Ovo je glavno značenje pojmaNafta. Za druga značenja, pogledajteNafta (razdvojba).
Naftna platforma
Nafta (lat.petroleum;grč.petra 'stijena' i lat.oleum 'ulje') kameno je ili sirovo zemnoulje, smeđozelena do smeđocrna obojena tekuća ili polučvrsta tvar specifične težine 0,82 – 0,94 koju se većinom nalazi usedimentnim slojevima Zemlje, a rijetko i umetamorfnim imagmatskim stijenama. Postoje i svjetlije te gotovo bezbojne vrste nafte.[1] To je vrlo složena smjesa različitih spojeva, pretežitougljikovodikaalkanskog,cikloalkanskog iaromatskog reda, čiji se sastav mijenja od nalazišta do nalazišta.
Postoji više teorija o postanku nafte: organska, anorganska i anorgansko-organska. Danas prevladava mišljenje da je nafta organskoga podrijetla, nastala od supstancija različitih sitnihživotinjskih ibiljnih morskih organizama, tj.planktona, algi i kopnenoga bilja. Pod povoljnim uvjetima, koji su vladali u većinigeoloških doba, živjele su i razmnožavale se u toplim morskim zaljevima goleme količine tih organizama; uginuvši one su se taložile na morsko dno.
U sredinima siromašnimkisikom počelo je, zbog djelovanja anaerobnihbakterija, truljenja i temperaturnih promjena, razaranjebjelančevina, lipida i drugih lako raspadljivih sastojakaorganskih tvari, prelazeći postupno usapropel. Pretvorba je rezultat nagloga zatrpavanja organske tvari (anaerobni uvjeti), povećanja tlaka (istiskivanje) i najvažnije porastatemperature. Smatra se da procesi pretvorbe organske tvari u naftu, ali i ugljikovodični plin, započinju na oko 65oC, te prestaju oko 160oC, kada su temperature toliko velike da razaraju lance i najjednostavnijih ugljikovodika, poput metana. Najveći dio organske tvari prešao je u netopivi ostatak nazvan kerogen, manji dio ubitumen koji je topiv, a samo jedan dio bitumena dao je naftu i plin.
Nazočnost složenih visokomolekulskih spojeva (kolesterola,hormona,klorofila i dr.) koji nisu mogli nastati jednostavnom sintezom i optička aktivnost nafte dokazuju organsko podrijetlo nafte. I sastav slane vode, koja prati naftu, svjedoči o njezinumorskom podrijetlu. No, tu je potreban oprez jer ležišna, slana, slojna voda, najčešće nije povezana s naftom, a razlog je taj što nafta, nakon generiranja, migrira u ležišne stijene, koje su već primarno bile zasićene slojnom vodom.
S druge strane postoji mišljenje da nafta potječe iz znatno većih dubinaZemlje, tj. da je nastala anorganskim putem od ugljika iz dubljih dijelova litosfere ili na granici plašta i litosfere, zaostalim vjerojatno iz vremena formiranja Zemlje.[2][3][4] Tome u prilog govore nalazi nafte uvulkanskim područjima (naKamčatki), nagomilavanje nafte u velikim dubinama u ležištima s magmatskim i metamorfnim stijenama (Venezuela) i nalazi nafte u pukotinamalitosfere u stijenama na dnuIndijskog oceana. No, zbog složenog sastava nafte smatra se da kemijskim reakcijama plinova iz dubokih dijelova litosfere (CO2, H2S, CH4 i drugih) ne mogu nastati složeni spojevi tekućih ugljikovodika, već jedino dodatne količinemetana.
Opće je mišljenje, da je nafta neobnovljivi izvor energije, ali postoje i teorije poput one geopolitičkoga analitičaraWiliama Engdahla, da je nafta obnovljiv izvor energije;[5] a pionir istraživanja genomaCraig Venter udružio se sExxon Mobilom u namjeri pretvaranja živih algi u mini naftne bušotine.[6]
Po svomkemijskom sastavu nafta je mješavina velikog broja različitihugljikovodika i malih količina spojevasumpora (0.15-6%),kisika (do 2%),dušika (0.05-0.4%), asfaltno smolastih tvari, mineralnih tvari i tragova kovina. U njoj su zastupani ugljikovodici s jednim do 50 i više C - atoma umolekuli, a značajni su:alkani (propan,butan,heptan,oktan),cikloalkani (naftaleni) iaromatski ugljikovodici (benzen, toluen), pa prema udjelu različitih redova ugljikovodika razlikujemo parafinsku ili metansku, naftalensku i aromatsku naftu.
