Petrolio Che cos’è Cenni storici: La formazione La localizzazione INDICE Che cos’è Cenni storici: Primi utilizzi Grande sfruttamento Crisi energetica La formazione La localizzazione Dove si trovano i giacimenti L’estrazione La raffinazione Il trasporto

Il nome petrolio deriva dalla parola latina petroleum, cioè "olio di roccia“. Per la sua importanza nell’economia mondiale, il petrolio viene detto anche "oro nero". Che cos’è Si presenta come liquido, infiammabile, oleoso e denso, di colore variabile dal nero al marrone scuro fino al verdognolo e perfino arancione e di odore caratteristico, che si trova negli strati profondi del sottosuolo. Il petrolio è un insieme di sostanze naturali che si trovano normalmente associate alle rocce sedimentarie

I giacimenti superficiali furono ignorati dagli esseri umani per migliaia di anni; per molto tempo essi vennero usati solo per scopi molto limitati quali, ad esempio, il calafataggio delle barche e l’impermeabilizzazione dei tessuti. Cenni storici: Primi utilizzi Lavori di calafataggio a due barche da carico

nell'Iliade, Omero narra di un "fuoco perenne" lanciato contro le navi greche. Il "fuoco greco" dei bizantini era un'arma preparata con petrolio, che non poteva essere spento dall'acqua; questa miscela era cosparsa sulle frecce o lanciata verso le navi nemiche per incendiarle. Il petrolio era conosciuto anche nell'antico Medio Oriente. Marco Polo, ne Il Milione, parla del petrolio come di una fontana che sgorgava tantissimo olio che non era buono da mangiare ma da bruciare e altre cose

Nel Rinascimento si iniziò a distillare il petrolio greggio di alcuni giacimenti superficiali per ottenere lubrificanti e prodotti medicinali.

Grande sfruttamento Alla fine del XXVIII secolo il carbone è praticamente l'unico combustibile usato e sul suo uso si era  fondata, nel 1700 e nel 1800, la prima rivoluzione industriale. Il petrolio viene scoperto soltanto verso la metà dell'800 Alcuni pozzi petroliferi veri furono trivellati in Germania nel 1857-1859. Il primo pozzo petrolifero della storia venne scavato a Titusville, in Pennsylvania, il 27 agosto 1859.   Intuita ben presto l'enorme potenzialità del petrolio, in meno di due anni vengono realizzati oltre 340  pozzi e nel 1870 nasce la prima compagnia petrolifera, la Standard Oil dell'affarista J. D. Rockefeller,destinata a diventare la prima  grande compagnia petrolifera a livello mondiale,l'odierna ESSO. primo pozzo petrolifero,Pennsylvania

Nel 1900 il consumo mondiale di petrolio era di 30 milioni di tonnellate rispetto a 600 milioni di tonnellate di carbone. Il consumo di petrolio aumentò rapidamente con l’avvento dell’automobile e dell’aeroplano e con la prima guerra mondiale (1914-1919).

Collegamento con storia Durante la PRIMA GUERRA MONDIALE si ha una svolta del corso delle vicende quando gli Stati Uniti adottano il carro-armato, alimentato a benzina. I Tedeschi, invece, utilizzarono ancora il carbone per le navi, che si muovevano con minor autonomia perché si potevano rifornire solo in patria. Collegamento con storia Durante la SECONDA GUERRA MONDIALE, Hitler invade l'U.R.S.S. per avere il petrolio del Caucaso e della Romania. Il Giappone tenta di invadere le Indie Olandesi ricche di petrolio. U.S.A. e Gran Bretagna decretano l'embargo di petrolio al Giappone per cui esso attaccherà Pearl Harbour Gli storici dicono che si è trattato della vittoria del petrolio sul carbone.

