
НЕФТЬ
-
Рубрика: Геология
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
Книжная версия:
Электронная версия:
НЕФТЬ (от тур. neft, через перс. «нефт»; восходит к аккадскому «напатум» – вспыхивать, воспламенять), горючее полезное ископаемое; маслянистая жидкость co специфич. запахом, состоящая из углеводородов и неуглеводородных компонентов, распространённая в осадочной оболочке Земли. Образуется вместе c газами природными горючими обычно на глубине св. 1,2–2 км; вблизи и на земной поверхности превращается в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. битумы природные. В залежах в разл. степени насыщена нефтяным газом.
Химический состав
Химический состав Н. разл. месторождений колеблется в широких пределах, и говорить o её cp. составе можно только условно. Элементный состав H. (%): C 82–86; H 12–14; S 0,01–6 (редко до 8); O 0,005–0,35 (редко до 1,21); N 0,001–1,8. Кроме того, Н. содержит ок. 50 элементов периодич. системы химич. элементов, макс. концентрации которых не превышают сотых долей процента. Среди таких микроэлементов преобладают V,Ni; встречаются Н., обогащённые U.
H. – природный углеводородный раствор, в котором растворителем являются жидкие углеводороды, растворёнными веществами – твёрдые углеводороды (высокомолекулярные парафины, полициклич. нафтены, некоторые арены), неуглеводородные соединения (азотистые, сернистые, кислородсодержащие, а также комплексные гетероатомные – смолы, асфальтены), газы. Углеводородный состав представлен в осн. предельными углеводородами (алканами, циклоалканами и аренами). Содержание (по объёму) алканов (метановые, или парафиновые, углеводороды) доходит до 70% (при этом твёрдых парафинов в осн. до 10%, иногда до 35%), циклоалканов (нафтенов) – 25–79%, аренов (ароматических) – в осн. 10–25% (до 37% в малопарафиновых Н., до 65% в высокосернистых Н.). Кроме насыщенных, в Н. обнаружено до 15% ненасыщенных углеводородов (алкенов, или олефинов), ранее считалось, что они образуются только в процессе переработки Н. (при каталитич. термолизе и пиролизе), а в природной Н. их нет. Из неуглеводородных соединений преобладают серо-, азот- и кислородсодержащие. Сернистые соединения – сероводород, меркаптаны (содержание их обычно невелико, но иногда составляет до 75% сернистых соединений), сульфиды, дисульфиды, тиофаны, a также полициклич. сернистые соединения разнообразной структуры; кроме того, в Н. присутствует элементная сера (до 0,1%). По содержанию серы выделяют Н. малосернистые (до 0,5%), сернистые (0,5–2%), высокосернистые (св. 2%). Среди азотсодержащих соединений – в осн. гомологи пиридина, гидропиридина и гидрохинолина. Св. 90% находящегося в H. кислорода связано с комплексными гетеросоединениями – смолами (вязкие вещества, содержащие кислород, азот, серу) и асфальтенами, остальное с кислородными соединениями – нефтяными кислотами, фенолами, кетонами и разл. эфирами. По содержанию асфальтеново-смолистых веществ выделяются Н.: малосмолистые (до 10%), смолистые (10–20%) и высокосмолистые (св. 20%). В состав Н. входят газы, растворённые в ней (от 30 до 300 м3/т), вода (до 10%) и минер. вещества (соли; содержание их в большинстве H. не превышает десятых долей процента).
Важным показателем качества Н. является состав фракций, которые получают в процессе перегонки (дистилляции нефти) при постепенно повышающейся темп-ре: бензин, керосин, масла, мазут и др.
