تولید و استخراج نفت خام (Petroleum)

امروزه نفت خام یا پترولیوم (Petroleum)، در میدان‌های نفتی بزرگی پیدا می‌شود که این میادین در میلیون‌ها سال پیش،‌ اقیانوس‌های بزرگی بوده‌اند. استخراج نفت خام از خشکی یا زیر دریا با استفاده از تکنولوژی‌های جدید روز به روز در حال پیشرفت است. نفت خام معمولا سیاه یا قهوه‌ای تیره است اما در برخی موارد به رنگ‌های زرد، قرمز یا سبز هم یافت می‌شود. تغییرات رنگ نفت خام نشان از ترکیبات این ماده‌ پرارزش دارد. نفت‌های با مقادیر کم از گوگرد و فلزات، رنگ‌های روشن‌تری دارند. از این ماده در تهیه سوخت‌های مهم همچون گازوییل و محصولات دیگر مانند تایر خودروها، جلیقه‌های نجات و حتی داروهای بیهوشی نیز استفاده می‌شود.

سوختن محصولات مشتق از نفت خام مانند گازوئیل، علت آزاد شدن گازهای گلخانه‌ای است که افزایش این گازها در نهایت سبب از بین رفتن تعادل طبیعی و بروز اثرات مخرب بر محیط زیست می‌شود. نفت خام و دیگر منابع فسیلی مثل زغال‌سنگ، منابع تجدیدناپذیر محسوب می‌شوند؛ زیرا برای تشکیل این منابع، میلیون‌ها سال زمان صرف شده است. این منابع روزی تمام خواهند شد و باید به فکر جایگزینی برای آن‌ها بود.

تشکیل نفت

شرایط زمین شناسی که در نهایت سبب تشکیل نفت شده است، از میلیون‌ها سال پیش و در زمان حیات پلانگتون ها و جلبک ها نشأت می‌گیرد. این موجودات،‌ پس از مرگ، در کف دریا و زیر میلیون‌ها تن رسوبات دفن شدند. با خشک شدن دریاها، رسوبات باقیمانده آنها تشکیل حوضه‌های رسوبی دادند و این مواد آلی در اعماق زمین، تحت فشار و دمای زیاد لایه‌های بالایی قرار گرفتند.

در نبود اکسیژن ، این مواد آلی تبدیل به موادی مومی شکل با نام «کروژن» (Kerogen) شدند. کروژن‌ها با گذشت از سه مرحله دیاژنز،‌ کاتاژنز و متاژنز که حاصل زمان، فشار و دمای زیاد بود به هیدرو کربن و گاز تبدیل شدند.

طبقه بندی نفت خام

نفت خام از هیدروکربن‌های متعددی تشکیل شده است. علاوه بر هیدروژن و کربن، عنصرهای دیگری مثل نیتروژن  ،‌ گوگرد، اکسیژن و فلزاتی همچون آهن ، نیکل و مس در ترکیبات نفت خام یافت می‌شوند. ساختار مولکولی نفت خام برگرفته از ساختار جلبک‌ها، پلانکتون‌ها و گیاهانی است که آن را تشکیل داده‌اند.

تغییراتی که در ساختار مولکولی نفت خام نیز مشاهده می‌شود به دلیل شرایط فشار و دمای بالا در فرآیند تشکیل شدن نفت خام است. به سبب این تغییرات در ساختار مولکولی، نفت خامی که به سطح زمین می‌رسد شامل صدها ترکیب نفتی دیگر است. نفت سبک، نفت سنگین و قیرها از جمله ترکیبات اصلی بدست آمده در استخراج نفت خام است. لازم به ذکر است که تمامی محصولات مشتق شده از نفت خام،‌ برای استفاده در صنعت نیاز به پالایش دارند.

نفت خام شامل سه طبقه‌بندی کلی است:

• طبقه‌بندی بر اساس موقعیت جغرافیایی
• طبقه‌بندی بر اساس میزان گوگرد در آن
• طبقه‌بندی بر اساس درجه API

به طور کلی سه نوع نفت خام مرجع برای قیمت‌گذاری وجود دارد: نفت برنت، نفت تگزاس و نفت عمان. نفت برنت مخلوطی از 15 نوع نفتِ دریای شمال، از میادین اسکاتلند تا نروژ است. بیشتر اروپا از این میادین تغدیه می‌شود. نفت تگزاس، نفت مرغوب و سبکی است که بیشتر در ایالت تگزاس آمریکا تولید می‌شود که تامین نفت شمال آمریکا را بر عهده دارد. نفت عمان که در مواردی نفت دبی هم نامیده می‌شود به عنوان مرجع قیمت‌گذاری نفت در خلیج فارس شناخته می‌شود.

نفت اوپک هم مرجع دیگری از منابع نفتی است. اعضای سازمان کشورهای صادرکننده نفت (اوپک) شامل: الجزایر، آنگولا،‌ اکوادور، ایران، عراق، گینه استوایی، گابن، کویت، لیبی،‌ نیجریه، قطر، عربستان، امارات، اندونزی، کنگو ونزوئلا است.

طبقه‌بندی بر اساس میزان گوگرد

گوگرد به عنوان ناخالصی در نفت خام وجود دارد. گوگرد موجود در نفت خام سبب خوردگی فلزات در پالایشگاه‌ها و آلودگی هوا می‌شود. نفت خام با بیش از 0/5 درصد گوگرد، به نام «نفت ترش» (Sour Oil) و کمتر از آن به نام «نفت شیرین» (Sweet Oil)، شناخته می‌شود. نفت شیرین به خاطر ضرر کمتری که به محیط زیست وارد می‌کند و همچنین درجه خلوص بالاتر، ارزش بیشتری دارد.

طبقه‌بندی بر اساس درجه API

استاندارد API، یک شاخص پذیرفته شده در بین محصولات نفت و گاز است. درجه API نفت، واحدی برای مقایسه چگالی نفت خام با آب است. طبقه‌بندی‌های مختلفی برای نفت خام بر اساس درجه API توصیه شده است؛ ولی به طور معمول نفت‌‌های خام زیر پانزده درجه API، به عنوان نفت سنگین و بالاتر از آن به عنوان نفت سبک در نظر گرفته می‌شوند. نفت‌های سنگین به دلیل داشتن گوگرد و فلزات،‌ نیاز به مراحل بیشتری برای پالایش دارند و از این‌رو، نفت‌های سبک محبوبیت بیشتری دارند. نحوه محاسبه درجه API در زیر آورده شده است:

درجه API = (141.5 / چگالی نسبی نفت خام) - 131.5