olie

Verificeret
Artiklens indhold er godkendt af redaktionen.

Olie og gas dannes i kildebjergarten og bevæger sig opad (migrerer) gennem porøse lag til reservoirbjergarten i en strukturelt dannet fælde, som er forseglet af ovenliggende tætte bjergarter (fx skifer). Kildebjergarten vil som regel findes 3-5 km under havbunden.

olie, tyktflydende væske, der ikke er blandbar med vand. Begrebet omfatter tre kemisk forskellige grupper: Animalske og vegetabilske olier består af fedtstoffer (se fedt, lipider, olieplanter og spiseolie), æteriske olier hovedsagelig af terpener, mens jordolie, mineralolie eller råolie er en gul til sortbrun væske, der i det væsentlige består af carbonhydrider (kulbrinter). Kun olie i sidstnævnte betydning behandles her.

Ordet olie kommer af latin oleum 'olie', beslægtet med oliven.

Råolie opbygges af aromatiske forbindelser eller mættede kulbrinter med den generelle formel CnH2n+2; er n mindre end 5, er der tale om gas, ved n mellem 5 og ca. 25 om flydende komponenter, og ved n større end ca. 25 om faste, voksagtige komponenter. I mindre omfang forekommer svovl, nitrogen og oxygen.

Anvendelse

Olie. Vigtigste områder i verden med olieproduktion 1999.

Olie. Vigtigste områder i verden med olieproduktion 1999.

Siden 1950'erne har den industrialiserede verdens forsyning med energi — og med råstoffer til den kemiske industri — været domineret af olie og naturgas mod tidligere kul. Kun på enkelte områder er atom- og vandkraft og anvendelse af kul og biomasse i dag af væsentlig betydning. I 2004 udgjorde energi fra olie 38% af det samlede energiforbrug. Som følge heraf har olie- og gasforekomster spillet en stor politisk rolle. Olie er en stabelvare, commodity, hvor der kan være voldsomme udsving i prisen, når forholdet mellem udbud og efterspørgsel ændrer sig eller ved større internationale konflikter. Det har spillet en afgørende rolle i hele oliens historie, og olie er derfor også en vare, hvor det er indbydende at prøve at danne et monopol. Ifølge IEA forventes det globale energibehov at vokse med ca. 50% i løbet af perioden 2005-30. Dette skyldes primært et øget energiforbrug pr. indbygger i Asien.

Olieindustrien tog sin begyndelse i midten af 1800-t., men olie har været kendt siden oldtiden og anvendt til belysning og brændsel. I dag anvendes olie og olieprodukter først og fremmest som energikilder, til opvarmning, i kraftværker og som brændstof til biler, fly og skibe (se også motorolie). Den oprindelige anvendelse til belysning er meget lille, mens ca. 10% af produktionen anvendes i den kemiske industri (se petrokemisk industri).

Som belysningsolie er den råoliefraktion, der koger mellem 150 og 300 °C, den efterstræbte. Fjernes den lettere del ikke, er der risiko for eksplosioner, mens den tungere del giver dårligere forbrænding og tilsmudsning. Destillationsanlæg eller raffinaderier er derfor påkrævede. Den laverekogende del (benzin) blev i begyndelsen udnyttet som vaskemiddel og til ekstraktion, den højerekogende del som brændstof og til produktion af bl.a. smøreolier, vaseline og paraffin. Smøreolie har været et vigtigt produkt siden den mekaniske industris udbredelse.

I en lang årrække blev benzinen tilført blyholdige forbindelser for at give en bedre motorgang. Blyforbindelserne blev i 1980’erne erstattet med aromatiske kulbrinter. Disse er senere udfaset og erstattet af andre additiver, i en periode således MTBE, hvilket dog blev stoppet på grund af begreænset bionedbrydelighed. I visse lande ses en øget tilsætning af ethanol med henblik på at dels nedbringe emissionen af skadelige forbrændingsprodukter, dels erstatte en del af benzinen med et biologisk baseret brændstof.

Dannelse

Olie. Skematisk figur, der viser, hvorledes gas (lys gul), olie (mørkegrøn) og formationsvand (lys blå) er fordelt i hulrummene imellem sedimentkornene i en porøs reservoirbjergart, fx sandsten eller kalksten. I alle tilfælde er der en tynd vandfilm omkring sedimentkornene.

