - 424 с.
  4. URL:https://oilprice.com/Energy/Energy (дата обращения: 23.10.2019).

5.URL:https://www.bp.com/ruru/russia/(дата обращения: 23.10.2019)

  1. Министерство энергетики США. URL:https://http://energy.gov/(дата обращения: 23.10.2019)