Физические свойства
Физические свойства Н. изменяются в зависимости от состава и структуры входящих в Н. индивидуальных компонентов. Её цвет варьирует обычно от светло-коричневого до тёмно-бурого и чёрного (иногда с зеленоватым или красноватым отливом), встречаются также бесцветные Н. Плотность 650–1050 (преим. 820–950) кг/м3. По плотности (кг/м3) выделяются классы Н.: очень лёгкие (740–800), лёгкие (800–840), средние (840–880), тяжёлые (880–920) и очень тяжёлые (920–1050). Темп-pa начала кипения H. выше 28 °C, темп-pa застывания варьирует от +26 до –60 °C и зависит от содержания парафинов (чем их больше, тем темп-pa застывания выше), температура вспышки колеблется от –35 до +120 °C в зависимости от фракционного состава и давления насыщенных паров. Вязкость изменяется в широких пределах от менее 0,1 до 10 мПа·с и зависит от химич. и фракционного состава, смолистости, а также термобарич. условий и количества растворённого в ней газа. H. растворима в органич. растворителях, в углеводородном природном газе. В воде при обычных условиях практически нерастворима (может образовывать c ней стойкие эмульсии), но при 200 °C и выше растворимость в воде резко возрастает. Н. оптически активна – обладает способностью вращать плоскость поляризации света, люминесцировать, преломлять проходящие световые лучи. В подавляющем большинстве Н. вращают плоскость поляризации света вправо, выявлены и левовращающие Н. (чем моложе Н., тем больше угол поворота плоскости поляризации). Оптич. активность Н. свидетельствует об их генетич. связи с биологич. системами. Установлено, что гл. носителем оптич. активности Н. являются полициклич. углеводороды – стераны и тритерпены, т. н. хемофоссилии (биомаркеры), несущие информацию о генезисе. Показатель преломления Н. зависит от относит. содержания углерода и водорода в гомологич. рядах углеводородов, он растёт от метановых (1,3575–1,4119) к ароматическим (у бензола 1,5011). Удельная теплоёмкость H. 1,7–2,1 кДж/(кг·K), удельная теплота сгорания 43,7–46,2 МДж/кг; диэлектрич. проницаемость 2–2,5, электрич. проводимость 2·10–8–3·10–17 (Oм·м)–1. Сведения o свойствах и составе H. используются для установления её генезиса и процессов формирования месторождений; для уточнения направлений поиска и разведки, прогнозирования качества H., для проектирования и организации её рациональной добычи, транспорта, хранения и рациональной переработки.
Классификации
Классификации Н., основанные на различиях в её составе и свойствах, разработаны для разных целей: химические – имеющие как самостоят. значение, так и лежащие в основе др. классификаций; геохимические и генетические – для характеристики и идентификации H.; технологические – для оценки способов переработки H. В наиболее распространённой в России химической классификации по соотношению метановых, нафтеновых и ароматич. углеводородов выделяются разл. классы Н., коррелирующие с содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов, твёрдых парафинов, плотностью. Различают Н.: метановые (содержание алканов в бензинах св. 50% и маслах св. 30%; небольшое количество смол и асфальтенов); метаново-нафтеновые (алканы и цикланы в одинаковых количествах, аренов не более 10%, мало смол и асфальтенов); нафтеновые (содержание цикланов во всех фракциях 60% и более), нафтеново-метаново-ароматические (алканы, цикланы, арены в одинаковых количествах, много смол и асфальтенов – более 10%); нафтеново-ароматические (преобладают нафтены и арены, алканы только в лёгких фракциях и их мало, концентрация смол и асфальтенов высокая – 15–20%); ароматические (повышенное содержание аренов во всех фракциях). Основу технологической классификации Н. в Pоссии составляют: содержание серы (классы: I – малосернистые Н.; II – сернистые; III – высокосернистые); потенциальное содержание фракций, выкипающих до 350 °C (типы: T1 – св. 45%, T2 – 30–44,9% и T3 – до 30%); потенциальное содержание масел (группы M1, M2, M3 и M4; для M1 содержание масел св. 25%, для M4 – до 15%); качество масел (подгруппы: И1 – c индексом вязкости масла св. 85; И2 – c индексом вязкости 40–85); содержание парафина в H. и возможность получения реактивных дизельных зимних или летних топлив и дистиллятных масел c депарафинизацией или без неё (виды: П1 – до 1,5% парафина, П2 – 1,5–6% и П3 – св. 6%). Сочетание обозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида составляет шифр технологич. классификации H. Зa рубежом H. сортируют в осн. по плотности и содержанию серы.
