Ropný priemysel – upstream (prieskum, ťažba)

1. Ropný priemysel – upstream (prieskum, ťažba) Stanislava Tomášková Veronika Vaškebová FMV HD 6., 2011/2012

2. Prieskum • ropa sa nachádza vo vrchných vrstvách zemskej kôry • Zloženie ropy: 84 - 87 % uhlík 11 - 14 % vodík 4 % síry 1 % dusíku (kyslíku) ostatní prvky (malé množstvo) • surová ropa nemôže byť priamo priemyselne využívaná • Upstreamové operácie v sebe zahŕňajú prieskum a ťažbu ropy (1. stupeň ropného cyklu) • Prieskum a ťažba ropy -najnákladnejšie a najzložitejšie, rôzne aktivity: • hľadanie uhľovodíkov pod zemským povrchom a pod morským dnom • vrty – dôkaz dokázanie ich existencie • posúdenie nájdených ložísk po potvrdení výskytu • ťažba ropy, ak je táto operácia rentabilná z hľadiska kvality, množstva a ceny

3. Prieskum • Ložiska ropy sú rozosiate po všetkých kontinentoch a v rôznych hĺbkach. • Ložiská blízko povrchu sú väčšinou vyťažené – hlbšie vrty (6– 10 km) • Malá ložiska = cca 1 mil. ton ropy • V krajinách bohatých na ropu sú ložiská často tak blízko pri sebe až splývajú = ropné pole • Povrchové vyvretie ropy alebo plynu signalizuje, že oblasť môže skrývať ložiska Hľadanie uhľovodíkov: • Geológia - naftoví geológovia spolu s geofyzikmi, paleontológmi, geochemikmi a ďalšími odborníkmi robia prieskum a hľadajú ropo-plynné potenciálne oblasti.

4. Prieskum Hľadanie uhľovodíkov: • prieskum – vyhľadávanie prírodných ložísk ropy pomocou klasických geologických a geofyzikálnych metód,najobtiažnejšie realizovateľný, • zaoberá sa ním len málo vysoko špecializovaných firiem – potrebujú modernú techniku seizmickej detekcie, vrtné zariadenie a iné materiály, • ide o vysoko rizikovú činnosť, vyžadujúcu vysoké počiatočné i prevádzkové investície. Metódy prieskumu: geofyzikálne metódy • gravimetrické meranie • seizmický prieskum • letecké a družicové snímky • Výsledky leteckých či družicových snímok sa využívajú pre geologické mapovanie (rozpoznávanie jednotlivých minerálov a hornín, tektonické línie a štruktúrne prvky), • pomocou mikrovlnného snímkovania sa meria prirodzená dlhodobá energia, ktorú vyžarujú objekty na zemskom povrchu, a podľa nej sa zisťujú charakteristiky vrchnej vrstvy pôdy, mapuje sa teplota pôdy a pôdna vlhkosť či minerálny obsah pôdy, • Cieľom práce naftových geológov je nájsť štruktúry, ktoré môžu tvoriť ložiská prírodných uhľovodíkov,

5. Prieskum Vŕtanie: • ak sú predpoklady, že ložisko bude komerčne použiteľné, nasleduje fáza vŕtania, s cieľom potvrdiť výskyt uhľovodíkov v geologických štruktúrach, • pokusné vrty sú najnákladnejšie a predstavujú najvyššie riziko, sú rozhodujúcou operáciou, • skladajú sa z rozličných činností, napr. príprava vrtných veží, postup do hĺbky, kladenie potrubí a cementovanie vrtných otvorov, získavanie vrtných vzoriek a ich analýza. Náklady závisia od viacerých faktorov – najdôležitejší je hĺbka – tá ich zvyšuje, tiež geologické zloženie povrchu, atď.

