Skład chemiczny
Ropa naftowa to mieszanina różnych związków chemicznych, z których główne to węglowodory – związki zbudowane wyłącznie z atomów węgla i wodoru. Węglowodory występują w ropie w postaci:
- Parafin (alkanów) – węglowodorów nasyconych o prostych lub rozgałęzionych łańcuchach węglowych,
- Cykloparafin (cykloalkanów) – węglowodorów o pierścieniowej strukturze,
- Olefin (alkenów) – węglowodorów nienasyconych, zawierających podwójne wiązania między atomami węgla,
- Węglowodorów aromatycznych – związków o strukturze pierścieniowej, takich jak benzen.
Oprócz węglowodorów, ropa naftowa zawiera do 20% innych związków organicznych, które zawierają:
- tlen,
- azot,
- siarkę.
Dodatkowo mogą występować śladowe ilości soli nieorganicznych oraz woda.
Ropa naftowa o wysokiej zawartości siarki, zwana zasiarczoną, jest trudniejsza do przeróbki, ponieważ powoduje korozję aparatury rafineryjnej.
Zmienność składu
Skład chemiczny ropy naftowej różni się w zależności od miejsca jej wydobycia. W różnych częściach świata skład ropy może się znacznie różnić, co wpływa na jej właściwości oraz sposób przeróbki.
Pochodzenie ropy naftowej
Ropa naftowa powstaje na skutek złożonych procesów chemicznych zachodzących w głębi Ziemi. Istnieją różne teorie dotyczące jej powstawania, jednak najpowszechniej akceptowana jest teoria organicznego pochodzenia. Zgodnie z nią, ropa naftowa powstaje z przeobrażeń szczątków roślinnych i zwierzęcych, które gromadziły się w osadach morskich przez miliony lat.
W tych osadach, pod wpływem czynników takich jak:
- wysoka temperatura,
- wysokie ciśnienie,
- działalność bakterii,
- oraz środowisko redukujące,
substancje organiczne ulegały przekształceniu w bituminy – czyli ropę naftową, gaz ziemny, asfalt i ozokeryt.
Głównym produktem tych procesów jest kerogen – substancja organiczna, z której pod wpływem diagenezy (procesów zachodzących w osadach po ich osadzeniu) i metamorfizmu powstaje ropa naftowa oraz gaz ziemny.
Proces formowania i gromadzenia ropy
Ropa naftowa gromadzi się w tzw. basenach sedymentacyjnych, czyli obszarach, w których przez miliony lat osadzały się warstwy materiału organicznego i mineralnego. Te baseny są często położone w miejscach, które przez długi czas obniżały się względem otaczających terenów.
W takich miejscach, osady zawierające szczątki organiczne mogły pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia zostać przekształcone w ropę naftową. Ropa, będąca cieczą, migruje przez szczeliny i pory skał, aż gromadzi się w tzw. skałach zbiornikowych (kolektorach), które są porowate lub spękane. Do najważniejszych skał zbiornikowych należą:
- wapienie i dolomity, w których znajduje się prawie połowa geologicznych zasobów ropy naftowej,
- piaskowce i łupki.
Baseny roponośne
Na świecie rozpoznano około 350 basenów roponośnych, z czego około 150 ma znaczenie przemysłowe – czyli ich wydobycie jest opłacalne. Wielkość basenów może być różna – od 10 tys. km² do nawet 500 tys. km². Największe zasoby ropy znajdują się w basenach, które przez miliony lat były obszarami sedymentacyjnymi o odpowiednich warunkach geologicznych.