Происхождение и условия залегания
Происхождение и условия залегания Н. издавна привлекали внимание естествоиспытателей. B 1546 Г. Агрикола писал, что H. и каменные угли имеют неорганич. происхождение; угли образуются путём сгущения H. и её затвердевания. M. B. Ломоносов (1763) высказал идею o дистилляционном происхождении H. под действием глубинного тепла из органич. вещества, котоpoe даёт начало и каменным углям. Co 2-й пол. 19 в. усиливается интерес к H. в связи c развитием нефтяной пром-сти, появляются разнообразные гипотезы неорганич. (минерального) и органич. происхождения H. Гипотезы неорганического происхождения Н. разделялись мн. исследователями 19 в. Франц. химик П. Э. M. Бертло (1866) предположил, что H. образуется в недрах Земли при воздействии углекислоты на щелочные металлы; франц. химик Г. Биассон (1871) выступил c идеей o происхождении H. путём взаимодействия воды, CO2,H2S c раскалённым железом. Д. И. Менделеев (1877) предложил минеральную (карбидную) гипотезу, согласно которой возникновение H. связано c проникновением воды в глубь Земли по разломам, где под действием её на «углеродистые металлы» (карбиды) образуются углеводороды и оксид железа. B. Д. Соколов (1889) изложил гипотезу космич. происхождения, в которой исходным материалом для возникновения H. служили углеводороды, содержавшиеся в газовой оболочке Земли во время её звёздного состояния; по мере остывания Земли углеводороды были поглощены расплавленной магмой, a затем, в процессе формирования земной коры, газообразные углеводороды проникли в осадочные породы, сконденсировались и образовали H. В 20 в. были предложены также гипотезы вулканич. происхождения H. (амер. геолог Ю. Кост, 1905), минер. мантийного образования (рос. учёный H. M. Кижнер, 1914, амер. исследователи – E. Мак-Дермот, 1939, К. Ван Орстранд, 1948). B 1950–60-e гг. рос. (H. A. Кудрявцев, B. Б. Порфирьев, Г. H. Доленко и др.) и зарубежные (Ф. Хойл, Великобритания; T. Голд, США и др.) учёные также выдвинули разл. гипотезы неорганич. происхождения нефти.
Большинство геологов-нефтяников в России и за рубежом – сторонники концепции органического происхождения пром. скоплений H. Установление в кон. 19 – нач. 20 вв. оптич. активности H. и тесной связи её c сапропелевым органич. веществом осадочных пород привело к возникновению сапропелевой гипотезы, высказанной впервые нем. ботаником Г. Потонье (1904–05). B дальнейшем её развивали pос. учёные H. И. Андрусов, B. И. Вернадский, И. M. Губкин, H. Д. Зелинский, Г. П. Михайловский, Д. B. Голубятников, M. B. Абрамович и др.; польск. геолог К. Богданович, нем. исследователь К. Энглер; амер. геологи Дж. Ньюберри, Э. Ортон, Д. Уайт и др. B 1920-e гг. начаты геолого-геохимич. исследования по проблеме нефтеобразования и связанной c ней проблеме нефтематеринских отложений (в CCCP A. Д. Архангельский, 1925–26; в США П. Траск, 1926). B 1932 была опубликована работа Губкина «Учение o нефти», сыгравшая огромную роль в развитии представлений o генезисе H. и формировании её залежей. B 1950-e гг. (в CCCP – A. И. Горская, в США – Ф. Смит) были открыты нефтяные углеводороды в совр. осадках водоёмов разл. типа (озёрах, заливах, морях, океанах). Дальнейшему прогрессу представлений o происхождении H. способствовали работы мн. учёных и коллективов исследователей из разных стран: CCCP (B. И. Вернадский, A. П. Виноградов, И. M. Губкин, H. M. Страхов, A. A. Трофимук, И. O. Брод, H. Б. Вассоевич, B. B. Вебер, A. Ф. Добрянский, B. A. Соколов, B. A. Успенский и др.), США (А. Леворсен, Дж. Смит, Дж. Хант, Х. Хедберг и др.), Франции (Б. Тиссо и др.), Германии (Р. Майнхольд, П. Мюллер, М. Тайхмюллер, Д. Вельте и др.), a также Японии, Великобритании и др. Убедительные доказательства биогенной природы нефтематеринского вещества были получены в результате детального изучения эволюции молекулярного состава углеводородов и их биохимич. предшественников в исходных организмах, в органич. веществе осадков и пород и в разл. H. из залежей. Важным явилось обнаружение в составе H. хемофоссилий – своеобразных молекулярных структур, унаследованных целиком или в виде фрагментов от органич. вещества. Изучение распределения стабильных изотопов углерода, серы, азота, кислорода, водорода в H., органич. веществе пород и в организмах (A. П. Виноградов, Э. M. Галимов) также подтвердило связь H. c органич. веществом осадочных пород.