LO SFRUTTAMENTO DEL PETROLIO Nel 1920 il consumo mondiale di petrolio era di circa 130 milioni di tonnellate rispetto ad un consumo di carbone di circa 1200 milioni di tonnellate. Nel 1950, dopo la seconda guerra mondiale, il consumo di petrolio era diventato di 700 milioni di tonnellate rispetto ad un consumo di circa 1500 milioni di tonnellate di carbone. La crescita industriale, la diffusione dell'automobile e l'uso dell'elettricità fecero aumentare a dismisura la richiesta di energia in Europa e in USA e i paesi produttori erano concentrati in Medioriente. Così iniziò la prima crisi petrolifera del 1973

OPEC = (Organization of the Petroleum Exporting Countries) Crisi energetica (1973) Conseguenze I governi dei Paesi dell'Europa Occidentale, vararono provvedimenti per diminuire il consumo di petrolio e per evitare gli sprechi. In Italia il piano nazionale fu l’ “austerity economica” Ma la crisi energetica portò anche alla ricerca di nuove fonti di approvvigionamento e nuove fonti di energia alternative al petrolio, come il gas naturale e l'energia atomica. Ciò anche per limitare la dipendenza energetica dai Paesi detentori del greggio. OPEC = (Organization of the Petroleum Exporting Countries) La crisi energetica del 1973 fu dovuta principalmente alla improvvisa e inaspettata interruzione dell'approvvigionamento di petrolio proveniente dalle nazioni appartenenti all‘ Opec verso le nazioni importatrici del petrolio. In quegli anni la situazione mediorientale era incandescente: L'esercito egiziano e quello siriano (appoggiati dai Paesi Arabi) attaccarono Israele (appoggiato dagli USA e Stati Europei). Allora i Paesi Arabi bloccarono le esportazioni di petrolio fino al 1975

CRISI ENERGETICA DEL 1979 brusco rialzo che si verificò nel mercato internazionale del prezzo del petrolio a seguito della rivoluzione iraniana del 1979. La crisi si concluderà con la messa in produzione di nuovi giacimenti petroliferi scoperti e sviluppati nel territorio di nazioni non appartenenti all'OPEC, individuati soprattutto nel Mare del nord e in Alaska.

Le guerre del petrolio Il petrolio è causa di dispute e processi di militarizzazione. I conflitti crescono anche perché nel mondo i consumi aumentano e le riserve diminuiscono. guerra in Libia La maggior parte delle riserve facilmente accessibili è collocata nel Medio Oriente, una regione politicamente instabile. In questo secolo, alcune guerre sono state mascherate da intenti umanitari ma molto probabilmente il fine nascosto era quello di avere il controllo sicuro sulle riserve petrolifere

3 . La formazione.(teoria) Si forma sotto la superficie terrestre per decomposizione di organismi marini e di piante che crescono sui fondali oceanici. Alghe, plancton, organismi marini animali e vegetali, morendo, si sono deposti sul fondo di paludi, di golfi o mari interni, mescolandosi con i detriti di argilla e sabbia trasportati dai fiumi. I sedimenti depositati sul fondo degli oceani, accrescendo il loro spessore e dunque il loro peso, sprofondano nel fondale marino; a mano a mano che altri sedimenti si accumulano, la pressione su quelli sottostanti aumenta considerevolmente e la temperatura si alza di diverse centinaia di gradi. Durante le diverse ere geologiche, questi sedimenti (Sapropel), in assenza di aria e per il lavoro di microbi e batteri anaerobi, hanno perso l'Ossigeno che contenevano, arricchendosi di Carbonio e Idrogeno.

