Báo cáo: Sản xuất dầu mỏ

§aÞ häc quèc gia hµ néi ®¹i häc khoa häc tù nhiªn Khoa ĐỊA LÝ =========== BÀI BÁO CÁO Dầu mỏ Nhóm thực hiện: Phạm Thị Liên Hoàng Thị Lý Nguyễn Thị Thúy Trần Lệ Thanh Vũ Thị Hoài Vân 1 Mục lục I. Tổng quan 1. Các khái niệm cơ bản 2. Quá trình hình thành 3. Tính chất của dầu mỏ 3.1 Tính chất vật lý 3.2 Tính chất hóa học 4. Ứng dụng II. Hiện trạng 1. Đặc điểm phân bố ,trữ lượng 2. Khai thác 3. Chế biến 4. Tác động đến môi trường I.Tổng quan: Ngày nay, khi xã hội càng phát triển thì nhu cầu sử dụng và khai thác tài nguyên ngày càng tăng. Bình quân đầu người trong một ngày ở giai đoạn cách mạng nông nghiệp (cách đây chừng 10 – 12 vạn năm) là 4000 – 5000 kcal.Giai đoạn bắt đầu đô 2 thị khi nông nghiệp truyền thống khá phát triển (vào khoảng 500 năm trước Công nguyên) đã là 12000 kcal . Vào thế kỉ XV đến khoảng 1850 là 26.000 kcal. Hiện nay ở các nước công nghiệp phát triển con số ấy là 200.000 kcal. Trên hình ta có thể thấy cho thấy sự gia tăng rất lớn trong tiêu thụ năng lượng trên thế giới đã diễn ra trong khoảng 200 năm qua. Việc gia tăng này chủ yếu từ tăng cường sử dụng nhiên liệu hóa thạch (dầu mỏ, than). Trong đó, tính đến năm 1979, toàn thế giới đã tiêu thụ 64 triệu tấn dầu mỏ. Từ 2009 đến 2010 tiêu thụ dầu toàn cầu tăng 2,8 triệu thùng dầu mỗi ngày. Từ năm 2010 đến năm 2011, tiêu thụ tăng 1 triệu thùng dầu mỗi ngày. Năm 2011 là 88.9 triệu tấn/ ngày. 3 Nguồn dự trữ khổng lồ dầu mỏ và khí đốt nằm ở Trung Đông (≈ 64%). Người ta dự đoán dầu mỏ còn sử dụng khoảng 37 – 42 năm nữa. Tuy nhiên con số này chỉ mang tính tương đối. và có nhiều ý kiến khác nhau về trữ lượng dầu mỏ mà chúng ta có hiên này. Đài Tiếng nói nước Nga đưa tin, theo các nghiên cứu của Hội đồng năng lượng thế giới (WEC), trong lòng đất còn 223 tỷ tấn dầu và 209.000 tỷ mét khối khí đốt. Với mức độ tiêu thụ hiện tại, khối lượng này sẽ chỉ đủ dùng trong khoảng 50 năm nữa. Trong khi đó Theo con số công bố gần đây nhất của Hãng BP (công ty năng lượng toàn cầu cả Anh), trữ lượng xác minh của dầu trên thế giới có thể khai thác được là khoảng 234 tỉ tấn, mỗi năm cả thế giới tiêu thụ khoảng 4 tỉ tấn. Do đó, với mức tiệu thụ như hiện nay, lượng dầu này có thể sử dụng được trong khoảng 60 năm. Năm 2006, các nhà khoa học Mỹ là Colin Campbell và Jean Laharrere (số liệu được báo“Rossiyskaya Gazeta” dẫn) cho rằng nhân loại có khả năng khai thác 1 nghìn tỉ thùng dầu theo cách hiện nay. Trước đó, vào năm 2000 Hiệp hội Địa lý Mỹ đánh giá trữ lượng dầu mỏ thế giới là 3 nghìn tỉ thùng. 4 Dầu mỏ không những được coi là một những loại khoáng sản cháy mà nó còn được xếp vào loại tài nguyên không phục hồi. Trong bài báo cáo này, chúng tôi sẽ giới thiệu về dầu mỏ là một trong những loại tài nguyên không phục hồi để thấy mức độ cấp thiết, quan trọng của việc tiết kiệm và sử dụng hợp lý loại tài nguyên này. 1. Các khái niệm cơ bản: Theo Bách khoa toàn thư việt Nam: Tài nguyên năng lượng là tất cả các dạng vật chất có thể sử dụng để cung cấp nhiệt nhằm duy trì các hoạt động sống của các sinh vật trên Trái Đất và phục vụ các hoạt động sống của con