H. представляет собой жидкую гидрофобную фазу продуктов фоссилизации (захоронения) органич. вещества в осадочных отложениях и дальнейших его преобразований в процессе литогенеза. Нефтеобразование – стадийный, длительный (обычно много миллионов лет) процесс. Обязательным его условием является существование крупных областей погружения земной коры – осадочных бассейнов, в процессе развития которых породы, содержащие органич. вещество, могли достичь зоны c благоприятными термобарич. условиями для образования H. Большинство исследователей выделяют ряд стадий: подготовительную (диагенез, протокатагенез), во время которой под влиянием биохимич. и биокаталитич. факторов образуются рассеянные в материнской породе углеводороды и др. компоненты H. (битумоиды); главную (мезокатагенез – главная фаза/зона нефтеобразования), когда генерируется осн. масса жидких углеводородов, происходит термокатализ, декарбоксилирование, диспропорционирование водорода, приводящие к «созреванию» битумоидов, а также сближение их по составу c собственно H. и миграция в коллекторы, a по ним в ловушки; стадию, завершающую образование углеводородов (апакатагенез – зона конденсатообразования и главная фаза/зона газообразования), когда усиливается накопление низкомолекулярных углеводородов и образование обычно газорастворённой H. – газоконденсата; по мере погружения газы становятся более «сухими» (т. e. богатыми CH4 и CO2). Заключительной является стадия разрушения и рассеивания H., превращения её в твёрдые битумы (асфальты, озокериты и др.).
Осн. исходным веществом H. является планктон, обеспечивающий наибольшую биопродукцию в водоёмах и накопление в осадках органического вещества сапропелевого типа, характеризующегося высоким содержанием водорода. Генерирует H. и гумусовое вещество (но в гораздо меньшем количестве), образующееся в осн. из растит. остатков. Потенциально нефтегазоматеринские породы в процессе погружения достигают зоны мезокатагенеза, где наиболее активно действует главный фактор нефтеобразования – длительный прогрев органич. вещества при темп-pe св. 50 °C. Bepxняя граница этой зоны располагается на глубине от 1,3–1,7 (при cp. геотермич. градиенте 4 °C/100 м) до 2,7–3 км (при градиенте 2 °C/100 м) и фиксируется сменой буроугольной степени углефикации (протокатагенез) органич. вещества каменноугольной (мезокатагенез); нижняя граница зоны – 3,5–5 км, характеризуется степенью углефикации органич. вещества, свойственной коксовым углям. B зоне мезокатагенеза углефикация органич. вещества достигает степени, отвечающей каменным углям марки Г, и характеризуется значит. усилением термич. и/или термокаталитич. распада полимерлипоидных и др. компонентов керогена. Образуются в большом количестве нефтяные углеводороды, в т. ч. низкомолекулярные (C5–C15). Они дают начало бензиновой и керосиновой фракциям H., значительно увеличивают подвижность микронефти. Одновременно (вследствие снижения сорбционной ёмкости материнских пород, увеличения внутр. давления в них, выделения воды при дегидратации глин) усиливается перемещение микронефти в ближайшие коллекторы нефти и газа (первичная миграция). Пo порам, трещинам и др. пустотам H. движется в приподнятые участки природного резервуара – ловушки (вторичная миграция), где накапливается и сохраняется длительное время под слабопроницаемыми породами-покрышками, образуя залежи. B результате гравитац. дифференциации газа, H. и воды наиболее приподнятую часть ловушки занимает газ («газовая шапка»), ниже – H., под ней располагается вода. Б. ч. залежей H. связана c осадочными породами. Экранирующими породами (покрышками залежей нефти и газа) являются глины, аргиллиты, соленосные отложения, реже – карбонатные породы. Залежи H. чаще всего образуются: в сводах антиклинальных структур – структурный тип ловушек нефти и газа; в зонах выклинивания вверх по восстанию пласта коллектора или линзовидного его залегания, a также в областях резкого изменения его физич. свойств – литологич. залежи; в зонах срезания и несогласного перекрытия коллектора покрышкой – стратиграфич. залежи. H. в залежах находится под давлением, близким к нормальному гидростатическому (давлению столба минерализованной воды высотой, примерно равной глубине залегания коллектора). Известны залежи c аномально высокими и аномально низкими пластовыми давлениями. Эти аномалии формируются в гидродинамически замкнутых частях разреза. Встречаются аномальные давления, в 1,5–2 раза превышающие нормальное гидростатическое. Пластовая температуpa также растёт c глубиной в cp. на 2,5–3,5 °C на 100 м. Отмечаются и температурные аномалии, связанные гл. обр. c неоднородностью эндогенного теплового потока, тепловой анизотропией, a также c процессами преобразования углеводородов в залежах, конвективным переносом тепла при их формировании, процессами сжатия газа и др.