Olie dannes naturligt ved opvarmning af organisk materiale (kerogen) i kildebjergarter. Denne oliedannelse sker i sedimentbassiner, normalt i 3-4,5 km dybde afhængigt af temperaturgradienten i undergrunden. Oliedannelsen begynder ved ca. 60 °C og er mest intens i temperaturintervallet 90-120 °C. Oliedannelse foregår over meget lange perioder, oftest flere mio. år. Ved temperaturer højere end 130 °C danner kildebjergarterne især naturgas, ligesom allerede dannet olie omdannes til gas.

Den dannede olie bevæger sig opad ved migration fra kildebjergarten gennem porøse lag til såkaldte oliefælder, hvor den akkumuleres i reservoirer, evt. sammen med naturgas. Under reservoirbetingelser, dvs. nede i selve reservoiret på flere km dybde, kan der være opløst store mængder gas i olien, da trykket vil være øget med ca. 100 atm pr. km. Hvis ikke al naturgas er opløst, vil den overskydende gas findes over den gasmættede olie på grund af forskellen i massefylde.

Forekomst

Olie forekommer næsten udelukkende i flere km dybe sedimentbassiner, dvs. områder, hvor der i lange perioder af Jordens historie er sket brud i jordskorpen og indsynkning, samtidig med at der er aflejret kilometertykke lag af især sandsten, skifer og kalksten. Sedimentbassiner findes både på land (onshore-bassiner) og på kontinentalsoklen omkring landområder (offshore-bassiner). Rent statistisk er kildebjergarter fra Sen Jura (ca. 145 mio. år før nu) og midt i Kridt (ca. 90 mio. år før nu) mest almindelige, men kildebjergarter fra Silur, Sen Devon, Sen Karbon og Miocæn er også vigtige. De største oliefelter i verden har reservoirer fra Jura og Kridt, men der findes også mange felter med både yngre reservoirer (især fra Oligocæn og Miocæn) og ældre (især fra Devon og Perm).

Efterforskning

Olieefterforskningen har udviklet sig meget, siden den første olieboring 1858-59 i Pennsylvania, USA. I den tidlige del af historien var boringerne kun få hundrede meter dybe og altid på land. Der blev især boret i områder, hvor der sivede olie op til overfladen, fra omkring 1900 også i områder, hvor der på overfladen kunne påvises antiklinaler.

Olie. Vandrette brønde.

Olie. Vandrette brønde.

De første offshore-boringer efter olie blev gennemført kort efter 2. Verdenskrig på lavt vand i Louisiana, USA, i forlængelse af kendte felter på land. Siden har offshore-efterforskningen udviklet sig meget, fx i Den Mexicanske Golf og Nordsøen, ud for Brasilien og Vestafrika samt omkring Shetlandsøerne og Færøerne samt i Barentshavet. Det er inden for områder som måling og fortolkning af seismiske data, billigere og mere vidtgående boreteknik samt anvendelse af avanceret it-teknologi, der har været mest afgørende for efterforskningen; fx har olieindustrien været blandt de første til at udnytte virtual reality til at visualisere de geologiske struktur i 3D, når nye boringer skal planlægges. Det er nu almindeligt med boringer på mere end 1 km vanddybde, men produktion fra oliefelter herfra må ske med udbygning af tekniske faciliteter på havbunden og rørledninger ind til lavere vand.

Olie. Vandrette brønde - detailtegning af bor.

Olie. Vandrette brønde - detailtegning af bor.

Det endelige bevis for tilstedeværelse af olie fås kun ved prøveboringer, men inden de foretages, er der et stort indledende arbejde. Alligevel er antallet af tørre huller stadigvæk ca. en ud af tre. Siden 1960'erne har seismiske undersøgelser været almindelige i påvisningen af eventuelle oliefelter. Hertil kommer de geologiske, geofysiske og geokemiske metoder.