Per la deriva dei continenti, sono poi avvenuti enormi sconvolgimenti della crosta terrestre. Le spinte provenienti dall'interno della Terra hanno causato lo spostamento dei diversi strati rocciosi e, quelli che una volta erano i fondali marini, sono diventati terre emerse, o viceversa. 5. Il petrolio ha densità minore dell'acqua che riempie gli interstizi della sabbia e delle rocce che costituiscono la crosta terrestre: tende dunque a risalire verso la superficie, passando dai pori dei sedimenti sovrastanti

Frequentemente il petrolio e il gas naturale incontrano uno strato di roccia impermeabile o di roccia più compatta, che impedisce la salita: rimangono dunque bloccati e danno origine a un giacimento che viene detto "trappola". La maggior parte dei giacimenti è rimasta intrappolata nel sottosuolo, imbevendo le rocce sedimentarie, spesso a grande profondità, sia sulla terraferma sia sul fondo marino. Soltanto una parte è risalita in superficie spinta dall'acqua infiltratasi tra gli strati permeabili del sottosuolo.

4. LA LOCALIZZAZIONE COME SI FA A TROVARE I GIACIMENTI? Prima lo sfruttamento dei giacimenti era legato solo alla corretta interpretazione del geologo sull'andamento delle strutture geologiche Per localizzare i giacimenti si incomincia con delle fotografie aeree (aerofotogrammetria) che danno le prime indicazioni sulle caratteristiche geologiche, poi si analizza il terreno con l’aiuto di sonde e si prelevano campioni di roccia di forma cilindrica (carote).

La Terra è come un grande magnete Si possono rilevare e studiare le densità del campo magnetico del terreno. Vengono registrate le anomalie del campo magnetico che rivelano dove si trovano le rocce sedimentarie. La profondità di queste può essere stimata con relativa precisione. Quindi con questo strumento si cerca di stimare lo spessore di rocce sedimentarie che si trova nel sottosuolo e quindi la possibilità o meno che in questo punto si sia formato o meno del petrolio e/o la presenza di un giacimento. La Terra è come un grande magnete Il metodo che fornisce le informazioni più attendibili e dettagliate è sicuramente la sismica a riflessione: per mezzo di cariche esplosive, si provocano nel sottosuolo onde sismiche simili a quelli del terremoto, si registra quanto ci mettono le onde a ritornare in superficie, ciò segnala la presenza o no di idrocarburi.

5. DOVE SI TROVANO I giacimenti di petrolio: America settentrionale, centrale, Paesi arabi, Sud-est asiatico, Russia

Studi sulle riserve di petrolio:PICCO DI HUBBERT è una teoria scientifica che si propone di prevedere la data di produzione massima della risorsa estratta nel giacimento oltre il quale la produzione può soltanto diminuire

primi 20 paesi per riserve certe di petrolio all'anno 2006° i consumatori Paese Milioni di barili (bbl)  % sul totale Vita media residua 1 Arabia Saudita 264.300 21,9% 66 2 Iran 137.500 11,4% 87 3 Iraq 115.000 9,5% 157 4 Kuwait 101.500 8,4% 103 5 Emirati Arabi Uniti 97.800 8,1% 90 6 Venezuela 80.000 6,6% 78 7 Russia 79.500 22 8 Libia 41.500 3,5% 62 9 Kazakhstan 39.800 3,3% 76 10 Nigeria 36.200 3,0% 40 11 USA 29.900 2,5% 12 Canada 17.100 1,4% 15 13 Cina 16.300 1,3% 14 Qatar 15.200 37 Messico 12.900 1,1% 16 Algeria 12.300 1,0% 17 Brasile 12.200 19 18 Angola 9.000 0,7% Norvegia 8.500 20 Azerbaijan 7.000 0,6% 29   Resto del mondo 74.700 6,2% * Totale 1.208.200 100% 40,5 46 Italia 700 0,06% N° Paese Milioni di barili (bbl)  % sul totale 1 USA 7515 24,1% 2 Cina 2718 9,0% 3 Giappone 1885 6,0% 4 Russia 998 3,3% 5 Germania 957 3,2% 6 India 940 3,1% 7 Corea del Sud 844 2,7% 8 Canada 811 2,5% 9 Brasile 765 2,4% 10 Arabia Saudita 732 11 Messico 720 2,2% 12 Francia 712 13 Italia 654 14 Regno Unito 650 2,1% 15 Iran 609 2,0% 16 Spagna 585 17 Taiwan 409 1,3% 18 Paesi Bassi 386 19 Indonesia 376 20 Thailandia 338 1,1%   Resto del mondo 6953 22,7% Totale 30557 100%