Manje su zastupani aromatski ugljikovodici (npr. neke rumunjske nafte). U nafti su, bez obzira na vrstu ugljikovodika, zastupani više ili manje, svi članovi pojedinog niza: od lakohlapljivih do teškohlapljivih te krutih s velikim brojem C - atoma. O većoj ili manjoj zastupljenosti nižih odnosno viših članova ovisi gustoća nafte. Lagane nafte koje kod prerađivanja daju više laganih frakcija, ili ih uopće ne daju.
Njezina seležišta mogu očekivati usedimentnim stijenama koja su povezana migracijskim putom s područjima gdje je u geološkoj prošlosti taložena velika količina organske tvari u anaerobnim uvjetima. No, nisu samo sedimentne stijene ležišta nafte. To mogu biti i magmatske i metamorfne, no kako one nisu izgrađene od zrna te nemaju primarni porozitet, uvjet je da su one tektonski razlomljene u toj mjeri da se razvio značajan sekundarni porozitet u kojemu se onda mogu nakupljati fluidi, pa i nafta.
U teoriji naftno-plinski sustav sastoji se od ležišnih stijena, matičnih stijena (generiraju ugljikovodika), migracijskog puta (povezuje matične i ležišne stijene), zamke (povoljan oblik stijene da se u vrhu nakupe ugljikovodici koji su lakši od vode), izolatorskih stijena (koja sprječavaju da ugljikovodici napuste zamku). Na kraju, moraju biti što duže očuvani uvjeti da se ležište očuva, tj. da u njega ne prodire površinska voda i zrak (donose kisik koji razgrađuje naftu), bakterije (koje se mogu hraniti ugljikovodicima) te da nafta ne može rasjedom migrirati na površinu i time zapravo nestati.
Dubina naftonosnih slojeva različita je; od nekoliko desetaka metara do preko 5 kilometara. Što je veća dubina, veći je itlak pod kojim se nafta nalazi. Sa stajališta očuvanja ležišta nafte veća dubina je prednost jer sprječava "dotok" kisika koji može degradirati naftu u ležištima. S druge strane povećani tlak (posebno nadtlak) može uzrokovati velike probleme kod bušenja zbog pojava erupcije nafte i poglavito plina. Najdublja do sada postignuta istraživačka bušotina od 9169 nalazi se uOklahomi (SAD).
Nafta izemni plin izbijaju na mnogim mjestima sami iz zemlje. Ovakva prirodna vrela više nisu važna za proizvodnju nafte, jer ukupno daju tek zanemarive količine. Velike količine nafte dobivaju se danas u svijetu iz dubljih slojeva zemlje iz bušotina na principu nekoliko režima proizvodnje. Prvi je uporaba prirodnog nadtlaka i kontrolirane erupcije poputarteških bunara. No, kasnije se taj tlak mora podržavati, recimo utiskivanjem vode, plina, pa u nekim slučajevima čak i paljenjem rubnih dijelova ležišta, te gorenjem kao mehanizmom povećanja viskoznosti nafte i porasta tlaka. Prva bušenja obavljana su na temelju oskudnih istraživačkih pokazatelja. No, danas se prije otvaranje ležišta provode geološka igeofizička istraživanja, koja daju podatke o strukturi i litologiji podzemnih stijena. Na taj se način znatno smanjuje broj negativnih bušotina. Općenito, suvremena tehnika bušenja razvila se iz ručnog bušenja, obavljanog u potrazi zasolju ivodom. Sva se bušenja danas izvodestrojevima.
Postoje dva načina bušenja: udarno i okretno. Kod udarnog bušenja dlijeto, pričvršćeno na donjem kraju alatki, diže se 30 do 40cm, a zatim se pušta da padne na dno bušotine. Suvremeno okretno bušenje (rotary system) gotovo je potpuno istisnulo starije udarno bušenje, posebno kada se žele dosegnuti dubine od nekoliko tisuća metara.Dlijeto, pričvršćeno na kraju cijevi, svojim rotacijskim struganjem mrvikamen i prodire u dubinu. Kad cijev uđe svojom cijelom duljinom u zemlju na nju se, cijevnom spojnicom nadoveže druga cijev. To se ponavlja tako dugo dok bušotina ne dosegne naftonosni sloj. Iznad bušotine nalazi se toranj željezne konstrukcije, visok do 54 metra, s dizalicama za pridržavanje i izvlačenje alatki i cijevi, te s pogonskim i kontrolnim uređajima. Za vrijeme bušenja izdrobljeni se materijal neprestano ispire s dna bušotine, i to jakim mlazom rijetke suspenzijegline u vodi, koja se utiskuje u cijev. Da se bušotina ne zaruši, u nju se spuštaju zaštitne cijevi (casings). Od prodora slojnih voda bušotine se zaštićujucementiranjem.
