Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
LEZIONE 6: ENERGIA E CICLO ENERGETICO - Coggle Diagram
LEZIONE 6: ENERGIA E CICLO ENERGETICO
In che modo l'energia percorre il ciclo energetico?
gli stadi che caratterizzano il sistema energetico possono essere:
processi di purificazione e conversione
distribuzione
preparazione, trasporto/stoccaggio
utilizzo
produzione
recupero, distruzione, decontaminazione o stoccaggio dei sottoprodotti o dei rifiuti
ricerca e scoperta delle fonti primarie
modifiche dell'energia nel sistema energetico:
LUOGO
trasporto (consumo di energia)
TEMPO
immagazzimento (infrastrutture)
FORMA
Trasformazioni energetiche (rendimento)
QUANTITà
disponibilità (gestione a livello macro e micro del sistema energetico)
PETROLIO:
FORMAZIONE:
INIZIO:
Circa 1 miliardo di anni fa, il carbonio inizia ad essere fissato, con il processo di fotosintesi, nelle piante e poi negli animali;
dopo la loro morte questo "CARBONIO ORGANICO" è stato
in massima parte ossidato e restituito all'atmosfera;
in minima parte inglobato nel terreno e degradato in assenza di ossigeno.
CONDIZIONI:
Se le condizioni sono favorevoli si può formare una "roccia madre", ossia una roccia che contiene concentrazioni di carbonio organico tali da poter produrre successivamente del petrolio in quantità apprezzabili.
Gli ambienti di sedimentazione più favorevoli perché una roccia possa diventare "madre" sono quelli vicino alle coste, dove l'apporto di sostanze organiche è maggiore, e quelli dove le acque sono tranquille
COME ACCADE LA TRASFORMAZIONE:
La trasformazione della sostanza organica in petrolio è una conseguenza delle condizioni sempre più alte di pressione e temperatura
2 Km profondità
temperatura >60°C
Al termine del processo la sostanza organica si è trasformata in kerogene, geopolimero complesso progenitore del petrolio.
Aumentando ancora temperatura e pressione (circa 150°C e diversi km di profondità con pressioni di circa 1.000 Atm) avviene il processo di cracking.
Il kerogene continua a trasformarsi eliminando dalla macromolecola le molecole più leggere, e relativamente ricche di O e H, assumendo una struttura via via più ordinata e stabile
In questa fase si formano petrolio e gas che, essendo molto meno densi della macromolecola di partenza, tenderanno a migrare verso l'alto e ad accumularsi laddove troveranno delle barriere rocciose impermeabili (trappole).
Queste due soglie termiche delimitano la cosiddetta finestra dell'olio, ossia l'intervallo di profondità e temperatura in cui la roccia madre produce la massima quantità di petrolio
soglia 1: 60°C
soglia 2: 100-150°C
in condizioni più estreme non si forma petrolio
RESERVOIR:
Una volta generato, il petrolio tende, per minor densità, a salire verso l'alto.
Questo processo, chiamato migrazione, trova maggiore impulso quando fra i pori è presente ancora acqua, attraverso una vera e propria spinta di galleggiamento.
LA MIGRAZIONE:
Migrazione primaria:
è innescata da un aumento della pressione causata dal craking che crea una rete di micro fratture all'interno della roccia madre nelle quali il petrolio tende a spostarsi verso zone dove vi sono condizioni di minor pressione, e quindi normalmente verso l'alto
Migrazione secondaria:
Se durante la sua risalita trova sulla strada una roccia meno porosa, che ne impedirà il movimento, o una discontinuità chiamata tecnicamente trappola, ossia "una combinazione locale di fattori geologici e fisici capaci di bloccare il percorso ascensionale dei fluidi", allora si crea una zona di accumulo del petrolio (detto reservoir).
CONDIZIONI IDEALI:
RESERVOIR CARATTERISTICHE IDEALI:
POROSITà
PERMEABILITà
COPERTURA CARATTERISTICHE IDEALI:
LA PLASTICITà
ESTRAZIONE:
La trappola che contiene petrolio in quantità e in situazioni tali da permetterne l'estrazione in condizioni economicamente vantaggiose costituisce un GIACIMENTO che sarà caratterizzato da un insieme di parametri geologici e fisici (pressione e temperatura) che sono diversi da quelli che si hanno in superficie.
RECUPERO:
PRIMARIO:
il petrolio risale in superficie tramite meccanisi naturali di spinta
tasso di recupero < 15%
SECONDARIO:
aumento della pressione tramite meccanismi artificiali che aumentano la pressione interna del giacimento facendo risalire il petrolio
si aumenta la pressione con iniezioni di acqua o gas
Non tutto il petrolio presente in un giacimento viene recuperato, circa il 40% rimarrà nel giacimento sotto forma di una pellicola che ricopre tutti i pori del reservoir;
si può aumentare questa percentuale con altri metodi detti di recupero migliorati ma che sono assai costosi e difficili da applicare e perciò poco usati
COMPOSIZIONE PERCENTUALE:
S 1-5%
piccole percentuali di O2 e N2
H 10%
altri elementi in tracce
C 85%
PARAMETRI QUALITATIVI E DI USO:
CARATTERISTICHE MERCEOLOGICHE DEL PETROLIO GREGGIO:
tenore impurezze
percentuali di benzina e oli lubbrificanti ottenibili
densità
potere calorifico del greggio che vale circa 10.000 Kcal/Kg
per tutte le specifiche guarda slide 26-31
INDUSTRIA PETROLIFERA:
ATTIVITà UPSTREAM:
COLTIVAZIONE DEI GIACIMENTI
ESTRAZIONE
TRIVELLAZIONE
TRASPORTO ALLE RAFFINERIE
PROSPEZIONE
ATTIVITà DOWNSTREAM
PRODUZIONE
DISTRIBUZIONE
RAFFINAZIONE
COMMERCIALIZZAZIONE
per specifiche da slide 33