Jak vzniká ropa v přírodě

Ropa (název pochází z polštiny a znamená hnis) je hnědá až nazelenalá hořlavá kapalina, kterou tvoří směs uhlovodíků (skládají se z vodíku a uhlíku). Mineralogicky patři mezi tzv. „kaustobiolity„. Geochemiky všeobecně uznávaná teorie vzniku ropy říká, že vznikla přeměnou živočišného a rostlinného materiálu obsazeného v horninách.

Nachází se ve svrchních vrstvách zemské kůry, v sedimentárních pánvích jako jsou kontinentální šelfy, hlubokovodní pánve zahrnující kontinentální svahy i abysál, riftové zóny, predpolní pánve horských řetězců, ale i deformované vrásové struktury některých horstev samých.

Je základní surovinou petrochemického průmyslu. Naleziště ropy jsou pod nepropustnými vrstvami, v hloubkách od několika set metrů až do hloubek přes 10 km. Ropa při těžbě buď vyvěrá pod tlakem, nebo je čerpána.

Teorie vzniku ropy

Uhlovodíky jako jsou ropa a plyn vznikají v přírodě dvěma způsoby: organicky a inorganicky. Uhlovodíky mohou vznikat redukcí oxidu uhličitého, což je proces který probíhá například při tuhnutí magmatu.

Anorganický původ ropy

Anorganický původ ropy předpovídal Mendělejev. Podle něj vznikla působením přehřáté páry na karbidy těžkých kovů které se používají v petrochemii, v dobách, kdy se vyskytovaly blízko zemského povrchu. Ve prospěch této teorie svědčí jednak laboratorní příprava pevných, kapalných i plynných uhlovodíků z karbidů uranu, lanthanu i ceru a také neustálý únik metanu ze zemského nitra v některých oblastech.

Čtěte také: Gorily a jejich přirozené prostředí

Moderní výzkum dokázal přítomnost uhlovodíků v oceánských hřbetech, kde se rodí nová oceánská kůra. Tyto uhlovodíky prokazatelně nejsou z organického zdroje. Nalezena množství jsou sice velmi malá, nicméně dokazují že část uhlovodíků na Zemí pochází z inorganickeho zdroje.

Organický původ ropy

Organická teorie je uznávána naprostou většinou vědců, předpokládá, že ropa vznikla termogenickým rozkladem organické hmoty (živočišných a rostlinných zbytků). Organický materiál se vlivem tepla a tlaku přemění nejprve na kerogen a pak na ropu a zemní plyn. Ropa se začíná tvořit při cca. 60 stupních Celsia termogenickým rozpadem (krakováním) kerogenu. Tento proces pokračuje až do cca. 120 stupňů Celsia. Při cca. 100 stupních začíná tvorba plynu, která pokračuje zhruba do 200 stupňů Celsia.

Teplotnímu intervalu tvorby ropy se říká ropné okno (60-120 stupňů Celsia). Teplotnímu intervalu tvorby plynu se říká plynové okno (100-200+ stupňů Celsia). Bez ohledu na teplotní podmínky v pánvi různé zdrojové horniny jsou náchylné k vytváření různých typu uhlovodíků. Například uhlí se tradičně považuje za zdrojovou horninu náchylnou ke tvoření plynu, avšak v určitých případech (v závislosti na typu uhlí) může tvořit i ropu.

Složení ropy se také liší v závislosti na tom jaký typ organického materiálu byl uložen a jaké panovaly v pánvi podmínky. Sloučeniny nazývané biomarkery jsou skupinou sloučenin, především uhlovodíků, nalezených v ropě. Co odlišuje biomarkery od ostatních sloučenin v ropě je, že biomarkery lze nazvat „molekulární fosilie“.

Biomarkery jsou strukturálně podobné specifickým sloučeninám produkovaným živými organismy. Biomarkery mají všechny nebo většinu z uhlíkového skeletu původní přírodní sloučeniny. Studium biomarkeru je velmi důležitou součástí ropného průzkumu.

Čtěte také: Jaké potrubí na střechu?

Migrace a zachycení ropy

Poté, co zdrojová hornina dosáhne zralosti, nastane migrace. Ropa a plyn migrují buď podél geologických zlomů (vertikální migrace) nebo podél porézních sedimentárních vrstev (laterální migrace). Poslední fáze je zachycení migrující ropy a plynu v tzv. ropné pasti, čímž vzniká jejich současná naleziště.

Ropná past sestává z porézních hornin, které jsou v nadloží a po stranách utěsněné horninami nepropustnými. Ropné pasti jsou tvořeny jako geologické struktury (např. antiklinály, zlomové struktury), nebo stratigraficky (např. vyklinováním pískovce a faciálním přechodem do nepropustných břidlic).

Těsnící horniny jsou většinou břidlice s vysokým obsahem jílu, ale i vyvřelé horniny pokud nejsou zvětralé. Srdcem ropné pasti je pak vlastní porézní hornina (tzv. kolektorová hornina), kde se migrující ropa a plyn nahromadí. Typické kolektorové horniny jsou porézní pískovce nebo vápence korálových útesu.