Kad bušotina dopre do naftonosnog sloja, nafta i plin naviru u bušotinu tjerani prirodnim tlakom, koji, ako je dovoljno velik, može izbaciti naftu na površinu zemlje. Kod vrlo visokih tlakova nastaju snažne "erupcije", pri čemu se mlaz nafte diže desetak metara iznad površine zemlje. Ovakve divlje erupcije nekad su često izazivale katastrofalnepožare, koje je vrlo teško, pa i nemoguće ugasiti. Danas se to sprečava posebnim uređajima koji zatvaraju sondu i reguliraju tlak za izlaženje nafte. Kod nedovoljnih tlakova nafta se mora crpiti pomoćucrpki. Naftonosni se sloj nikada ne može potpuno iscrpiti. Kad se tlak nafte u ležištu izjednači s tlakom u bušotini, nafta prestaje pritjecati. Velike količine nafte koje, unatoč svim suvremenim metodama vađenja, ostaju u zemlji (više od 50%), mogle bi se izvaditi samo narudarski način što je naravno neizvedivo. Zato se danas sve više upotrebljavaju napredne metode pridobivanja ugljikovodika koje se objedinjuju pod nazivom sekundarne i tercijarne metode povećanja iscrpka iz naftnih i plinskih ležišta. Najčešća takva metoda, što je spomenuto i ranije u ovome poglavlju, je utiskivanje vode u naftno ležište čime se povećava tlak okolnog akvifera te nafta ponovno gura prema površini. Umjesto vode mogu se utiskivati i plinovi poput ugljičnog-dioksida ili inertnog dušika. Ponekad, ali rijetko, nafta se u ležištu može djelomično zapaliti čime se smanjuje viskozitet i ponovno povećava tlak.
Postrojenje za obradu teških ostataka služi za obradu ostataka koji ostanu iz sirove nafte nakon što se proizvedu svi ostali proizvodi (benzin, dizel, jet gorivo, UNP i sl.).[7]
Nafta je danas u svijetu jedan od najznačajnijih strateških proizvoda (obično se naziva "crno zlato"). Zbog toga zemlje proizvođači nafte imaju veliku moć u geopolitičkim odnosima, a kontrola nad izvorištima nafte jedan od najznačajnijih uzroka kriza u svijetu. Zemlje koje su najveći izvoznici nafte (ali ne uvijek i proizvođači) su grupirane u interesnu organizacijuOPEC (Organization of Petroleum Exporting Countries).
Cijena nafte je na svjetskom tržištu ušesterostručena u razdoblju od2000. godine do danas. U2008. godini cijena nafte je prešla granicu od 100 USD po barelu nafte. Pretpostavlja se da će u bliskoj budućnosti proizvodnja nafte doći do vrhunca, a do2050. će biti iscrpljene sve zalihe. No, ukupni vijek trajanja fosilnih goriva, poglavito nafte i plina, teško je prognozirati, jer se istovremeno otkrivaju nove zalihe ugljikovodika, a i potrošnja se racionalizira što zbog naprednije tehnologije (povećanje stupnja iskoristivosti), a što zbog pažljivijeg korištenja zbog visokih cijena. Istovremeno se potražnja povećava, posebno zbog velikog gospodarskog rastaKine iIndije. No, i taj gospodarski rast se predviđa da će najvećim dijelom biti podržan ponovno povećanom upotrebom ugljena uz primjenu "čišćih" tehnologija njegova izgaranja. Zbog toga bi vrlo brzo moglo doći do krize velikih razmjera u svjetskomgospodarstvu, koja se može izbjeći povećanom upotrebom drugih izvora energije (uz spomenuti ugljen, nuklearna energija i energija vode).