6. Prieskum Ohodnotenie: • po úspešnom zvládnutí prvých dvoch fáz prvého stupňa ropného cyklu nasleduje fáza ohodnotenia dôležitosti objaveného ložiska, • Je nutné poznať rozmery ložiska alebo množstvo ropy, ktoré obsahuje, kvalitu a iné fyzikálne vlastnosti, ktoré môžu rôznym spôsobom ovplyvniť ťažbu. • z časového hľadiska prieskum + pokusné vrty cca 3 roky • fáza hodnotenia 12-18 mesiacov • úspešný prieskum ale nezaručuje, že to bude aj zaujímavé z ekonomického hľadiska V súčasnosti: • RoyalDutchShellpodpísala s tureckou štátnou ropnou firmou TPAO kontrakt na prieskum ropných a plynových ložísk v juhovýchodnej oblasti Turecka a v jeho vodách Stredozemného mora pri pobreží Antalye. Turecko nedávno uskutočnilo seizmický prieskum ložísk vo vodách Stredozemného mora v reakcii na prieskum, ktorý v tomto mori začali realizovať v spolupráci s americkou firmou NobleEnergy cyperskí Gréci (november 2011)

7. Ťažba ropy • Tempo ťažby a objem produkcie závisí, najmä ekonomických faktorov. • Rozpätie produkčných nákladov na ťažbu jedného barela ropy je veľmi diferencované nielen z dôvodu rozdielnych dopravných nákladov, ale aj nákladov na samotnú ťažbu. • Saudská Arábia: 0,9-2,6 USD Alžírsko: 2,3-5,2 USD USA: 6,2-12,4 USD Rusko: 5-7,5 USD • Modernejšie konštrukcie vrtných plošín a dokonalejšie vrtné metódy- znížili náklady na objavenie a ťažbu ropy. • Nové technológie predĺžili životnosť existujúcich vrtov a umožnili ropnému sektoru zdvojnásobiť objem vyťaženej ropy. • Priemerné náklady na objav ropy v roku 1998 klesli voči osemdesiatym rokom z 15 mil. na 5 mil. USD. Pritom vrty boli pri hľadaní ropy koncom 90. rokov až 6x úspešnejšie ako pred ropnou krízou v roku 1973.

8. Nerovnomerný vývoj ťažby v 80-tych rokoch- • Stredný východ- ťažba v prvej polovici desaťročia klesala, avšak v druhej polovici značne vzrástla- v roku 1990 bola už o 7% vyššia ako v roku 1981 • USA- do roku 1985 ťažba mierne stúpla, potom začala rapídne klesať – v roku 1990 bola takmer o 13 % nižšia ako v roku 1981. • Bývalý sovietsky zväz- kolísavá tendencia- od roku 1988 už iba klesajúcu tendenciu- v roku 1990 bola o 7% nižšia ako v roku 1981. • krajiny Európy- vzostup ťažby- celková ťažba v roku 1990 bola o polovicu vyššia ako v roku 1981. • africký kontinent- stále výraznejšie postavenie v ťažbe. Dominantné postavenie majú 2 oblasti: severná časť Afriky ( Líbya, Alžírsko, Egypt) a oblasť pri Guinejskom zálive (Nigéria, Gabun). Z celosvetového hľadiska najvýznamnejšími producentmi sú Nigéria a Líbya.

9. Po ukončení prieskumnej fázy a lokalizácii ropného ložiska sa odinštaluje vrtná súprava a vrt sa stabilizuje. • Na stabilizáciu sa používa sústava potrubí a kryt • Okrem stabilizácie slúži kryt aj ako ochrana proti kontaminácii vrtu vodou • Vzhľadom na vyšší tlak v ložisku ako je na povrchu Zeme, dochádza k výronom ropy vo forme gejzíru • Tlak môže byť spôsobený rôznymi faktormi- tlak spôsobený vodou, plynom, alebo plynom rozpusteným v rope. • Aby sa predchádzalo takémuto výronu, inštaluje sa na vrchu studne sústava ventilov a ďalšieho zariadenia, ktoré reguluje tok ropy zo studne. Tejto sústave ventilov sa hovorí „vianočný stromček“. • 2 základné techniky ťažby ropy: • Primárne získavanie • Zdokonalené získavanie

10. Kedysi existovali lokality, kde ropa prirodzene vyvierala na zemský povrch. Teraz sa ropa získava pomocou vrtov. Väčšinou sa v nálezisku spoločne s ropou nachádza zemný plyn, ktorý zabezpečuje potrebný tlak, a tak môže ropa samovoľne vytekať. To sa nazýva primárny spôsob ťažby. Zvyčajne je možné takto získať okolo 20 % ropy obsiahnutej v nálezisku. Čo sa týka primárneho získavania, ide o techniky, ktoré sa používajú pri dostatočnom tlaku vo vnútri ložiska. Technika je založená na využívaní prírodných síl vnútri ložiska. Vo väčšine ložísk je počiatočný tlak dostatočný na to, aby zabezpečil tok ropy z podzemia na povrch bez použitia pumpy.