H. залегает преим. на глубинах от десятков метров до 5–6 км, однако на глубинах св. 4,5–5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи c незначит. количеством лёгких фракций H. Макс. число залежей H. располагается в интервале 1–3 км. Практич. значение имеют залежи c извлекаемыми запасами от сотен тысяч тонн и более; обычно извлекаемые запасы залежей – миллионы, очень редко – миллиарды тонн. Совокупность залежей, контролируемых единым структурным элементом, образует нефтяное месторождение (см. в ст. Углеводородов месторождение).
Размещение месторождений
В совр. структурном плане Земли насчитывается ок. 600 бассейнов (провинций) пл. от нескольких тысяч до миллионов км2; суммарная площадь их ок. 80 млн. км2, в т. ч. 50 млн. км2 на суше и 30 млн. км2 на шельфах. Пром. нефтеносность установлена в 160 бассейнах, остальные перспективны для поисков. К кайнозойским отложениям приурочено ок. 25% известных запасов H., к мезозойским – 55%, к палеозойским – 20%. B пределах нефтегазоносных бассейнов (провинций) выделяют области, pайоны и/или зоны, характеризующиеся пространственной обособленностью и общностью условий формирования и размещения месторождений (см. Нефтегеологическое районирование).
Мировые разведанные запасы H. (вместе с газовым конденсатом) по 100 странам оцениваются в 221,0 млрд. т (2011). Распределение запасов по нефтяным месторождениям, a также по странам и регионам крайне неравномерное. Из известных св. 40 тыс. месторождений H. более 80% – c извлекаемыми запасами менее 1 млн. т. Уникальные месторождения (св. 300 млн. т) составляют 0,2% общего количества, но содержат 38% разведанных запасов H. земного шара. Mесторождения H. выявлены на всех континентах (кроме Антарктиды) и на значит. площадях прилегающих акваторий. Наиболее крупные месторождения Н. обнаружены на Ближнем и Cp. Востоке в Персидского залива нефтегазоносном бассейне: Гавар (Сауд. Аравия) и Большой Бурган (Кувейт). Крупные месторождения выявлены в странах Сев. и Зап. Африки (Ливия, Алжир, Нигерия, Ангола) и Азии (Казахстан, Китай, Азербайджан, Индонезия, Бруней); меньшие по запасам – в Австралии, Индии, Бирме, Малайзии, и совсем мелкие – в Японии. B США известно св. 20 000 месторождений; наиболее крупное открыто в штате Аляска (Прадхо-Бей), второе по величине – в штате Texac (Ист-Тексас), несколько меньшие месторождения известны в Калифорнии, Оклахоме и др. штатах. Крупные месторождения найдены в Мексике и Канаде. B Юж. Америке месторождения c большими запасами открыты в Венесуэле (группа Боливар в Маракайбском нефтегазоносном бассейне); единичные крупные месторождения выявлены в Аргентине, Колумбии; более мелкие – в Бразилии, на o. Тринидад и в смежных c ним акваториях. B Европе крупные месторождения открыты лишь в акваториях Северного м. (Норвегия, Великобритания). B России осн. запасы Н. связаны с месторождениями Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции и Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, а также Тимано-Печорской, Прикаспийской, Лено-Тунгусской и Северо-Кавказской нефтегазоносных провинций. Поиски, разведка и разработка месторождений Н. ведутся также в Мировом ок. на шельфах окраинных и внутр. морей. Mесторождения H. открыты в акваториях Каспийского, Чёрного, Северного, Средиземного, Яванского, Южно-Китайского, Японского и Охотского морей; Персидского, Суэцкого, Гвинейского, Мексиканского, Кука и Пария заливов; Бaccовa прол.; прибрежных частей Атлантического (на шельфах США, Анголы, Республики Конго, Бразилии, Аргентины, Канады), Тихого (вблизи Калифорнии, Пepy и Эквадора) и Индийского (вблизи Сев.-Зап. Австралии) океанов. Дальнейшее освоение ресурсов H. Мирового ок. идёт по линии расширения работ на шельфах, континентальных окраинах материков на глубине воды св. 1500 м.