Do onečišćenja naftom može doći za vrijeme istraživanjaležišta i pri njenoj eksploataciji (kvar na bušotinama, sabirnom sustavu, može doći do eksplozije), prilikom transporta, tijekom prerade ili pri potrošnji.
Morski okoliš čine kompleksno povezane zajednice biljnih i životinjskih vrsta i njihovog prirodnog okoliša. Šteta nanesena morskom okolišu može dovesti do stradavanja jedne ili više vrsta u hranidbenom lancu, što zatim lančano vodi do stradavanja vrste na samom vrhuhranidbenog lanca.Naravno da utjecaj nafte ovisi o njenoj koncentraciji i sastavu. Veče količine, osim što mehanički uništavajuorganizme koji žive blizu površine mora (posebnomikroorganizme, razvojne i juvenilne oblike), višestruko negativno djeluju na život u moru. Razlivena nafta, zbog svoje velike koncentracije organske tvari, dovodi do visoke biološke aktivnosti. Dolazi do eksplozijebakterija, što je osnova za daljnje neprirodno bujanje života te poremećaje u lancu viših i nižih organizama. Mogući sugenetski poremećaji kod morskihorganizama.
Nažalost,Jadransko more je pretrpjelo niz onečišćenja naftom. Na našimotocima vanjskog ruba zamijećene su pojavekatranskih grumena mase od pola kilograma pa do nekoliko kilograma. Njihov postanak veže se uz prolazak trgovačke mornarice koji plove tzv. vanjskom rutom plovidbeJadranom, izbjegavajući opasnehridi iotočiće uobalnom udjelu.
Naftni izljevi u slatkovodnim sustavima puno su destruktivniji za okoliš premda su manje publicirani od izljeva u ocean. Takvi su izljevi češći, manjeg volumena i komponirani su od rafiniranih naftnih produkata. U većini slučajeva ti izljevi sekundarno dolaze i do mora: kanalizacijskim ispustom, industrijskim postrojenjem; direktno rijekom ili potokom; i posredno atmosferom putem atmosferilija.Slatkovodna područja su puno osjetljivija i puno važnija za ljudsko zdravlje i okoliš jer se naftni izljevi pojavljuju u naseljenim područjima gdje ljudi koriste vodu za piće ili ti dijelovi služe kao ribnjaci. U slatkovodnom području sviorganizmi direktno su izloženi smrtonosnim učincima naftnog izljeva:sisavci,ptice,ribe,kukci,mikroorganizmi i vodenavegetacija.
Efekti naftnog izljeva na slatkovodni okoliš variraju ovisno o stupnju vodenog toka i specifičnih karakteristika okoliša. Stajačice, s vrlo malo vodenog toka, ugroženije su od tekućica iz razloga što se nafta u njima zadržava u obliku “bazena“ i može ostati kroz jako dugi period vremena. U mirnoj vodi, da bi se obnovio onečišćeni okoliš trebaju proći i godine. Tekućice su manje ugroženije od stajačica jer struje pridonose prirodnom mehanizmu pročišćavanja. Ali to ima i negativan učinak: prolivena nafta može biti odnesena strujom i do mora ili neke mirnije obale i tamo izazvati veću katastrofu no na samom mjestu izljeva.
Naftni derivati dospijevaju u tekućice i stajaćice direktno i indirektno: ispiranjem cesta, ilegalnim odstranjivanjem motornog ulja, nepažnjom ili lošim održavanjem postrojenja.
Nafta koja pluta na površini vode može svojim fizikalnim osobinama ugroziti biljke i životinje jer ugrožavafotosintezu,disanje ihranjenje. Nakon izljeva naftearomatski ugljikovodici uzrokuju neposrednu smrt mnogihorganizama. Nakon nekoliko dana oniispare, a nafta ostaje u kuglicama koje su nakon nekoliko tjedana ili mjeseci uništene prirodnim procesima biodegradacije pri čemu sudjelujubakterije,gljive ialge. Posljedica toga je smanjenje količinekisika u moru, zbog poremećaja u njegovu dotoku. Kubični metar ispuštene nafte iscrpljujekisik iz 400000 kubičnih metara mora.
Kapljice nafte slijepe se naperjeptica ilidlaku vodenihsisavaca i sprečavaju termoregulaciju i prirodnu lakoću i moć plutanja. Životinje se utope ili otruju progutanom naftom nakon pokušaja čišćenja svogkrzna iliperja. Jaja i mladi razvojni stadiji posebno su osjetljivi na neke toksične tvari nafte koje su topive u vodi. Postoji osim toga čitav niz subletalnih efekata.