11. Pri hĺbení vrtu sa väčšinou využívajú "testery", ktoré zisťujú aké médium je v prevŕtaných vrstvách. Do vrtu sa zapustí skúšobná aparatúra, priestor nad a niekedy aj pod skúšaným obzorom sa uzavrie a otvorí sa vzorkovacia komora. • Po prestrelení otvorov tečie ropa do sondy, kde sa musia zapustiť malé priemerné trubky- stupačky, ktorými vystupujú uhlovodíky na povrch.

12. Horizontálne vŕtanie • Tradične sa vŕtajú studne vertikálne, avšak používa sa aj nová technika a to horizontálne vŕtanie • Horizontálne vŕtanie začína zvislou studňou, ktorá sa otočí horizontálne do vrtu, tak aby sa otvoril čo najväčší otvor do nádrže. Tieto horizontálne „nohy“ môžu byť cez kilometer dlhé. Čím dlhší otvor, viac ropy sa vypustí a tým rýchlejšie môže tiecť. Horizontálne vrty sú atraktívne, lebo • Sa môžu použiť v situáciách, kedy bežné vŕtanie nie je možné alebo efektívne z hľadiska nákladov • Znižuje narušovanie povrchu • Môže vyprodukovať až 15-20x viac ropy v porovnaní s vertikálnym vrtom

13. Horizontálna ťažba ropy môže byť použitá v mnohých situáciách, kedy bežné vŕtanie je buď nemožné alebo spojené s príliš vysokými nákladmi.

14. V priebehu exploatácie ložiska však postupne dochádza k poklesu tlaku ,a preto sa musí použiť jednoduchá mechanická pumpa (konské hlavy), ktorá ťahá ropu nahor • V ďalšom vývoji ťažby však dochádza k neustálemu poklesu tlaku, a preto sa musia začať používať ďalšie techniky. • Keďže postupom času dochádza k postupnému poklesu tlaku a ani mechanická pumpa nie je schopná vytiahnuť ropu z ložiska k povrchu, začali sa používať techniky zdokonaleného získavania ropy. • Medzi sekundárne získavanie patrí zaplavovanie vodou alebo plynom, aby sa zachoval tlak v ložisku a aby sa pomocou neho ropa vytlačila na povrch.

15. Elektromotor poháňa celý systém , ktorý pohybuje pákou. • Táto páka ťahá a tlačí tyč hore a dole, čo vytvára podtlak, ktorý čerpá ropu nahor cez studňu. • V niektorých prípadoch môže ropa ťažko prúdiť nahor, preto sa vedľa vyvŕta druhý otvor, cez ktorý doň vstrekovaná para pod tlakom, tým pádom teplo pary riedi olej v nádrži a tlak pomáha tlačiť ropu zo studne-----rozšírená ťažba ropy

16. Svetové zdroje ropy

17. Zoznam použitej literatúry: • BALÁŽ, Peter. 2001. Ropa a svetové hospodárstvo v období globalizácie. Bratislava: Sprint vfra, 2001. 215 s. ISBN 80-88848-85-7 • PETROLEUM.CZ: Původ, vznik, vyhledávání a těžba ropy. [online]. [cit. 2012-02-29]. Dostupné na internete: <http://www.petroleum.cz/ropa/> • PETROLEUM.CZ: Metody hledáni. [online]. [cit. 2012-02-29]. Dostupné na internete: <http://www.petroleum.cz/ropa/metody-hledani.aspx> • http://www.ropa.estranky.cz/3 • http://www.oilandgasbmps.org/resources/development.php • http://www.encapgroup.com/drilling/ • http://www.horizontaldrilling.org/ • http://www.oerb.com/default.aspx?tabid=242

18. Ďakujeme za pozornosť. 