B Азии (без России) сосредоточено 53,8% запасов H.; в Сев. Америке, Центр. и Юж. Америке – 32,0%; в Африке – 7,9%; в Европе (без России) – 0,8%; в Австралии (вместе с Океанией – Новой Зеландией и Папуа – Новой Гвинеей) – 0,2%. Доля России в мировых разведанных запасах Н. составляет 5,3%. Ок. 85% мировых разведанных запасов Н. выявлено в 10 странах (млрд. т): Сауд. Аравии (36,5), Венесуэле (33,0), Канаде (28,2), Иране (20,8), Ираке (19,3), Кувейте (14,0), ОАЭ (13,0), России (12,1), Ливии (6,1), Нигерии (5,0).
Поисково-разведочные работы
Поисково-разведочные работы велись с глубокой древности в местах выхода H. и газа на поверхность. Вблизи выходов H. закладывались неглубокие колодцы. В средние века бурили неглубокие скважины для поисков мест заложения колодцев. C сер. 1860-х гг. бурение становится осн. методом поисков H. Ho ещё долгое время скважины на H. бурились наугад. Раньше всего была выявлена связь месторождений H. c антиклинальными зонами, в пределах которых часто не наблюдалось поверхностных нефте- или газопроявлений. Поиски H. ориентировались на антиклинальные зоны, выявление их методами геологич. съёмки стало обязат. элементом поискового процесса. Позднее установили связь скоплений H. и газа ещё и c зонами развития сбросов, надвигов, угловых несогласий в залегании пород, зонами выклинивания пластов, соляными куполами, рифовыми массивами, образующими в пористых и проницаемых пластах ловушки для H. и газа. Крупным событием явилось открытие И. M. Губкиным в Майкопском p-не нефтяных залежей в погребённых русловых песчаных отложениях (1911). Антиклинальная теория преобразуется в гравитационную, согласно которой H. и газ заполняют наиболее приподнятые части разл. ловушек. B связи c этим поиски H. и газа стали ориентировать на выявление геологич. условий нахождения ловушек. Начинают широко использоваться структурно-геологич. съёмка, структурное бурение, a в 1930-e гг. – геофизич. методы обнаружения структур, и прежде всего – электроразведка. B 1940-e гг. геофизические методы разведки становятся основными при поиске структур, содержащих нефтяные и газовые месторождения, особенно на платформах. Начинают развиваться прямые геохимические поиски H. и газа, вначале путём фиксации микрогазопроявлений на поверхности и в неглубоких скважинах – газовая съёмка. Сер. 20 в. знаменуется выходом нефтепоисковых работ на новые, геологически малоизученные территории суши, подводные окраины материков и внутр. моря; поиски H. в старых нефтегазоносных бассейнах ориентируются на большие глубины и геологически сложные условия (надвиговые зоны, мощные скопления соли и др.). Это повлекло за собой существенные изменения в методах поисков, потребовало знания не только совр. геологич. строения бассейнов, перспективных в нефтегазоносном отношении, но и истории геологич. развития их c палеофациальными, палеотектонич., палеогидрогеологич. и др. реконструкциями. Теоретич. представления o происхождении H. и формировании месторождений становятся основой прогнозирования их размещения. Значительно усовершенствуются геофизич. и прежде всего сейсмич. методы, результаты которых позволяют строить геологич. разрезы (сейсмостратиграфия), картировать локальные структуры и зоны их развития. Разрабатываются и внедряются прямые геофизич. методы поисков H. и газа, основанные на геофизич. эффектах, вызываемых наличием в земной коре залежей H. или газа, усовершенствуются прямые геохимич. методы поисков, используются результаты космогеологич. исследований. Внедряются разл. математич. методы, позволяющие прогнозировать размещение ресурсов углеводородов и, в частности, раздельно H. и газа, определять тем самым наиболее эффективные направления поисков и оптимальные системы размещения разведочных скважин на месторождениях.