người như sưởi ấm, đun nấu, sản xuất, vv… · Tài nguyên được chia làm 3 loại: · Tài nguyên không phục hồi (than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên, vv.), · Tài nguyên có thể phục hồi (gỗ củi, các loại thực vật, phân động vật phơi khô, vv.), · Tài nguyên phục hồi (năng lượng Mặt Trời, năng lượng địa nhiệt, điện năng sinh ra từ việc lợi dụng năng lượng các dòng chảy, vv…). · Dầu mỏ là chất lỏng màu đen, xám nâu, là hợp chất của nhiều loại cacbuahydro lỏng. Thành phần hóa học của dầu mỏ chủ yếu là C và H (chiếm 95 – 98%). Dầu mỏ được cấu thành từ các dãy hợp chất cacbuahydro: metan, polymetylen và cacbuahydro thơm, cũng như các hợp chất nitơ và oxy. 5 · Dầu mỏ và khí tự nhiên là hai “chị em sinh đôi” và phần nhiều bắt gặp ở lòng đất dưới đáy thềm lục địa và sườn lục địa. · Có nhiều loại dầu mỏ khác nhau do việc hình thành nên chúng được bắt đầu từ các vật thể nhỏ bé khác nhau dưới độ sâu và áp suất khác nhau trong những thời kì địa chất khác nhau. 2. Quá trình hình thành Có 2 giả thuyết chính: Thuyết vô cơ và thuyết hữu cơ. · Thuyết vô cơ (Dmitri Ivanovich Mendeleev - cuối TK 19) Dầu mỏ được phát sinh từ phản ứng hóa học giữa các hợp chất chứa carbon (muối cacbonnat, cacbua kim loại…) và nước (chứa Hidro) tại nhiệt độ và áp suất cao ở độ sâu trong lòng đất với sự có mặt của các chất xúc tác như các loại sét. Đa số các nhà khoa học không chấp nhận vì việc tổng hợp các chất vô cơ thành các chất hữu cơ về nguyên tắc có thể thực hiện được nhưng là vô cùng khó khăn. · Thuyết hữu cơ Theo thuyết này dầu khí có nguồn gốc từ xác các động thực vật được chôn sâu trong lòng đất. Trong điều kiện yếm khí với áp suất và nhiệt độ thích hợp và dưới tác dụng của các chất xúc tác vô cơ hoặc các vi sinh vật các xác sinh vật này được chuyển thành các hydrocacbon, cũng như các chất hữu cơ khác. Điều này giúp lý giải dễ dàng sự có mặt trong dầu của 1 số chất hữu cơ nói trên mà thuyết vô cơ đành phải gán cho sự “bí ẩn của thiên nhiên”. Như vậy để có 6 những túi dầu lớn như đã phát hiện ở Arap xeut, Iran, Irac, cooet thì khối lượng xác sinh vật đã bị chôn vùi hàng chục triệu năm trước đây phải hết sức khổng lồ. Chính điều này đã gây ra sự khó hiểu đối với thuyết hữu cơ. Tuy nhiên theo lý thuyết hình thành các mỏ dầu khí thì không nhất thiết dầu khí sinh ra ở đâu chỉ cư trú ở đó, chúng có thể di chuyển ra nơi khác nếu ở đó không có đủ điều kiện giữ chúng lại. Các mỏ dầu khí thường có các kiểu cấu trúc lồi dạng vòm, dạng nêm, vòm muối diapia… Cấu trúc cơ bản của mỏ dầu gồm 3 lớp: Lớp đá chứa dầu Lớp đá chắn Lớp đá sinh dầu *Lớp đá chứa dầu Trong quá khứ địa chất, khí hậu ấm áp và ẩm ướt, ở các vịnh, cửa sông, nước biển rất giàu chất dinh dưỡng và chất hữu cơ từ nước sông chảy ra khiến cho các sinh vật ở đây sinh sôi và phát triển vô cùng mạnh mẽ, đặc biệt là rong tảo và phù du. Theo tính toán, trong tầng nước bề mặt đại dương đến độ sâu khoảng 100m 7 nước chỉ riêng tàn tích sinh vật phù du chết có thể sản sinh đến 60 tỉ tấn chất hữu cơ 1 năm. Khi các sinh vật này chết đi, xác của chúng sẽ chìm xuống đáy biển thành tầng