6. Estrazione del petrolio Una volta individuato un potenziale reservoir di idrocarburi si procede alla perforazione di un pozzo esplorativo al centro della trappola, utilizzando appositi impianti di perforazione. Se i risultati della perforazione confermano la presenza di idrocarburi , altri pozzi saranno perforati vicino ai limiti esterni della trappola per stimarne l'estensione https://www.youtube.com/watch?v=omFl1t1qPHY Bellissimo video un pozzo di petrolio è un lungo foro praticato nel sottosuolo, a diametri decrescenti più si va in profonditá , da circa 80 cm a circa 15 cm, perforato fino a una profondità variabile da poche centinaia di metri fino a 6-8 km, la cui funzione è quella di mettere in diretta comunicazione gli strati in cui sono accumulati gli idrocarburi con la superficie. Impianto per la perforazione di un pozzo petrolifero

Per la sua esecuzione, a seconda che si tratti di Perforazione a mare o Perforazione a terra, si usa un apposito impianto di perforazione montato su una piattaforma o direttamente sul suolo. Sopra al foro si posiziona un’asta sotto la quale saranno poi avvitate le successive aste di perforazione. Le aste di perforazione sono cave all’interno, e vengono avvitate l'una all'altra man mano che la perforazione scende in profondità. Sopra c’è una torre metallica alta 60 metri, solitamente a traliccio, simile ad una piccola torre Eiffel. Alla base della torre vi è un'area di lavoro, dove si trova una tavola rotante con nel suo centro un foro attraverso il quale si fanno scendere gli attrezzi di perforazione.

L’estremità inferiore dell'ultima asta monta lo scalpello di perforazione, costituito da tre resistentissimi rulli dentati che ruotando frantumano la roccia Un fango speciale viene fatto circolare all'interno del pozzo, per raffreddare lo scalpello e per rimuovere i detriti di roccia prodotti . Inoltre, il fango ha la funzione di evitare crolli delle pareti del pozzo bilanciando la pressione dei fluidi contenuti nelle rocce perforate e impedire che questi risalgano pericolosamente verso la superficie. Di solito per perforare un pozzo di 2-3 km sono necessari alcuni mesi.

Poi il pozzo può essere intubato, calando diverse sezioni di tubi d’acciaio come rivestimento del foro. La bocca del pozzo viene dotata di un sistema di valvole di sicurezza, che permette l’erogazione controllata del petrolio in serbatoi provvisori di stoccaggio o la sua immissione diretta in un oleodotto. I tubi di rivestimento vengono cementati alla roccia per evitare fughe di petrolio nell' intercapedine tubaggio - roccia. Se la pressione del petrolio non è sufficiente a farlo risalire all'interno dei tubi sino alla superficie, è possibile montare delle apposite pompe sia in superficie che a fondo pozzo. Infine il pozzo viene completato internamente installandovi una serie di tubi di piccolo diametro (da 7 a 12 cm) che hanno la funzione di condurre all'esterno il petrolio.

derrick Le apparecchiature sono sostenute dalla torre di perforazione (in inglese derrick) molto alta, gli idrocarburi sono portati in superficie da una condotta, fornita di numerose valvole. In seguito il petrolio viene inviato a centri di decantazione, per poter essere separato da acqua e detriti.

offshore offshore jack up piattaforme offshore, perfettamente indipendenti, tranne che per le forniture di cibo. offshore jack up piattaforme jack up che mediante "zampe" si poggiano e sollevano dal fondo (massimo 100 metri), durante gli spostamenti lo scafo galleggia e viene rimorchiato. Utilizzate per l'esplorazione di aree marine.