Hvis der er tale om uudforskede områder, indledes med geologiske undersøgelser af jordskorpen, bl.a. fra satellit. Bjergartsprøver undersøges for bl.a. spor af bitumen. Der foretages magnetiske og gravimetriske målinger, som kan udføres fra fly. Den magnetiske susceptibilitet afhænger af bjergarternes indhold af magnetiske mineraler, som er lavt i sedimenter, og gravitationen af bjergarternes densitet, som er lav for fx saltaflejringer.

Olie. Vandrette brønde - detailtegning af bor. Boreretningen skråt nedad opnås ved boring med borestrengsrotation, mens boreretningen markeret med stiplede linjer opnås ved boring uden borestrengsrotation.

De seismiske metoder kan give meget nøjagtige oplysninger om rækkefølgen og dybden af geologiske lag. Den klassiske metode på land består i at detonere en sprængladning anbragt på overfladen eller i et borehul og måle udbredelseshastighederne for de seismiske bølger. Seismiske undersøgelser offshore sker ved at foretage en række detonationer i kølvandet på et skib, ombord på hvilket der findes udstyr til måling af de reflekterede lydbølger.

Ved geokemiske metoder kan det undersøges, om formationen er moden til produktion. Prøver underkastes pyrolyse, og der foretages optiske målinger. Desuden ledes der efter biomarkører, som er en gruppe af organiske komponenter indeholdende 27-35 kulstofatomer, hvoraf det oprindelige materiale, fx alger og plantedele, fremgår.

Produktion

Det er gammelkendt teknologi at bore efter vand og saltvand og lede efter malme. Med roterende boreudstyr kan man i dag nå mere end 10 km ned, og borehuller på mere end 5 km er ikke ualmindelige. Boret består af stålrør (20-75 cm i diameter), som i en krog er ophængt i et stativ (derrick), og som bringes i rotation. Selve skæreredskabet sidder i bunden og er udformet med fx diamantskær. Det køles og smøres af en cirkulerende strøm af boremudder, som også fører bjergartsmateriale op til overfladen til undersøgelse.

Olie. Skematisk tegning, der viser borekronens placering for enden af borestrengen. Tegningen viser situationen umiddelbart efter, at der er sat nyt foringsrør i, fastgjort med cement. Igennem borestrengen pumpes boremudder ned og rundt i borehullet. Dermed fjernes borespånerne, der består af findelt materiale fra de gennemborede bjergarter. Mudderet transporterer spånerne til overfladen, hvor de kan analyseres.

Ikke mindst ved boring fra platforme i havet er det pga. forekomsternes udstrækning og omkostningerne ved at etablere platforme nyttigt at kunne komme langt ud til siderne i alle retninger, hvilket kan opnås ved afbøjning af borestrengen, så boringen til sidst bliver horisontal. Mange brønde har horisontale sektioner på over 5 km længde.

Et produktionsborehul udstyres over jorden med et såkaldt juletræ, der er et rør med mange grene, som bærer ventiler til afspærring, til olien og til tilledning af væsker, fx syre og tensider, som skal injiceres i reservoiret for at øge produktionen.

En del af olien kan komme op af sig selv ved det tryk, der findes i reservoiret. Hvis trykket ikke holdes oppe vil gassen, der er opløst i olien, blive frigivet og strømme hurtigere mod produktionsbrønden end den mere viskøse olie. Dette vil medføre en begrænset indvinding. Defor opretholdes trykket i reservoiret oftest ved injektion af vand eller gas. På land kan det i visse tilfælde svare sig at pumpe olien op. Det sidste kan ske ved brug af stempel- eller centrifugalpumper. Den opsamlede råolie skal befries for opløst gas, vand og salt samt evt. bjergartsmateriale, inden den sendes til et raffinaderi. Se også boreplatform.

Verdensproduktion og handel

Olie- og gasfund i Nordsøen (ca. 700 i alt). Fundene er gjort i Den Karbone Gasprovins (især gas dannet fra karbone kildebjergarter) og i Den Jurassiske Riftprovins (både olie og gas dannet fra sen-jurassiske kildebjergarter, især leraflejringer). De farvede signaturer angiver de geologiske aldre af de reservoirbjergarter, fundene er gjort i. Større felter er nævnt med navn.