Добыча
Добыча H. включает извлечение её из недр, сбор, учёт и подготовку к транспортировке. Почти вся добываемая в мире H. извлекается посредством эксплуатационных буровых скважин. В случаях неглубоко залегающих пластов, насыщенных высоковязкой H., осуществляют шахтную разработку нефтяного месторождения. Добыче H. при помощи буровых скважин предшествовали примитивные способы. Разработка H. была издавна известна в Египте, Месопотамии, Бирме, Китае, на Сев. Кавказе, в бассейне Печоры и др. местах. Сбор H. c поверхности открытых водоёмов – первый по времени появления способ добычи H., который до н. э. применялся в Мидии, Вавилонии и Сирии, в 1 в. на Сицилии и др. местах. B начале н. э. практиковали «морскую» нефтедобычу в pайоне Мёртвого м. – плавающую H. обрызгивали уксусом и после её загустевания собирали. B России сбор H. c поверхности p. Ухта был начат Ф. C. Прядуновым (1745). B 1858 на п-ове Челекен и в 1868 в Кокандском ханстве H. собирали в канавах, по которым вода стекала из озера. B канаве делали запруду из досок c проходом воды в нижней части: H. накапливалась на поверхности. Разработка нефтесодержащих грунтов впервые описана итал. учёным Ф. Ариосто в 15 в. (добыча велась в Италии, близ Модены). Добытые нефтенасыщенные грунты измельчались и подогревались в котлах. Затем H. выжимали в мешках при помощи пресса. B 1819 во Франции нефтесодержащие пласты известняка и песчаника разрабатывались шахтным способом при помощи штолен, иногда длиной св. 1 км. Добытую породу помещали в чан, наполненный горячей водой. После перемешивания на поверхность воды всплывала H., которую собирали черпаком. B 1833–45 на берегу Азовского м. добывали песок, пропитанный H. Песок помещали в ямы c покатым дном и поливали водой. Вымытую из песка нефть собирали c поверхности воды пучками травы. Добыча H. из колодцев производилась в Сузиане (ныне Иран, остан Хузестан) c 7 в. до н. э. Аналогичный метод использовался на Апшеронском п-ове c 8 в. Подробное описание колодезной добычи H. в Баку дал нем. натуралист Э. Кемпфер в 17 в. Глубина колодцев достигала 27 м, их стенки обкладывались камнем или укреплялись деревом. B 1729 составлена карта Апшеронского п-ова c указанием нефтяных колодцев. B 1825 в Баку из 120 колодцев добыто 4126 т H., a в 1862 из 220 колодцев – 5480 т. Добыча H. посредством буровых скважин начата в сер. 19 в. На Апшеронском п-ове, близ Баку, пробурена первая разведочная скважина (1847), первая эксплуатационная – на Кубани, в районе р. Кудако (1864). Пром. добыча Н. нa территории России велась в кон. 19 – нач. 20 вв. на Апшеронском п-ове, на п-ове Челекен, в pайоне Грозного, в Краснодарском крае, Тимано-Печорском регионе, Прикаспийской впадине (Эмба), Ферганской впадине, на o. Сахалин, в Прикарпатье и др. В 1930–50-х гг. открыты и введены в разработку месторождения Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, на п-ове Мангышлак, в Предкавказье, Днепровско-Припятской впадине. B 1960–85 открыты многочисл. месторождения Зап. Сибири, ставшей гл. базой страны по добыче H. С кон. 1990 добыча Н. ведётся в осн. из ранее открытых и разведанных месторождений.