7. LA RAFFINAZIONE Bottiglia con un campione di petrolio non raffinato Per ottenere prodotti finiti dal petrolio, è necessario separare la miscela di idrocarburi contenuta nel greggio. Questo processo, denominato distillazione frazionata, o più comunemente raffinazione, si svolge in un complesso di impianti chiamato raffineria. Il petrolio greggio viene introdotto in un forno e portato alla temperatura di circa 400°C che cambia il suo stato fisico da liquido in vapore. I vapori di petrolio vengono quindi iniettati nella colonna di frazionamento, o torre di raffinazione. Nella torre di raffinazione i gas, passando attraverso una serie di piatti forati, salgono verso l'alto, raffreddandosi. Alle diverse temperature si condensano, ritornando allo stato liquido. Ricadendo si depositano sui piatti, dando così luogo alla separazione delle diverse frazioni di idrocarburi Bottiglia con un campione di petrolio non raffinato

Torre di raffinazione La torre di raffinazione altro non è che un camino soprastante una fornace. All'interno del camino sono posti ad altezze differenti dei piatti forati. La fornace in basso ha una temperatura di circa 400 °C ed è la parte più calda della torre. Via via che si sale su per la torre, la temperatura diminuisce sempre di più. Questo permette di distillare il petrolio - che è un miscuglio di sostanze diverse che hanno il nome di idrocarburi (cioè sostanze composte da atomi di idrogeno e carbonio)- separandolo nelle sue componenti.

Nel punto più basso della colonna si condensano oli combustibili, lubrificanti, paraffine, cere e bitumi, tra i 350° e i 250° C si condensa il gasolio, utilizzato come combustibile per motori diesel e per il riscaldamento domestico. Tra 250° e 160° C il kerosene, un combustibile oleoso usato come propellente per aerei a reazione e impianti di riscaldamento. Tra i 160° e i 70 ° C condensa la nafta, una sostanza liquida usata come combustibile e, come materia prima, per produrre materie plastiche, farmaci, pesticidi, fertilizzanti. Le benzine condensano tra i 70° e i 20° C. Sono usate, principalmente, come carburante per automobili ed aerei. A 20° C, rimangono gassosi metano, etano, propano e butano. In particolare, butano e propano, formano il combustibile denominato GPL.

RAFFINERIA In una raffineria, oltre alla distillazione frazionata, si svolgono altri processi, per ricavare ulteriori quantità di prodotti pregiati o per migliorare la qualità dei prodotti ed adeguarli alle richieste del mercato. Ad esempio, in impianti, denominati di "Cracking", è possibile trasformare prodotti poco pregiati in benzine e gasoli. Attraverso il "Reforming catalitico", viene aumentato il numero di ottani nelle benzine, con la "Desolforazione" si riduce quasi totalmente il contenuto di zolfo nei gasoli.

8. Trasporto Il petrolio una volta estratto viene inserito in tubature chiamate oleodotti. L’oleodotto è costituito da tubi in acciaio saldati, il cui diametro può raggiungere fino ai 90 cm. Essi per lo più vengono interrati e possono coprire anche lunghe distanze. Questo petrolio viene immesso negli oleodotti grazie alle stazioni di pompaggio che lo spingono all’interno dei tubi. Negli anni sessanta vennero costruite gigantesche navi petrolifere che potevano trasportare il doppio del carico. Però la metà di queste hanno avuto conseguenze disastrose sul piano ecologico, affondando in mare e uccidendo milioni di animali. petroliera oleodotto La realizzazione di un oleodotto richiede uno studio approfondito del terreno in cui va collocato, per stabilire il percorso più stabile e agibile. Giunto ai porti di imbarco il greggio viene caricato su petroliere o navi cisterna che in seguito lo trasporteranno alle raffinerie.