Klíčovým parametrem kolektorových hornin je jejich porozita a propustnost. Zdrojové horniny, maturace, migrace, ropné pasti, kolektorové a těsnicí horniny jsou souhrnně nazývaný ropným systémem. Aby mohlo naleziště vzniknout, musí v dané sedimentární pánvi existovat všechny jeho elementy. Navíc musí jejich tvorba proběhnout ve správné sekvenci. Například tvorba ropných pasti musí proběhnou před migraci, jinak ropa a plyn budou migrovat až na povrch a uniknou do atmosféry.

Průzkum a těžba ropy

Moderní ropný průzkum je založen na integraci mnoha technických disciplín: geologie, geofyziky, paleontologie, geochemie, petrofyziky, ropného inženýrství a ekonomie. Základem je vždy dobrá znalost podpovrchové strukturní stavby. Ta se vybuduje na základě analýzy seismických profilu buď ve 2D nebo ve 3D, a do jisté míry i že satelitních snímků nebo z terénní práce.

Čtěte také: Přírodní prostředí a podnikání

Geochemik provede analýzu zdrojových hornin (pokud existují vzorky), a analýzu vzorků ropy buď z existujících vrtů nebo z míst kde ropa prosakuje na povrch. Paleontolog provede analýzu podpovrchových vzorků z vrtů a povrchových vzorků z výchozů. Určí věk hornin ve studované oblasti a v některých případech i jejich sedimentární původ.

Geofyzik a geolog integrují výsledky paleontologické analýzy dohromady se seismickými profily, profily interpretují a společně celou oblast zmapují. Připraví strukturní podpovrchové mapy klíčových horizontů a identifikují možné prospekty k vrtání. Zvláštním úkolem geofyzika je získat ze seismických profilů kvantitativní informace o porozitě a kapalinovém obsahu studovaných horizontů.

Ropný průzkum neodvratně obsahuje element rizika. Typický průzkumný vrt má naději na úspěch mezi 5-40%. Průzkumné vrty jsou prvním stadiem hledání ropy a plynu. Když je nové ložisko objeveno, druhým stadiem jsou podpůrné vrty, které mají za úkol přesně vymezit ložisko a získat co nejvíce parametrů o kolektorových horninách.

Tyto informace tým použije v modelování kolektorů. Nejdříve se připraví 3D statický model kolektorů že všech dostupných geologických a geofyzikálních dat. Ten se potom podrobí dynamické simulaci, při které se předpovídá tok tekutin (ropy, plynu a vody) skrz kolektor od začátku produkce až do jeho vyčerpání.

Na základě této dynamické simulace tým potom navrhne optimální umístění těžebních vrtů. Na základě těchto studií ekonomové vypracují ekonomický model peněžního toku během života ropného pole. Na základě toho management rozhodne, zda do projektu dále investovat a přikročit k těžbě.

Pokud je rozhodnutí kladné, tým těžebních inženýrů a postaví povrchová těžební zařízení a vrtni inženýři vyvrtají těžební vrty. V minulosti existovaly lokality, kde ropa v komerčních množstvích přirozeně vyvěrala na zemský povrch. Nyní se většina ropy získává pomocí vrtů.

Dalším způsobem těžby je metoda povrchového dolování (kanadské ropné písky v provincii Alberta). Povrchové dolování je aplikovatelné jen na velmi těžkou ropu v mělkých hloubkách. Je nákladné, má environmentální dopad na dané území, ale zajistí téměř 100% vytěžení zásob.

Zdroje a zásoby ropy

Světový ropný průmysl definuje množství uhlovodíků obsazených v pórech kolektorové horniny jako Zdroje (resource). Naproti tomu termín Zásoby (reserves) je definován jako „ta množství ropy, o kterých se předpokládá, že budou komerčně vytěžena ze známého ložiska od určitého data dopředu“.

Odhady zásob jsou revidovány s přibýváním geologických dát a znalosti o ložisku, ale také podle změn v ekonomických podmínkách na trhu. Rozlišují se zásoby dokázané, pravděpodobné a možné.

Dokázané zásoby (zásoby P1) jsou ta množství ropy, které lze odhadnout s přiměřenou mírou jistoty na základě dostupných dat jako komerčně vytěžitelné od určitého data dopředu, s existující těžební technologií, z již objevených kolektorů, za současných ekonomických podmínek a vládních předpisů.

Možné zásoby (zásoby P3) jsou ty neprokázané rezervy, jejichž existence a ekonomická vytěžitelnost jsou na základě analýzy dostupných dat odhadnuty jako méně pravděpodobné (do 50%). S nárůstem průzkumu a těžby z nekonvenčních ložisek přišla Společnost Ropných Inženýrů (SPE) s definicemi tzv. Potenciálních zdrojů a Prospektivních zdrojů.

Potenciální zdroje jsou ta množství ropy, která se odhadují k určitému datu, že jsou vytěžitelná z již objevených ložisek, ale která nejsou v současné době považována za komerčně realizovatelná.

tags: #jak #vzniká #ropa #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Certifikace budov v ČR
• Motivy přírody na obrazech
• Efektivní řešení pro obce: Pronájem nádob FCC
• Přírodní krásy Dominikány
• Norsko a ekologické limity pro kamna