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Petrolio: generalità, estrazione, trasporto

Il petrolio è una miscela naturale di idrocarburi estratta dai giacimenti che si trovano nella crosta terrestre

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Il petrolio

Il petrolio è una miscela naturale di idrocarburi (soprattutto carbonio e idrogeno) estratta dai giacimenti che si trovano nella crosta terrestre, a una profondità generalmente compresa tra poche decine e diverse migliaia di metri.

Come si forma il petrolio
Si forma sotto la superficie terrestre per decomposizione di organismi marini e di piante che crescono sui fondali oceanici. La formazione del petrolio è un fenomeno iniziato molti milioni di anni fa, quando esisteva un'abbondante fauna marina, e che continua ancora oggi. 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 e la temperatura si alza di diverse centinaia di gradi.

Il fango e la sabbia si induriscono trasformandosi in argillite e arenaria, il carbonio precipita, le conchiglie si induriscono trasformandosi in calcare, mentre i resti degli organismi morti si trasformano in sostanze più semplici composte da carbonio e idrogeno, gli idrocarburi appunto, per dare origine al petrolio greggio e al gas naturale. Il petrolio ha densità minore dell'acqua salmastra che riempie gli interstizi dell'argillite, della sabbia e delle rocce di carbonati che costituiscono la crosta terrestre: tende dunque a risalire verso la superficie, passando dai microscopici pori dei più grossi sedimenti sovrastanti. E' così che sbocca spontaneamente dalla superficie terrestre.
Viene portato alla superficie dalla pressione dei gas sotterranei o mediante pompe; viene poi raccolto in serbatoi e trasportato per mezzo di oleodotti o petroliere nei luoghi di lavorazione.

Una volta estratto, il petrolio viene trattato con sostanze chimiche e calore, per eliminare l'acqua e le particelle solide in esso contenute, e per separare il gas naturale residuo. Viene poi immagazzinato in serbatoi di smistamento, da dove viene trasportato alle raffinerie mediante tubazioni continue (oleodotti), o con navi opportunamente attrezzate (navi cisterna, o petroliere), o con speciali autoveicoli (autocisterne) e carri ferroviari (carri cisterna).
Dalla sua raffinazione si ottengono prodotti molto importanti come benzina, cherosene, oli per motori diesel, oli per riscaldamento, lubrificanti, oltre ad una serie di prodotti destinati alle industrie petrolchimiche.

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".

Importanza del petrolio
La civiltà industriale dipende in larga misura dai derivati del petrolio. Solo negli anni Settanta (con la crisi derivante dai conflitti in Medio Oriente) la riduzione delle forniture petrolifere (e il conseguente rialzo dei prezzi) costringe i paesi industrializzati a cercare prodotti alternativi al petrolio, sia nel settore della produzione di energia, sia in quello industriale.

LA RICERCA DEL PETROLIO

Le tecniche di ricerca del petrolio sono evolute nel tempo, e comprendono uno studio dell'area, a cui seguono prospezioni geofisiche e quindi, in presenza di indicazioni positive, la perforazione di uno o più pozzi esplorativi, che in caso di successo vengono chiamati pozzi di scoperta. Tra le prove più adottate troviamo il carotaggio e il rilevamento sismico.

Rilevamento sismico
Questa tecnica consiste nel far brillare sul terreno sottomarino delle piccole cariche di esplosivo. Le onde sismiche vengono poi registrate da apposite apparecchiature che, attraverso i dati, permettono di ricostruire la struttura degli strati rocciosi e quindi scoprire l'esistenza di giacimenti petroliferi.

Il rilevamento effettuato permette solamente di ipotizzare l'esistenza del giacimento petrolifero: la certezza della sua presenza e della sua consistenza potrà essere verificata perforando il terreno in diversi punti. Le operazioni di ricerca sono comunque molto lunghe, poiché dipendono dalla consistenza e dalla profondità del giacimento.

Perforazione
La trivellazione del terreno con apposti impianti, perforando nel sottosuolo fino alla profondità suggerita dalla analisi geologiche e geofisiche precedenti, permette il diretto riconoscimento della eventuale presenza di giacimenti petroliferi. Durante la perforazione le rocce attraversate vengono studiate sia tramite il recupero di campioni dal sottosuolo con operazioni di carotaggio.

L’ESTRAZIONE

Il petrolio viene estratto dal sottosuolo dove si è accumulato nel corso del tempo geologico nelle trappole petrolifere individuate durante la fase di esplorazione geofisica, principalmente tramite la prospezione sismica. La formazione del petrolio è ancora un processo non del tutto conosciuto. Un pozzo di petrolio può essere descritto come un lungo foro praticato nel sottosuolo la cui funzione è quella di mettere in diretta comunicazione gli strati in cui sono accumulati gli idrocarburi con la superficie. 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. La parte più evidente è una torre metallica, simile alla vista ad una piccola torre Eiffel.

Alla base della torre vi è una tavola rotante con nel suo centro un foro. Le aste di perforazione sono a sezione circolare, cave all’interno, e vengono avvitate l'una all'altra man mano che la perforazione scende in profondità. La velocità di perforazione è profondamente influenzata dalla tipologia di rocce incontrate e dalla profondità di lavoro. Un fango speciale viene fatto circolare all'interno del pozzo, per raffreddare lo scalpello e per rimuovere i detriti di roccia prodotti. Il fango viene espulso tra le aste e le pareti del pozzo. Una volta tornato in superficie il fango viene riciclato. Ultimata la perforazione, il pozzo può essere intubato. I tubi di rivestimento vengono cementati alla roccia per evitare fughe di idrocarburi o altri fluidi nell' intercapedine tubaggio - roccia.

IL TRASPORTO

La bocca del pozzo viene dotata di un sistema di valvole di sicurezza, che permette l’erogazione controllata del petrolio. Il trasporto del petrolio può avvenire principalmente nei seguenti modi:

• pipeline e oleodotti
• trasporto via mare con le navi cisterna (petroliere)
• trasporto via terra con le auto cisterna

In genere i pozzi petroliferi sono collegati alle raffinerie tramite una rete di oleodotti. A seconda delle pendenze, gli oleodotti sono intervallati da apposite stazioni che forniscono al petrolio la giusta pressione per continuare il suo cammino lungo i tubi. Al porto di imbarco il petrolio viene stoccato all'interno dei serbatoi, in attesa di essere caricato nelle petroliere.

Le petroliere sono navi a doppio scafo. Il trasporto via mare del petrolio implica elevati rischi. In caso di incidente le conseguenze sull'ambiente marino sono immense e si ripercuotono fino all'uomo tramite la catena alimentare. Per questa ragione, sono fissate apposite regole di sicurezza da seguire nel trasporto del petrolio via mare. Ciò nonostante, nella storia non sono mancati disastri ecologici causati dall'affondamento o da incidenti delle navi petroliere. In questi casi il petrolio si riversa in mare formando il fenomeno della "marea nera" ed inquinando per molti decenni l'ambiente ittico locale.

Il trasporto del petrolio tramite un oleodotto è più sicuro. Tuttavia, i costi fissi di realizzazione di un oleodotto sono molto alti. Questo metodo di trasporto è praticato soprattutto in caso di grandi flussi di petrolio concentrati verso un unico polo di raffinerie. Il trasporto via terra del petrolio avviene tramite le auto cisterna. A causa della scarsa capacità di carico delle auto cisterne e degli elevati costi variabili (carburante) quest'ultima via di trasporto è utilizzata soprattutto per colmare piccole distanze e brevi tragitti. E' invece una scelta antieconomica nelle medie e grandi distanze.
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