tầng lớp lớp, sau đó bị các lớp trầm tích chôn lấp. Chuyển động của các mảng kiến tạo, sự sụt lún nhanh và vượt trội bồi lắng trầm tích => Vật chất hữu cơ bị chôn vùi nhanh. Theo thời gian, xác chúng bị vùi lấp trong điều kiện thiếu oxy + áp lực nén của các lớp trầm tích => nhiệt độ tăng và các vi sinh vật yếm khí phát huy tác dụng phân hủy, các sinh vật thôi rữa dần biến thành dầu khí dưới dạng phân tán. Các vật liệu hữu cơ ban đầu bị biến thành các hạt vi dầu cùng quá trình tạo đá chung của tầng đá mẹ trong điều kiện địa chất kiến tạo khu vực. Điều kiện hóa lý của quá trình này t 0 = 50 – 80 0 C; P=350 atm. Việc tách các hạt vi dầu ra khỏi tầng đá mẹ xảy ra ở nhiệt độ và áp suất cao hơn (t 0 = 250- 200 0 C; P=1700 – 2000 atm). Trong tự nhiên, dầu mỏ thường nằm trong các loại đá trầm tích: đá vôi, đá đolomit, …Dầu mỏ có trong trầm tích tất cả các tuổi từ Cambri đến Plioxen. Các mỏ dầu lớn trên thế giới thường tập trung trong trầm tích Neogen, Paleogen và Mezozoi. Oil window hay ngưỡng sinh dầu của dầu mỏ nằm trong khoảng 650 – 1500 C ở độ sâu 2133m- 5486 m. Các số liệu phân tích điều kiện hóa lý các tầng chứa dầu cho thấy, sự hình thành dầu khí trong đá sét xảy ra ở độ sâu 1,5 – 2,5km với nhiệt độ 80 -150 0 C. *Lớp đá chứa dầu Dầu lỏng được tích lại trong các thành tạo đá có lỗ rỗng như đá cát hoặc cát bột, chiếm 10 -30% không gian rỗng hơn 1 nửa không gian rỗng còn lại là do nước chiếm chỗ. Chất lượng của tầng chứa được quyết định bởi 2 thuộc tính quan trọng: Khả năng chứa (độ rỗng) và khả năng di chuyển của dòng dầu khí trong môi trường rỗng (độ thấm). 8 *Lớp đá sinh dầu Các đá hạt mịn như đá sét thường đóng vai trò là đá chắn dầu, phân bố ở trên đá chứa dầu. Một cấu tạo địa chất trong lòng đất chỉ có thể là một mỏ dầu hoặc mỏ khí nếu nó đáp ứng các tiêu chí sau: - Phải là nơi sinh ra dầu khí hoặc tiếp nhận dầu khí từ nơi khác di chuyển đển - Phải có khả năng giữ được dầu khí tức là phải có cấu trúc tạo đá rỗng - Phải có tầng chắn ngăn không cho dầu khí thoát lên khí quyển. Ngoài ra còn có trường hợp các mỏ chứa dầu ở tầng đá móng là loại đá theo khái niệm thông thường không có độ rỗng nào cả nhưng các hệ thống khe nứt của nó có thể chứa dầu di chuyển từ các nơi khác đến. 3.Tính chất của dầu mỏ 3.1.Tính chất vật lý 9 Dầu mỏ là chất lỏng sánh, màu nâu đen, có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước, không tan trong nước, tan tốt trong benzen, ete,cacbondisunfua,cloroform, không dẫn điện Tỉ trọng của dầu mỏ từ 0.75 – 0.97 g/cm3, trung bình là 0.8 – 0.9 g/cm3 Dầunặng:>0.9g/cm3Dầunhẹ:0.85–0.9g/cm3 1. Thành phần cất Dầu mỏ và các sản phẩm của nó là hỗn hợp của nhiều các hợp chất hydrocacbon có nhiệt độ sôi trong khoảng rộng. Thành phần cất là khái niệm dùng để biểu diễn phần trăm của mẫu bay hơi trong điều kiện tiến hành thí nghiệm theo nhiệt độ hoặc ngược lại. Thục tế người ta sử dụng những khái niêm sau: Nhiệt độ sôi đầu: Là nhiệt độ đọc được trên nhiệt kế vào lúc giọt chất lỏng ngưng tụ đầu tiên chảy ra từ cuối ống ngưng tụ. Nhiệt độ sôi cuối: Là nhiệt độ cao nhất đạt được trong qúa trình chưng