I perioden 1980-90 steg de samlede kendte oliereserver med 50% fra 667 til 1000 mia. tønder. På grund af nye fund og bedre indvindingsteknologi steg reserverne på trods af et stigende forbrug yderligere frem til 2012, hvor de blev opgjort til 1500 mia. tønder.

Fra 1980 til 2005 steg verdens samlede forbrug med 30% til 81 mio. tønder pr. dag. Hvor forbruget i USA i perioden steg med ca. 15%, steg det i Kina i samme periode med 300%. Indtil 1992 var Kina selvforsynende med olie. Verdens samlede forbrug var i 2013 90 mio. tønder pr. dag, og Kina havde overhalet USA som verdens mest benzinforbrugende land.

Saudi-Arabien, USA og Rusland er fortsat de førende producenter, mens det især er i Rusland, Iran, Nigeria og Brasilien, at reserverne steg i perioden fra 1990 til 2013. OPEC repræsenterer ca. 80% af reserverne.

1 tønde (barrel) = 42 gallons (US) = 158,98 l (råolie).

Blandt importørerne er det bemærkelsesværdigt, at USA er verdens langt største olieimportør trods en betydelig egenproduktion.

Transport af olie

Da olieresurserne er koncentreret til nogle få hovedområder, må en stor andel af produktionen transporteres langt til forbrugerne. Det meste foregår med tankskibe, og hovedruterne går fra Mellemøsten, Caribien, Nordafrika og Nigeria til industricentrene i Vesteuropa, Japan og USA.

Skibene er af økonomiske grunde blevet større og større; 1950-72 steg gennemsnitsstørrelsen fra ca. 12.000 dwt til ca. 42.000 dwt. De største olietankskibe har en lasteevne på over 300.000 t olie.

I begyndelsen transporteredes olien i fade med jernbaner, men den første rørledning på landjorden kom allerede i 1865 fra feltet i Titusville i Pennsylvania, USA. I dag transporteres store mængder olie over kortere afstande i ledninger. Både Europa og USA er gennemkrydset af ledninger, hvoraf mange er indbyrdes forbundne. Man kan fx således pumpe olie fra Genova, Rotterdam og Wilhelmshafen til Ingolstadt i Bayern. Mange rørledninger fra produktionsfelter til udskibningshavne har haft stor politisk betydning, fx rørledningen fra Saudi-Arabien til Libanon, der var i brug 1949-75.

Sammensætning og egenskaber

Traditionelt karakteriseres råolier først efter deres densitet. I olieindustrien anvendes enheden °API (American Petroleum Institute), som er 141,5/densitet−131,5, hvor densiteten måles i g/cm3. Rent vand vil således have 10 °API. De fleste råolier ligger i intervallet 30-37 °API; den danske Nordsøolie har som regel 34 °API. Yderpunkter repræsenteres af de meget tunge råolier, fx fra Boscan i Venezuela, der har densiteter på 0,98-1,00 g/cm3 og dermed 10-13 °API, og de meget lette, fx fra Qatar og Algeriet, der har densiteter på 0,79-0,82 g/cm3 og dermed 41-48 °API. En stigende andel af den fremtidige produktion vil bestå af tung og ekstratung olie, da disse resurser udgør en stor del af verdens olieforekomster.

Olie. Principtegning for fremstilling af råolie ved destillation.

Densiteten giver en første indikation af indholdet af lette og tunge komponenter. Flere oplysninger fås fra en destillationskurve, som fortæller om forholdet mellem opløst gas, benzin, petroleum og dieselolie, gasolie og destillationsrest (brændselsolie).

En anden vigtig oplysning er svovlindholdet, der fx er 0,1% i Nordsøolie og 3,0% i olie fra Saudi-Arabien.

Der kan også foretages en mere kemisk klassifikation. Paraffinbaserede råolier med et stort indhold af paraffiniske carbonhydrider egner sig til fremstilling af benzin og petroleum og som råstof i den kemiske industri; de tungere paraffiner er velegnede til fremstilling af smøreolie. De naftenbaserede råolier indeholder især nafteniske, aromatiske og asfaltiske carbonhydrider, hvorfra der kan fremstilles værdifulde komponenter til benzin, opløsningsmidler og aromatiske forbindelser. De tungere komponenter bruges til specielle smøremidler og til fremstilling af bitumen (asfalt). De fleste råolier har en ret jævn fordeling mellem paraffiniske og nafteniske-aromatiske carbonhydrider.