Nafta uglavnom stimulira rastheterotrofnih bakterija koje koristeugljikohidrate, a njezin je učinak naalge puno manje negativan nego na ostale višeorganizme, iako su one vrlo osjetljive na sekundarne efekte poput porasta primarne produkcije (povećanje količine hranjivih soli zbog raspadanja uginulihorganizama) što može dovesti do naglog smanjenja koncentracijekisika u vodi. Na naftneugljikovodike osjetljive su i više biljke jer oni smanjuju stopufotosinteze tako što mijenjaju permeabilnoststaničnih membrana ili apsorbiraju svjetlost potrebnukloroplastima.Vodozemci su relativno osjetljivi na derivate nafte zbog tanke i propusne kože te vodenih ličinačkih stadija. Negativni učinci naptice su hipotermija uzrokovana lijepljenjem perja, poremećaj u ionskoj ravnoteži, dehidracija nakon gutanja ulja, mijenja se ponašanje, nošenje jaja se mijenja, stopa rasta je promijenjena. Učinci nafte nasisavce koji obitavaju na području zahvaćenom naftom je također veliki. Populacijevidri na takvom području smanjena su tri puta, a u krvi tih životinja pronađene su povećane količine heptoglobina i interleukina 6. To bi moglo dovesti do imunosuficijencije i osjetljivosti na bolesti dugo nakon nestanka nafte.
Faktori koji mogu ubrzati oporavak područja nakon zagađenja su brzo i efikasno čišćenje, obilna nezagađena voda, driftbeskralježnjaka, migracijeriba iz nezagađenih područja.Ekosistemikontaminirani naftom mogu se godinama oporavljati, a može se dogoditi da se više nikad ne oporave.
gdje jegustoća pritemperaturi t [°C] izražena u,gustoća nafte ustandardnim uvjetima izražena u, dok je koeficijent toplinskog rastezanja izražen u i može se izračunati prema izrazu:
gdje jegustoća nafte koja sadrži otopljeniplin izražena u,gustoća nafte ustandardnim uvjetima izražena u, b koeficijent, dobiven iskustveno, te se uzima između 0,0005 i 0,002, dok je količinaplina otopljenog u nafti izražena u.
Najdublja izbušena bušotina (Orešac -2) u Hrvatskoj na kopnu nalazi se kod naseljaOrešac u općiniSuhopolje dubine 6047 metara (18443ft).[8] U to vrijeme to je bila najdublja kopnena bušotina uEuropi. Najdublja bušotina na moru u Europi se nalazi u talijanskom dijeluJadranskog mora u dubini od 7305 metara izbušena1978. Obje bušotine izradila je tvrtkaCrosco naftni servisi d.o.o. članicaINA grupe.Dugo vremena primat najdublje bušotine je držala Kola Superduboka[9] dubine 12290 metara koji suRusi izradili nedalekoMurmanska1989. Kola je bila izbušena za potrebe znanosti, a ne zbog pronalaska nafte i plina, sastojala se od nekoliko rupa koje se granaju iz jedne središnje, a najdublja se vodi pod oznakom SG-3.2008. tvrtkaMaersk Oil izradila je tada najdublju bušotinu od 12289 metara u svijetu u potrazi za naftom uKatru.2011. tvrtka Exxon Neftegas Limited izbušila još dublju bušotinu od 12345 metara u moru nedalekootokaSahalin naDalekom istoku Rusije.[10]
Peklenica uMeđimurju poznata je kao prvo nalazište nafte uHrvatskoj isvijetu. Nafta se u Peklenici eksploatirala četiri godine prije nego u Pennsylvaniji (SAD), odakle potječu prvi podaci o nafti na svijetu. Naftom su se ljudi prvi put koristili1856., a prvo bušenje1886. godine. Od 1932. do 1940. proizvodnja nafte u cijelojJugoslaviji iznosi 5 884 tona, od čega je samo u Peklenici izvađeno 4 098 tona. Peklenica je dobila naziv po »peklu«, kako je narod nazivao naftu koja je tu pronađena. Koristila se još u dobaZrinskih za podmazivanje osovina zaprežnih kola. Vađenje nafte prestalo je 1967. godine. Danas se u Peklenici gradi Muzej peklarstva/nafte i rudarstva kako bi se sačuvala uspomena na te dane.