cất. Nhiệt độ sôi 10% (t10%), t50%, t90%, t95%, Là nhiệt độ đọc trên nhiệt kế tương ứng khi thu được 10%, 50%, 90%, 95% chất lỏng ngưng tụ trong ống thu. Đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa phần cất thu đươc và nhiệt độ được gọi là đường cong chưng cất. Tuỳ theo thiết bị sử dụng khi tiến hành chưng cất mà ta có nhiều loại đường cong khác nhau như đường cong chưng cất đơn giản, đường cong điểm sôi thực … 2. Nhiệt độ sôi trung bình của phân đoạn. Thành phần chưng cất của phân đoạn dầu mỏ có liên quan nhiều đến các tính chất sử dụng của phân đoạn, nhưng các tính chất vật lý trung bình của phân đoạn như độ nhớt, tỷ trọng, trọng lượng phân tử, hệ số đặc trưng, nhiệt cháy, các tính chất tới hạn lại có liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ sôi trung bình của phân đoạn đó. Nhiệt độ sôi trung bình của phân đoạn dầu mỏ xác định dựa theo đường cong chưng cất. 3. Áp suất hơi bão hoà. Áp suất hơi đặc trưng cho tính chất các phân tử ở bề mặt pha lỏng có xu hướng thoát khỏi bề mặt này để chuyển sang pha hơi ở nhiệt độ nào đó. Áp suất hơi bảo hoà chính là áp suất hơi mà tại đó thể hơi nằm cân bằng với thể lỏng trong một nhiệt độ nhất định Sự sôi của một hydrocacbon hay của một phân đoạn dầu mỏ chỉ xảy ra khi áp suất hơi của nó bằng với áp suất hơi của hệ. Vì vậy, khi áp suất hệ tăng lên, nhiệt độ sôi của nó 10 [...]... lớn aspirin được sản xuất từ benzen – một hydrocarbon được chiết xuất từ dầu mỏ 21 Các chất chiết xuất từ dầu mỏ được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực sản xuất các đồ dùng cho trẻ em.Một trong những sản phẩm nổi bật là sáp màu, mà sáp thì được chiết xuất từ dầu mỏ. Ngoài ra, sáp còn dùng để sản xuất nến và tăng độ bóng cho sôcôla Ngày nay, kẹo cao su thường có hai loại.Một loại được sản xuất từ nhựa của... được sản xuất từ những chất dẻo và sáp – chiết xuất từ dầu mỏ. Loại kẹo cao su sản xuất từ dầu mỏ có ưu điểm là chi phí thấp.Tuy nhiên, loại kẹo sản xuất từ nhựa cây tự nhiên vẫn được người tiêu dùng ưa chuộng hơn Bông là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất quần áo.Tuy nhiên, một số sản phẩm quần áo đòi hỏi phải có khả năng chống nhăn và bền Vì thế, các nhà sản xuất đã tổng hợp một số chất có từ dầu mỏ để... của phân đoạn 3.2 Tính chất hóa học Thành phần hoá học của dầu mỏ nói chung rất phức tạp Khi khảo sát thành phần của nhiều mỏ dầu trên thế giới, đều thấy không dầu nào giống hẳn dầu nào, có bao nhiêu mỏ dầu thì có bấy nhiêu loại dầu mỏ Ngay trong bản thân một lổ khoan, dầu mỏ lấy từ các tầng dầu khác nhau, cũng đều khác nhau Tuy vậy trong dầu mỏ đều có một điểm chung là thành phần các hợp chất hydrocacbon... Mất nhiềt sản phẩm dầu mỏ - Tạo nhiều bã thải Do vậy ngày nay ta dùng phương pháp này để làm sạch dầu bôi trơn 5 Tác động Nguyên nhân gây ô nhiễm dầu mỏ: Tàu chở dầu bị nạn đắm trên các đại dương Hoạt động của các hệ thống cảng biển trong vùng nước ven bờ Sự cố trên giàn khoan dầu Khai thác dầu trong thềm lục địa Chế biến dầu tại các cơ sở lọc dầu ven biển Rò rỉ, tháo thải dầu trên đất liền dầu quá... Bình Dương 26 Trữ lượng dầu khí phát hiện Việt Nam được xếp vào các nước xuất khẩu dầu mỏ từ năm 1991 khi sản lượng xuất được vài ba triệu tấn Đến nay, sản lượng dầu khí khai thác và xuất khẩu hàng năm đạt vào khoảng 20 triệu tấn/năm Tính đến 31-12-2009 đã có trên 70 phát hiện dầu khí, tuy nhiên chỉ có 51 phát hiện được đưa vào đánh giá thống kê trữ lượng Trong đó có 24 phát hiện dầu chủ yếu ở bể Cửu... 60.000 thùng dầu/ ngày Phục vụ việc khai thác mỏ Sư Tử Đen là tàu dầu Cửu Long M/V 9 có sức chứa 1 triệu thùng dầu và có thể xử lý 65.000 thùng dầu/ ngày Sau 1 năm triển khai hoạt động khai thác dầu tại mỏ Sư Tử Đen, Cửu Long JOC đã khai thác được trên 27 triệu thùng dầu thô (tương đương 3,6 triệu tấn) và đạt doanh số xuất khẩu kỷ lục 1 tỷ USD Tuy nhiên theo Cửu Long JOC, sản lượng tại mỏ này hiện chỉ... khỏi dầu - Lọc: ta cho thêm vào dầu một số chất dễ thấm nước,dễ giữ nước để tách nước và các hợp chất đất đá ra khỏi dầu 4.2 Chưng cất: Chưng cất dầu mỏ : Là quá trình tách một dung dịch bằng cách đun sôi nó, rồi ngưng tụ hơi bay ra để được các phân đoạn khác nhau của dầu mỏ Nguyên tắc: chưng cất phân đoạn dựa trên sự khác nhau nhiệt độ sôi của các thành phần của dầu mỏ Trong công nghiệp, dầu mỏ được... triển vọng dầu khí : Bể Cửu Long : Chủ yếu phát hiện dầu, trong đó có 5 mỏ đang khai thác (Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Hồng Ngọc, Sư Tử Đen) và nhiều mỏ khác (Sư Tử Vàng, Sư Tử Trắng,…) đang chuẩn bị phát triển Đây là bể chứa dầu chủ yếu ở thềm lục địa Việt Nam Bể Nam Côn Sơn : Phát hiện cả dầu và khí trong đó có 2 mỏ đang khai thác là mỏ dầu Đại Hùng và mỏ khí Lan Tây – Lan Đỏ, ngoài ra còn một số mỏ khí... Hồng Trữ lượng dầu khí phát hiện gia tăng hàng năm và tính cho giai đoạn 1982 – 2004 27 * Một số mỏ dầu lớn ở nước ta Mỏ Bạch Hổ Bạch Hổ là mỏ dầu lớn nhất trên thềm lục địa nước ta, là nguồn cung cấp dầu chủ yếu cho Việt Nam hiện nay, nằm phía đông nam, cách bờ biển Vũng Tàu 145km Mỏ có trữ lượng khoảng 300 triệu tấn và được khai thác thương mại từ giữa năm 1986 ng dầu thô của Việt Nam Từ mỏ này có đường... Kim loại trong dầu mỏ Kim loại có trong dầu mỏ không nhiều, thường từ vài phần triệu đến vài phần vạn Chúng nằm trong dầu mỏ thường ở các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao và dướ dạng phức với các hợp chất hữu cơ (cơ-kim), thông thường là dạng phức với porphirin và dạng phức với các chất hữu cơ khác trong dầu mỏ, trong đó dạng phức với porphirin thường có số lượng ít hơn * Nước lẩn theo dầu mỏ( Nước khoan) . học của dầu mỏ nói chung rất phức tạp. Khi khảo sát thành phần của nhiều mỏ dầu trên thế giới, đều thấy không dầu nào giống hẳn dầu nào, có bao nhiêu mỏ dầu thì có bấy nhiêu loại dầu mỏ. Ngay. trọng. Tỷ trọng của dầu mỏ cho biết dầu nặng hay nhẹ, thông qua đó có thể ước lượng được sơ bộ hiệu suất thu các sản phẩm trắng của loại dầu mỏ đó. Đối với các sản phẩm dầu mỏ thì ý nghĩa của. chỉ có thể là một mỏ dầu hoặc mỏ khí nếu nó đáp ứng các tiêu chí sau: - Phải là nơi sinh ra dầu khí hoặc tiếp nhận dầu khí từ nơi khác di chuyển đển - Phải có khả năng giữ được dầu khí tức là phải