Råolier indeholder 83-87% carbon, 10-14% hydrogen, 0,05-6,0% svovl, 0,1-2,0% nitrogen og 0,05-1,5% oxygen. Derudover kan der være 3-12 ppm nikkel, 5-1500 ppm vanadium og 0,04-120 ppm jern. Viskositeten måles traditionelt i Redwood-sekunder, der angiver udløbstiden for et vist volumen fra en speciel kop. Den kan variere fra 1 s til 60 s.

Raffinering

Når råolien er pumpet op, skal den raffineres, før dens forskellige bestanddele kan anvendes. Først afsaltes råolien, der derefter går til en destillationskolonne ved atmosfæretryk. Efter opvarmning i varmevekslere og rørovne føres den ind i kolonnen, hvor der skabes en temperaturgradient. Kulbrinterne vil derfor fordele sig i kolonnen efter kogepunkt, og en række fraktioner kan udtages. Gas-nafta-fraktionen indeholder flaskegas, der må opbevares under tryk for at holde sig flydende, samt nafta, der er råbenzin. Kerosin er råstoffet for fremstilling af jetbrændstof og petroleum, mens den lette gasolie efter afsvovling anvendes som dieselolie, motorgasolie og fyringsgasolie. Den tunge gasolie går til visbreaking (viscosity breaking), som er en mild termisk krakning, hvorved der fås lettere produkter og brændselsolie. Destillationsresten, det atmosfæriske residuum, kan anvendes som tung brændselsolie eller som føde til visbreakeren. Den kan også destilleres under vakuum, hvorved der fås vakuumgasolie, som anvendes til fremstilling af smøreolier eller som føde til krakningsanlæg. Vakuum-residuet kan anvendes til brændselsolie eller — hvis råolien er naftenisk — til fremstilling af bitumen til asfaltindustrien.

Olie. Skematisk oversigt over fremstillingsprocesserne på et dansk olieraffinaderi (1998).

Stadig flere produkter får derefter reduceret svovlindholdet ved afsvovling, der foregår ved en katalytisk hydrogenering, hvorefter den dannede hydrogensulfid ledes til et svovlindvindingsanlæg (Claus-anlæg).

Den rå benzin har et lavt oktantal. For at forbedre det underkastes den efter afsvovling en såkaldt reforming. Det er en proces, som foregår ved høj temperatur i en hydrogenatmosfære over en katalysator af platin og rhenium. Processen kaldes ofte platforming efter platinkatalysatoren. Naftener omdannes da til aromater, og en del af paraffinerne til isoparaffiner, mens nogle af de tungere paraffiner krakkes til mindre molekyler. Dette resulterer i et højere oktantal. En anden proces til fremstilling af højoktanbenzin, som imidlertid ikke praktiseres på de danske raffinaderier, er alkylering, hvor isoparaffiner bringes til at reagere med olefiner. Af isobutan og buten fås således isooktan. Der er også den mulighed at forbedre benzinens oktantal ved tilsætninger af fx tetraethylbly (se benzin).

I de danske raffinaderier er der kun de milde termiske krakningsanlæg. Større raffinaderier har ofte katalytiske krakningsanlæg. Ved processen dannes der sod, som vil deaktivere katalysatoren. Det forhindres i den mest moderne udformning med en teknik kaldet "fluid bed catalytic cracking". Her er katalysatoren, som består af ganske små partikler, fluidiseret i reaktionsblandingen, og der udtages kontinuerligt katalysator, som regenereres, også i fluid bed. Sådanne anlæg skal være meget store for at være rentable.

 

Find bøger

   
   Find Lydbøger
hos Storytel
   Find bøger
bogpriser.dk
   Studiebøger
pensum.dk
   Læs e-bøger
hos Ready

 

© Dette billede må du ...

Olie. Principtegning for fremstilling af råolie ved destillation.

© Dette billede må du ...

Olie. Skematisk oversigt over fremstillingsprocesserne på et dansk olieraffinaderi (1998).

© Dette billede må du ...

Olie. Skematisk tegning, der viser borekronens placering for enden af borestrengen. Tegningen viser situationen umiddelbart efter, at der er sat nyt foringsrør i, fastgjort med cement. Igennem borestrengen pumpes boremudder ned og rundt i borehullet. Dermed fjernes borespånerne, der består af findelt materiale fra de gennemborede bjergarter. Mudderet transporterer spånerne til overfladen, hvor de kan analyseres.

Viser 1-6 af 15 billeder | Se alle

Filer

FilTilføjet af 
[+419034056.801.svg (24.48 kB)

Olie og gas dannes i kildebjergarten og bevæger sig opad (migrerer) gennem porøse lag til reservoirbjergarten i en strukturelt dannet fælde, som er forseglet af ovenliggende tætte bjergarter (fx skifer). Kildebjergarten vil som regel findes 3-5 km under havbunden.

Admin

05/02/2009

[+419034057.801.svg (212.41 kB)

Olie. Vigtigste områder i verden med olieproduktion 1999.

Admin

05/02/2009

[+421054.801.svg (5.74 kB)

Olie. Nederst principtegning for fremstilling af råolie ved destillation. Øverst skematisk oversigt over fremstillingsprocesserne på et dansk olieraffinaderi (1998).

Admin

05/02/2009

[+423961.801.svg (30.25 kB)

Olie og gas dannes i kildebjergarten og bevæger sig opad (migrerer) gennem porøse lag til reservoirbjergarten i en strukturelt dannet fælde, som er forseglet af ovenliggende tætte bjergarter (fx skifer). Kildebjergarten vil som regel findes 3-5 km under havbunden.

Admin

05/02/2009

[+423962.801.svg (336.36 kB)

Olie. Skematisk figur, der viser, hvorledes gas (lys gul), olie (mørkegrøn) og formationsvand (lys blå) er fordelt i hulrummene imellem sedimentkornene i en porøs reservoirbjergart, fx sandsten eller kalksten. I alle tilfælde er der en tynd vandfilm omkring sedimentkornene.

Admin

05/02/2009

[+423964.801.svg (39.69 kB)

Olie. Vandrette brønde.

Admin

05/02/2009

[+437580.801.svg (199.03 kB)

Olie- og gasfund i Nordsøen (ca. 700 i alt). Fundene er gjort i Den Karbone Gasprovins (især gas dannet fra karbone kildebjergarter) og i Den Jurassiske Riftprovins (både olie og gas dannet fra sen-jurassiske kildebjergarter, især leraflejringer). De farvede signaturer angiver de geologiske aldre af de reservoirbjergarter, fundene er gjort i. Større felter er nævnt med navn.

Admin

05/02/2009

[+439464.801.svg (326.15 kB)

Olie. Vandrette brønde - detailtegning af bor.

Admin

05/02/2009

[+440025.801.svg (212.41 kB)

Olie. Vigtigste områder i verden med olieproduktion 1999.

Admin

05/02/2009

[+441651.801.svg (137.19 kB)

Olie. Skematisk tegning, der viser borekronens placering for enden af borestrengen. Tegningen viser situationen umiddelbart efter, at der er sat nyt foringsrør i, fastgjort med cement. Igennem borestrengen pumpes boremudder ned og rundt i borehullet. Dermed fjernes borespånerne, der består af findelt materiale fra de gennemborede bjergarter. Mudderet transporterer spånerne til overfladen, hvor de kan analyseres.

Admin

05/02/2009

[+441652.801.svg (195.69 kB)

Olie. Vandrette brønde - detailtegning af bor. Boreretningen skråt nedad opnås ved boring med borestrengsrotation, mens boreretningen markeret med stiplede linjer opnås ved boring uden borestrengsrotation.

Admin

05/02/2009

[+444934.801.svg (4.82 kB)

Admin

05/02/2009

Nyhedsbrev

Om artiklen

Seneste 3 forfattere
Redaktionen
22/07/2014
HJSP
22/07/2014
Redaktionen
22/07/2014
Oprindelige forfattere
FGC
01/02/2009
Folke
01/02/2009
HJSP
01/02/2009
Stenby
01/02/2009

© Gyldendal 2009-2014 - Powered by MindTouch Deki