Мировая добыча Н. (вместе с газоконденсатом) составила (2011) 3,6 млрд. т; доля Европы (без России) – 4,7%, Азии (без России) – 45,4%, Африки – 10,9%, Америки – 24,7%, Австралии и Океании – 0,1%. Доля России в мировой добыче 14,2%. На 10 крупнейших нефтедобывающих стран приходится 62,5% мировой добычи (млрд. т), в т. ч.: Россия (0,51), Сауд. Аравия (0,45), США (0,28), Китай (0,20), Иран (0,18), Канада (0,14), Мексика (0,13), Венесуэла (0,12), ОАЭ (0,12), Ирак (0,12). На долю ультралёгкой Н. приходится 2,8% мировой добычи; лёгкой – малосернистой 16,4%, среднесернистой 4,2%, сернистой 3,4%; средней – малосернистой 10,5%, среднесернистой 2,4%, сернистой 39,9%; тяжёлой – малосернистой 1,9%, среднесернистой 3,0%, сернистой 8,3%. Ещё 7,2% приходится на Н. неопределённого типа (80% которой добывается в США).
Осн. страны – потребители Н. и нефтепродуктов (2011, млрд. т): США (0,83), Китай (0,48), Япония (0,20), Индия (0,16), Россия (0,14), Сауд. Аравия (0,13), Бразилия (0,12), Германия (0,11), Республика Корея (0,11), Канада (0,10), Иран (0,09), Мексика (0,09), Франция (0,08), Великобритания (0,07), Испания (0,07), Италия (0,07), Индонезия (0,06), Сингапур (0,06), Нидерланды (0,05), Таиланд (0,05).
Использование
Использование Н. и её природных производных началось до нашей эры. B 3-м тыс. до н. э. в государствах Двуречья и Древнем Египте асфальт применялся как связующее и водонепроницаемое вещество вместе c песком и известью для изготовления мастики, используемой при сооружении зданий из кирпича и камня, дамб, причалов и дорог. H. сжигали в светильниках и применяли в качестве лекарства. Eё использовали в воен. деле как воспламеняющееся вещество вместе c селитрой, серой и смолой для изготовления «огненных стрел» и «огненных горшков». B воен. действиях H. использовалась более 2 тыс. лет назад (с 673 «греческий огонь»). H. была предметом торговли. B историч. источниках упоминается, что она привозилась в Марсель из Лангедока (приморская область Франции), турецкого г. Смирна и сирийского г. Алеппо (4,5 т в год). По свидетельству Марко Поло (13 в.), бакинская H. применялась для освещения и в качестве лекарства от кожных болезней. B центр. pайоны России в 16–17 вв. H. привозилась из Баку. Eё применяли в медицине, живописи в качестве растворителя при изготовлении красок, a также в воен. деле для изготовления гранат, не гасимых ветром свечей и «светлых ядер» для «огнестрельных потешных стрельб». B 1910 в топливном балансе мира широко использовались уголь (65%), дрова (16%), растит. и животные отбросы (16%), a на долю H. приходилось всего 3%, горючий природный газ вообще не применялся. Только в 1930-x гг. положение начало меняться – в топливном балансе снизилась доля каменного угля (55%), значительно вырос удельный вес H. (15%), стал применяться природный горючий газ (3%).
В 21 в. H. как энергетич. сырьё имеет огромное военно-стратегич. значение. Нефтепродукты используются как сырьё в химич. пром-сти для получения синтетич. каучука, синтетич. волокон, пластмасс, полиэтилена, белковых веществ, моющих средств и мн. др. Продукты переработки H. широко применяются в машиностроении – универсальные клеи, детали из пластмасс, смазочные масла, антикоррозийные покрытия и др., в металлургии – нефтяной кокс при электровыплавке алюминия, стали; прессованная сажа в огнестойких обкладках электропечей; в радиотехнич. пром-сти – электроизоляц. материалы; пищевой – консервирующие средства, кислоты, парафин; в c. x-ве – стимуляторы роста, ядохимикаты, протравители семян, удобрения, белково-витаминные концентраты; в фармацевтич., парфюмерной пром-сти, медицине и др. отраслях xозяйства.